RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW...

RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW ME

UNTUK MEMBANTU MENGANGKAT BEBAN BARANG

BERBASIS MIKROKONTROLLER

Skripsi

Oleh :

SYARIF MAULANA

NIM 11150970000036

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M / 1441 H

i


UNTUK MEMBANTU MENGANGKAT BEBAN BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER

Skripsi

Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi untuk Memenuhi Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh :

SYARIF MAULANA

NIM 11150970000036

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2019 M / 1441 H

ii

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING


UNTUK MEMBANTU MENGANGKAT BEBAN BARANG

BERBASIS MIKROKONTROLLER

Skripsi

Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi untuk Memenuhi Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh

Syarif Maulana

NIM : 11150970000036

Menyetujui

Mengetahui,

Ketua Program Studi Fisika,

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Tati Zera, M.Si

NIP. 19690608 200501 2 002

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Elvan Yuniarti, M.Si

NIP. 19791227 200801 2 015

Dr. Ambran Hartono, M.Si

NIP. 19710408 200212 1 002

iii

LEMBAR PERGESAHAN

Skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW

ME UNTUK MEMBANTU MENGANGKAT BEBAN BARANG BERBASIS

MIKROKONTROLLER” ditulis oleh Syarif Maulana dengan NIM

11150970000036 telah diuji dan dinyatakan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqasah

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada

tanggal 12 November 2019. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat memperoleh

gelar sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Fisika.

Menyetujui,

Mengetahui,

Penguji I,

Penguji II,

Dr. Ir. Agus Budiono, M.T

NIP. 19620220 199003 1 002

Anugrah Azhar, M.Si

NIP. 19921031 201801 1 003

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Elvan Yuniarti, M.Si

NIP. 19791227 200801 2 015

Dr. Ambran Hartono, M.Si

NIP. 19710408 200212 1 002

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi,

Ketua Program Studi Fisika,

Prof. Dr. Lily Surraya Eka Putri, M.Env. Studi

NIP. 19690404 200501 2 005

Tati Zera, M.Si

NIP. 19690608 200501 2 002

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa:

1. Skripsi ini merupakan hasil karya asli saya sendiri yang diajukan untuk memenuhi

salah satu persyaratan memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) di UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta.

2. Semua sumber yang saya gunakan dalam penelitian ini telah dicantumkan sesuai

dengan ketentuan yang berlaku di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3. Jika di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan hasil karya asli saya sendiri

atau merupakan hasil jiplakan dari karya orang lain, maka saya bersedia menerima

sanksi yang berlaku di UIN Syarif Hidyatullah Jakarta.

Jakarta, 12 November 2019

Materai 6000

Syarif Maulana

v

ABSTRAK

Pesatnya perkembangan teknologi membuat alat-alat yang sebelumnya digerakkan

secara manual, kini dapat bergerak secara otomatis. Salah satu contohnya adalah

“Cowarobot R1” sebuah koper yang dapat mengikuti pemiliknya. Pada penelitian

prototype robot follow me ini dibuat untuk meringankan manusia dalam membawa

beban barang. Prototype ini bekerja dengan memanfaatkan sensor ultrasonik dan

sensor inframerah. Sensor ultrasonik HC-SR04 bekerja sebagai pendeteksi jarak

terhadap objek, dimana pada prototype ini jarak maximum yang dapat di proses sejauh

40 cm dengan sudut difraksi sebesar 25°. Sedangkan sensor inframerah digunakan

untuk pendeteksi objek tersebut, dimana prototype ini akan mengikuti objek yang telah

ditanamkan pemancar inframerah. Waktu tempuh yang dibutuhkan prototype ini

sebelum ditambah beban sebesar 1,85 s dengan kecepatan sebesar 0,54 m/s untuk

bergerak. Sedangkan setelah diberi beban 500 g waktu tempuh yang dihasilkan manjadi

3,55 s dengan kecepatannya sebesar 0,28 m/s.

Kata Kunci: Prototype Robot, Robot Follow Me, Sensor Inframerah, Sensor

Ultrasonik

vi

ABSTRACT

The rapid development of technology makes tools that were previously driven

manually can now move automatically. One example is a suitcase that can follow its

owner. The prototype robot follow me was made to relieve humans in carrying goods.

This prototype works by utilizing ultrasonic sensor and infrared sensor. The HC-SR04

ultrasonic sensor works as a distance detection object, where in this prototype the

maximum distance that can be processed as far as 40 cm with a diffraction angle of 25

°. Because the infrared sensor is used for object detection, this prototype will follow

the object that has been implanted with an infrared transmitter. The travel time need by

this prototype to move before adding a load is 1,85 s at a speed of 0,54 m/s. while the

travel time. Whereas after being given a 500 g load the resulting travel time became

3.55 s with a speed of 0.28 m/s.

Keywords: Follow Me Robot, Infrared Sensor, Prototype Robot, Ultrasonic Sensor

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT berkat rahmat dan karunia-

Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Sholawat dan

salam senantiasa tercurahkan kepada baginda Nabi besar Muhammad SAW, beserta

para keluarganya, para sahabat dan para pengikut-pengikutnya, insya Allah kita semua

termasuk didalamnya hingga akhir zaman. Berkat perjuangan beliau yang telah

mengantarkan manusia dari zaman Jahiliah ke zaman yang penuh dengan ilmu

pengetahuan seperti saat ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi yang berjudul “Rancang Bangun

Prototype Robot Follow Me Untuk Membantu Mengangkat Beban Barang

Berbasis Mikrokontroller” tidak dapat terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai

pihak, baik moril maupun materiil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan

ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam

penyusunan skripsi ini, terutama kepada:

1. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan materiil serta

doa yang tiada henti- hentinya kepada penulis.

2. Segenap keluarga besar yang telah menyemangati dan men-support dalam

penyelesaian skripsi ini.

3. Ibu Tati Zera, M.Si selaku Ketua Program Studi Fisika yang telah

memberikan arahan kepada penulis.

4. Ibu Prof. Dr. Lily Surraya Eka Putri, M.Env.Stud. selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatulla Jakarta.

5. Ibu Elvan Yuniarti, M.Si selaku pembimbing I, serta sebagai dosen di

Instrumentasi yang telah sabar membimbing penulis, memberikan banyak

ilmunya kepada penulis dan memberikan banyak masukan kepada penulis

terkait penulisan skripsi ini.

6. Bapak Dr. Ambran Hartono, M.Si selaku pembimbing II dan pembimbing

viii

akademik yang telah membimbing penulis, memberikan saran yang

membangun kepada penulis, serta memberikan motivasi kepada penulis

dari awal masuk kuliah hingga akhir dari penulisan skripsi ini.

7. Para dosen-dosen Program Studi Fisika yang telah memberikan ilmu-

ilmunya selama perkuliahan.

8. Sahabat seperjuangan: Adelia, Andri, Bayu, Faris, Fadhur dan Yogi yang

selalu memberikan support, doa, dan menjadi teman diskusi.

9. Kosan squad: Beny, Ilham, Candra, Riski yang telah menjadi pendengar

dan teman diskusi bagi penulis, memberikan support serta doa.

10. Teman-teman Fisika UIN yang senantiasa memberikan semangat dan

bantuannya kepada penulis.

Kesalahan diri sendiri yang paling besar bukanlah kegagalan, tetapi berhenti

dan menyerah sebelum merasakan keberhasilan. Oleh karena itu, penulis menyadari

bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Dikarenakan kerterbatasan

pengalaman dan pengetahuan yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis

mengharapkan segala bentuk saran serta masukan bahkan kritik yang membangun dari

berbagai pihak yang dapat disampaikan melalui alamat e-mail penulis

[email protected]. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para

pembaca dan semua pihak khususnya yang memerlukan.

Jakarta, 5 November 2019

Penulis

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ii

LEMBAR PERGESAHAN iii

LEMBAR PERNYATAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KATA PENGANTAR vii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR TABEL xiii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 4

1.3 Batasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 5

1.5 Manfaat Penelitan 6

1.6 Sistematika Penulisan 6

BAB II DASAR TEORI 8

2.1 Gelombang 8

2.2 Gelombang Ultrasonik 9

2.3 Sensor Ultrasonik 12

2.3.1 Sensor Ultrasonik HC-SR04 14

2.4 Sensor Infrared 17

2.5 Motor DC 18

2.5.1 Bagian Motor DC 19

2.5.2 Prinsip kerja Motor DC 21

x

2.6 Bahasa Pemograman 23

2.7 Mikrokontroller Arduino 25

BAB III METODE PENELITIAN 26

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 26

3.2 Alat dan Bahan Penelitian 26

3.3 Tahapan Penelitian 28

3.3.1 Persiapan Penelitian 29

3.3.2 Perancangan dan Pembuatan Alat Penelitian 29

3.3.3 Pengujian Fungsi Alat Penelitian 30

3.3.4 Pembuatan Program Alat Penelitian 30

3.3.5 Pengujian Alat 33

3.3.6 Analisa Data 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 36

4.1 Hasil Rancangan Hardware dan Software 36

4.2 Kalibrasi Sensor Ultrasonik 38

4.3 Respon Sensor Ultrasonik Terhadap Sudut 42

4.4 Respon Sensor Infrared Terhadap Lingkungan 50

4.5 Karakteristik Robot Follow Me 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 63

5.1 Kesimpulan 63

5.2 Saran 64

DAFTAR PUSTAKA 65

LAMPIRAN 70

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Prinsip Kerja transducer ultrasonik tipe piezoelectric [15] 12

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik HC-SR04 [20] 15

Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04 [21] 15

Gambar 2.4 LED Infrared dan Fotodioda [22] 17

Gambar 2.5 Motor DC [25] 19

Gambar 2.6 Bagian Motor DC [26] 20

Gambar 2.7 Prinsip Kerja Motor DC [28] 21

Gambar 2.8 konfigurasi pin pada Arduino [33] 25

Gambar 3.1 Diagram tahapan penelitian 28

Gambar 3.2 Skematik rancangan alat 29

Gambar 3.3 Flowchart sistem kerja program alat 32

Gambar 3.4 Ketentuan jarak antara robot dengan objek 34

Gambar 3.5 Analisis sensor ultrasonik & sudut 35

Gambar 3.6 Analisis sensor inframerah terhadap tebal penghalang (HVS) 35

Gambar 4.1 Hasil Rancangan Hardware 37

Gambar 4.2 Grafik kalibrasi ultrasonik kanan 39

Gambar 4.3 Grafik kalibrasi ultrasonik kiri 39

Gambar 4.4 Grafik kelinieran sensor ultrasonik kanan 40

Gambar 4.5 Grafik kelinieran sensor ultrasonik kiri 41

Gambar 4.6 Visualisasi Difraksi Gelombang [34] 42

Gambar 4.7 Grafik sensor & kotak dengan jarak 20 cm 44




Gambar 4.11 Grafik sensor & lingkaran dengan jarak 20 cm 47

Gambar 4.12 Grafik sensor & lingkaran dengan jarak 30 cm 47

Gambar 4.13 Grafik Sensor & lingkaran dengan jarak 40 cm 48

Gambar 4.14 Grafik Sensor & lingkaran dengan jarak 50 cm 48

Gambar 4.15 Pancaran gelombang dari sensor ultrasonik [36] 50

Gambar 4.16 Sensor inframerah di dalam ruang tertutup dan terbuka 52

Gambar 4.17 Respon sensor inframerah terhadap raungan tertutup 53

Gambar 4.18 Respon senso inframerah terhadap ruangan terbuka 53

Gambar 4.19 Daya tembus sinar inframerah 56

Gambar 4.20 Siklus kerja dari PWM [37] 57

Gambar 4.21 Nilai pwm terhadap waktu tempuh robot 58

Gambar 4.22 Nilai pwm terhadap kecepatan 58

Gambar 4.23 Perbandingan beban 500 g – waktu tempuh 60

xii



Gambar 4.26 Perbandigan kecepatan - waktu tempuh (500 g) 61



xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spektrum Elektronik 18

Tabel 2.2 Bahasa Pemrograman Aras Tinggi 24

Tabel 3.1 Alat dan bahan percobaan 27

Tabel 4.1 Data kalibrasi sensor ultrasonik 38

Tabel 4.2 Pengolahan data sensor ultrasonik kanan 40

Tabel 4.3 Pengolahan data sensor ultrasonik kiri 41

Tabel 4.4 Sensor & objek dengan jarak 20 cm (kotak) 44




Tabel 4.8 Sensor & objek dengan jarak 20 cm (lingkaran) 47




Tabel 4.12 Sensor inframerah terhadap ruang tertutup & terbuka 52

Tabel 4.13 Data rujukan dari sensor inframerah 55

Tabel 4.14 Data daya tembus sinar inframerah terhadap tebal kertas 55

Tabel 4.15 Data waktu tempuh robot dan variasi nilai pwm dengan jarak 100cm 58

Tabel 4.16 Pengujian waktu tempuh robot dengan diberi beban 59

Tabel 4.17 Pengaruh bertambahnya beban terhadap kecepatan 61

1

1. BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan alat pengangkat beban sekarang semakin berkembang pesat

seiring dengan kemajuan teknologi. Alat pengangkat beban yang dulunya digerakkan

secara manual sekarang bisa secara otomatis. Sebagai salah satu contohnya

“Cowarobot R1” adalah sebuah koper cangih yang bisa mengikuti pemiliknya. Dengan

menggunakan alat dan sensor berteknologi tinggi yang dapat membuat gerak dari

“Cowarobot R1” tersebut dapat mengenali lingkungan di sekitarnya [1]. Tetapi Biaya

yang dikeluarkan untuk membeli koper tersebut tidaklah sedikit. Padahal sistem kerja

yang dimiliki pada “Cowarobot R1” sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Pengaplikasiannya tidak hanya untuk koper saja, tetapi bisa untuk trolley [2],

autonomous car [3] dan lain-lain.

Oleh karena itu dibutuhkan penelitian untuk mengetahui sistem kerja alat yang

sudah ada, dalam hal ini dituangkan lagi ke dalam sebuah prototype dengan

menggunakan sensor-sensor yang mudah untuk didapatkan dan lebih hemat untuk

biaya yang dikeluarkan. Untuk satu unit “Cowarobot R1” dapat diperoleh dengan

kisaran harga US$699 [4].

2

Pada pelaksanaannya penelitian ini akan difokuskan pada membangun sebuah

robot dan sistemnya. Dimana keseimbangan antara hardware dan software sangat

penting kaitannya dengan pembuatan robot. Sama halnya dengan membangun

hardware dan merancang software, keduanya harus saling seimbang. Supaya tidak

terjadi kecacatan atau kekurangan dalam pembuatan, walaupun hanya sekedar kabel

yang digunakan. Hal kecil tersebut dapat mengakibatkan keseimbangan antara

hardware dan software dapat terganggu. Karena keduanya terhubung secara

terintegrasi. Oleh sebab itu, perlu ada pengecekan ulang untuk memastikan tidak ada

yang bermasalah atau rusak.

Penelitian tentang robot sudah banyak dilakukan, mulai dari robot yang hanya

bergerak saja, robot yang bisa membantu meringankan pekerjaan manusia, hingga

robot yang dapat menirukan gerakan manusia. Penelitian ini berfokus kepada prototype

“Cowarobot R1” dengan menggunakan sensor ultrasonik dan sensor inframerah.

Sebelum penelitian ini berlangsung, juga ada penelitian yang hampir menyerupai

“Cowarobot R1” dengan judul penelitiannya antara lain; “Perancangan Robot Avoider

Berbasis Arduino UNO Menggunakan Tiga Sensor Ultrasonik” karya Oky Supriadi

pada tahun 2019 [5], “Control Schemes For Autonomous Car-Following System With

Two Classical Conpensators” karya Wen-Xing Zhu dan Li-Dong Zhang tahun 2019

[3], “Robot Deteksi Garis Menggunakan Sensor Infra Merah (interface USB)” karya

Nanan Rohman dan Dadang Nurdiansyah tahun 2012 [6], “Pengembangan Robot

Pendeteksi Objek Berdasarkan Warna Dengan Sensor Kamera Sebagai Media

3

Pembelajaran” karya Roni Setiawan tahun 2012 [7], “Robot Mobil Dengan Sensor

Kamera Untuk Menelusuri Jalur Pada Maze” karya Lauw Lim Un Tung dkk [8] dan

“Human Following Trolley – Auto Walker” karya dari Achsuthan Mahendran dkk

penelitian mereka membuat sebuah robot yang hampir mirip dengan penelitian robot

ini. Dengan menggunakan 2 metode untuk menggerakan robot tersebut yang bisa

digerakan secara manual ataupun secara otomaris menggunakan handphone dengan

penggunaan Bluetooth sebagai interface-nya. Sensor yang mereka gunakan adalah

hanya sensor ultrasonik yang mendeteksi keberadaan seuatu objek yang berada di

depannya [2].

Hal yang membekan dalam penelitian “Human Following Trolley – Auto

Walker” karya dari Achsuthan Mahendran dkk dengan penelitian ini adalah pada

penelitian ini ditambankan sensor inframerah untuk mendeteksi objek sedikit mendetail

dari pada hanya menggunakan kinerja dari sensor ultrasonik tersebut.

Dengan menggunakan mikrokontroller Arduino NANO dengan menggunakan

bahasa pemograman C++ dalam penelitian ini menjadikan pembuatannya menjadi

lebih praktis dan mudah. Dikarenakan sudah banyak dikembangkan dan didukung

dengan aplikasi Arduino yang sudah open source. Sehingga penulis tertarik untuk

melakukan penelitian tersebut. Dengan judul penelitianya adalah “RANCANG

BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW ME UNTUK MEMBANTU

MENGANGKAT BEBAN BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER”.

4

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas penulis dapat merumuskan masalah dalam

penelitian tersebut antara lain sebagai berikut;

1. Bagaimana mendesain sebuah prototype robot follow me yang sistem kerjanya

menyerupai robot dari produk Cowarobot R1?

2. Bagaimana membangun hardware dan membuat software untuk membuat

prototype robot follow me?

3. Bagaimana menganalisis sistem kerja dari sensor-sensor yang digunakan?

4. Bagaimana menganalisis sistem kerja robot tersebut?

1.3 Batasan Masalah

Agar penelitian ini lebih terfokus lagi, maka penelituan ini diberikan Batasan-

batasan masalah sebagai berikut:

1. Model prototype robot yang akan dibuat menyerupai keranjang yang

diberikan roda pada bagian bawahnya.

2. Mikrokontroller yang digunakan adalah mikrokontroller ATMega328 di

Arduino NANO.

3. Prototype robot ini hanya mengikuti objek yang telah diberikan/ditanamkan

sensor inframerah.

5

4. Tipe Gerakan robot menempel mengikuti objek dan tidak terlalu jauh antara

objek dengan robot.

5. Jarak uji lebih dari 20 cm dan kurang dari 40 cm.

6. Objek yang digunakan adalah tabung dengan diameter lebih dari 10 cm.

7. Hanya digunakan di dalam ruangan yang tertutup.

8. Gerakan mengikuti objek bergantung pada sensor ultrasonik dan motor driver.

9. Data yang diperoleh dari sensor ultrasonik sebagai sebuah pendeteksi jarak

objek dan letak objek tersebut.

10. Data yang diperoleh dari sensor inframerah adalah data tegangan intensitas

cahaya inframerah yang masuk tergantung keadaan sekitar disekitarnya.

1.4 Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari

penelitian ini adalah;

1. Mendesain prototype robot follow me dengan prinsip kerja yang sedikit

menyerupai produk dari “Cowarobot R1”.

2. Membuat hardware dan software prototype robot follow me..

3. Menganalisis sistem kerja dari sensor yang digunakan.

4. Menganalisis sistem kerja prototype robot follow me.

6

1.5 Manfaat Penelitan

Penelitian ini dapat bermanfaat bagi kehidupan manusia, khususnya untuk

orang yang mempunyai keterbatansan waktu dan energi. Dengan membuat robot follow

me dapat meringankan kerja manusia untuk mengankat atau membawa barang-barang

berat. Selain itu juga penelitian ini dapat bermanfaat untuk masyarakat dan khususnya

untuk peminatan instrumentasi yaitu sebagai penelitian yang dapat berhubungan

dengan alat-alat elektronik yang semakin pesat perkembangannya.

1.6 Sistematika Penulisan

Memberikan gambaran ringkas pada skripsi ini, peneliti membuat tulisan ini

menjadi lima bab. Adapun sistematika penulisan yang digunakan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN, berisi latar belakang, pembatasan masalah, perumusan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI, berisi bab-bab yang mengandung dasar teori yang

disesuaikan dengan penelitian yang dilakukan, dasar teori ini nantinya akan menjadi

acuan saat penelitian berjalan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN, menjelaskan mengenai waktu dan tempat

penelitian, alat dan bahan yang digunakan, tahapan penyusunan, perancangan dan

metode analisis.

7

BAB IV HASIL PENELITIAN, menyajikan hasil penelitian berupa hasil rancangan

alat maupun pemograman, hasil uji coba, hasil rancagan serta pembahasan mengenai

hasil rancangan tersebut.

BAB V PENUTUP, berisi tentang kesimpulan penelitian yang telah dilakukan dan

saran-saran yang diberikan oleh peneliti untuk penelitian berikutnya.

8

2. BAB II

DASAR TEORI

2.1 Gelombang

Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat melalui suatu medium.

Panjang gelombang dapat ditentukan panjangnya dengan menghitung jarak antar

lembah dan bukit. Dengan cepat rambatnya tergantung medium apa yang dilaluinya

dalam satuan waktu [9]. Berdasarkan arah getarnya gelombang dibagi menjadi 2 yakni;

gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getaran berhimpit dengan arah

rambatannya dan gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak

lurus terhadap arah tambatannya. Gelombang juga memiliki sifat-sifat umum, atara lain

sebagai berikut: [9]

• Gelombang dapat dipantulkan (refleksi) adalah arah getaran gelombang yang

berbelok karena mengenai bidang medium yang berbeda. Gelombang pantul

memiliki arah yang berlawanan dengan gelombang datangnya, tetapi masih

dalam medium yang sama.

• Gelombang dapat dibiaskan (refraksi) adalah pembelokan arah rambat

gelombang dari daerah yang tinggi menjadi dangkal. Pada peristiwa ini

frekuensi gelombangnya tetap sama yang berubah ialah panjang gelombang dan

cepat rambatnya.

9

• Gelombang dapat mengalami difraksi adalah penyebaran ketika gelombang

melalui celah sempit dengan rambatnya radial.

• Gelombang dapat dijumlahkan (interferensi) adalah penggabungan gelombang

yang sama fase, kemudian gelombang tersebut saling menguatkan (interferensi

konstruktif). Tetapi jika gelombang tersebut berbeda fase maka gelombang

tersebut saling melemahkan (interferensi destruktif).

2.2 Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik longitudinal dengan

frekuensi diatas 20 KHz. Gelombang ultrasonik tersebut tidak dapat didengar oleh

manusia, karena batas pendengaran manusia kisaran 20 Hz samapai 20 KHz atau sering

disebut juga dengan audiosounik [10]. Gelombang Ultrasonik ini dapat merambat

melalui medium padat, cair dan gas. Karena gelombang ultrasonik merupakan

gelombang mekanik, maka gelombang ini hanya dapat merambat melalui medium

merambatannya dan tidak bisa merambat diruang hampa.

Gelombang ultrasonik yang merambat melalui medium, getaran yang dimiliki

sama dengan getaran dari partikel-partikel medium yang dilauinya. Gelombang

ultrasonik akan memantulkan gelombangnya kembali ke arah gelombang tersebut

datang, kemudian dipancarkan kembali apabila terjadi diskontinuitas pada medium

yang dilalui gelombang ultrasonik itu merambat [11]. Kecepatan partikel didefinisikan

10

sebagai perbandingan jarak yang ditempuh partikel terhadap waktu tempuh yang

dibutuhkan.

v = s

t (1)

Dengan variabel v, s, dan t berturut-turut adalah kecepatan gelombang (m/s),

jarak yang ditempuh (m) dan waktu tempuh gelombang ultrasonik (s) [12]. Selain itu

kecepatan cepat rambat gelombang ultrasonik di ruang bebas sama dengan cepat

rambat gelombang di udara sekitar 340 m/s.

Saat ini ultrasonik telah dipakai untuk banyak keperluan dalam berbagai

bidang. Pada bidang medis, ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk pencitraan gambar

(ultrasonography) dan membantu untuk pengobatan beberapa penyakit contohnya

kanker. Pada bidang kimia (sonochemistry), banyak memanfaatkan ultrasonik sebagai

alat untuk membantu untuk reaksi kimia. Pada bidang industri, ultrasonik dapat dipakai

untuk NDT (Non Destructive Test), pembersih bahan (cleaning), welding dan cutting

[13]. Sedangkan dalam bidang Fisika, ultrasonik dapat dimanfaatkan sebagai sensor

jarak dengan membandingkan waktu tempuh gelombang ultrasonik yang dipancarkan

oleh pemancar (transmitter) gelombang ultrasonik, kemudian gelombang tersebut

dipantulkan kembali dan diterima oleh penerima (receiver), serta sebagai radar untuk

mengetahui letak benda yang berada di depannya. Selain itu ultrasonik masih banyak

dipakai dalam bidang lainnya antara lain pertanian, biologi dan masih banyak bidang

lainnya.

11

Dalam bukunya J. David N. Cheeke menyebutkan setidaknya ada dua fitur unik

yang dimiliki oleh gelombang ultrasonik: [13]

1. Rambatan gelombang ultrasonik < (×100000) gelombang elektromagnetik. Hal

ini memudahkan untuk memperoleh informasi waktu, variabel delay dan lain-

lainnya pada saat gelombang ultrasonik merambat.

2. Gelombang ultrasonik mudah melewati bahan yang tidak bisa dilewati oleh

cahaya. Karena gelombang ultrasonik cukup sensitif dan reliabel maka dapat

dimanfaatkan untuk mengetahui bentuk gambar topografi dari bahan yang tidak

tembus cahaya.

Gelombang ultrasonik dihasilkan dari sebuah tranduser tipe piezoelctric,

dimana tranduser ini cara kerjanya adalah langsung mengubah energi listrik bolak-

balik (AC) menjadi energi mekanik melalui efek piezoelectric. Pada proses tersebut

membuat kristal mengembang dan mengempis (berkontraksi) terhadap tegangan dan

menghasilkan gelombang akustik. Gelombang ini yang kemudian dideteksi oleh

receiver piezoelektric dan mengkonversi kembali gelombang ini menjadi tegangan

dengan cara yang sama [14].

12

Gambar 2.1 Prinsip Kerja transducer ultrasonik tipe piezoelectric [15]

Gambar 2.1 menunjukan prinsip kerja dari transducer tipe piezoelectric. Mula-

mula energi listrik pada frekuensi ultrasonik yang dihasilkan oleh ultrasonik generator

diberikan ke transducer ultrasonik tipe piezoelectric. Energi listrik tersebut akan

diubah menjadi energi mekanik oleh element piezoelectric yang berada dalam

transducer dengan cara ber-vibrasi (bergetar). Hasil vibrasi ini kemudian akan

diperkuat dengan cara resonansi masal dan kemudian dipancarkan secara langsung ke

medium melalui sebuah plat menjadi gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik

yang dihasilkan dari transduser dapat mengukur jarak benda dan dapat menjadi sebagai

sensor ultrasonik [13].

2.3 Sensor Ultrasonik

Dalam melakukan kinerjanya sebuah robot membutuhkan kemampuan untuk

mengidentifikasi objek. Seperti halnya manusia, yang memiliki panca indera untuk

mendeteksi suatu objek, maka robot memerlukan sensor sebagai alat untuk

13

pendeteksinya. Sensor tersebut akan menghitung dan menganalisis informasi yang

diterima, kemudian mengolahnya menjadi sebuah sistem gerak robot dari informasi

yang disampaikan oleh sensor tersebut [5]. Sensor adalah sebuah alat yang

mengkonversi (mengubah) sebuah besaran fisika menjadi sebuah keluaran elektrik

[16]. Salah satu contohnya sensor ultrasonik yaitu sebuah sensor yang berfungsi untuk

mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan

gelombang suara, digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di

depannya. Frekuensi kerjanya sebesar 40 KHz selama t = 200 𝜇𝑠, kemudian mendeteksi

pantulannya. [5]

Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit

penerima. Struktur unit pemencar dan penerima merupakan sebuah transducer tipe

piezoelectric. Pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu,

kemudian pantulan gelombang ultrasonik tersebut akan diterima kembali oleh unit

sensor penerima [17].

Besar atau kecilnya amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan dari unit sensor

penerima tergantung dari dekat atau jauhnya objek yang dideteksi, serta kualitas dari

sensor pemancar dan penerima. Proses yang dilakukan sensor ini menggunakan metode

pantulan gelombang untuk menghitung jarak antara sensor dan objek sasaran. Jarak

antara sensor itu dihitung dengan cara mengalikan setengah waktu yang ditempuh

sensor ultrasonik dalam perjalanannya dari rangkaian transmitter (Tx) sampai diterima

14

oleh rangkaian recivier (Rx), dengan cepatan rambat gelombang dari sinyal ultrasonik

tersebut pada media rambatnya yang digunakan adalah cepat rambat di udara [17].

Pada dasarnya sensor ultrasonik terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40

KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikrofon ultrasonik. Speaker ultrasonik

mengubah besaran listrik menjadi sinyal ultrasonik berfrekuensi 40 KHz, sedangkan

mikrofon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan sinyal tersebut [18]. Prinsip

kerja sebuah modul sensor ultrasonik yaitu mendeteksi objek dengan cara mengirimkan

gelombang ultrasonik dan menerima pantulan daari gelombang tersebut. Sensor

ultrasonik hanya akan mengirimkan gelombang ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari

mikrokontroler (pulsa high selama 5μs). Gelombang ultrasonik dengan frekuensi

sebesar 40 kHz akan dipancarkan selama 200 μs. Gelombang ini akan merambat di

udara dengan kecepatan 344.424 m/s (atau 1 cm setiap 29.034 μs), mengenai objek

untuk kemudian terpantul kembali ke sensor ultrasonik [19].

2.3.1 Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor jarak ultrasonik HC-SR04 adalah sensor 40 KHz. HC-SR04 merupakan

sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk mengukur jarak antara penghalang

(objek) dan sensor. Konfigurasi pin dan tampilan sensor HC-SR04 diperlihatkan pada

Gambar 2.2.

15

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik HC-SR04 [20]

HC-SR04 memiliki 2 komponen utama sebagai penyusun-nya yaitu ultrasonik

transmitter dan ultrasonik receiver. Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari

pemancar hingga sampai ke penerima sebanding dengan 2 kali jarak antara sensor dan

bidang pantul seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04 [21]

16

Prinsip pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 adalah,

ketika pulsa trigger diberikan pada sensor, transmitter akan mulai memancarkan

gelombang ultrasonik, pada saat yang sama sensor akan menghasilkan output TTL

transisi naik menandakan sensor mulai menghitung waktu pengukuran, setelah receiver

menerima pantulan yang dihasilkan oleh suatu objek maka pengukuran waktu akan

dihentikan dengan menghasilkan output TTL transisi turun. Jika waktu pengukuran

adalah t dan kecepatan suara adalah 340 m/s, maka jarak antara sensor dengan objek

dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan.

𝑠 = 𝑡 × 340 𝑚 𝑠⁄

2 (2)

Dimana s adalah jarak antara sensor dengan objek (m) dan t adalah waktu

tempuh gelombang ultrasonik dari transmitter menuju ke receiver (s).

Sensor ini dapat mengukur jarak suatu benda dalam batasan jarak 2 cm sampai

400 cm. Sedangkan untuk jarak yang kurang atau melewati batasan tersebut tidak

terdeteksi atau noice. Sensor ini mempunyai tingkat keakurasian sebesar 3mm. Modul

ini akan aktif apabila pin trigger diberi logika 1 selama 5 μs, kemudian sensor akan

memancarkan gelombang ultrasonik dan ketika gelombang terhalang oleh suatu benda

maka gelombang akan terpantul kembali menuju sensor dan pin echo yang

mengkibatkan menjadi bernilai high, saat pin echo high selang waktu dihitung, yaitu

dengan menggunakan counter. [17]

17

2.4 Sensor Infrared

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi

cahaya inframerah (infrared, IR). Sensor inframerah terdiri dari led inframerah

(bening) sebagai pemancar dan fotodioda (hitam) sebagai penerima cahaya inframerah.

Dapat dilihat LED inframerah dan fotodioda pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 LED Infrared dan Fotodioda [22]

Cahaya inframerah pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang

gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi

gelombang radio. Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011 Hz sampai 1014 Hz

atau pada daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. Dapat dilihat pada

spektrum elektromagnetik tabel 2.1 berikut ini.

18

Tabel 2.1 Spektrum elektromagnetik

No Radiasi Gelombang

Elektromagnetik

Panjang Gelombang

(m)

Frekuensi

Gelombang (Hz)

1 Gelombang Radio 103 103 ~ 108

2 Gelombang Mikro 10-2 109 ~ 1010

3 Sinar Inframerah 10-5 1011 ~ 1014

4 Cahaya Tampak 0,5 × 10-6 1015

5 Sinar Ultraviolet 10-8 1015 ~ 1016

6 Sinar X 10-10 1016 ~ 1018

7 Sinar Gamma 10-12 1020 ~ 1025

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar

karena benda dipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah.

Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda

[23]. Sistem sensor inframerah pada dasarnya mengandalkan sinar inframerah sebagai

media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Apabila sinar inframerah

terhalang oleh sebuah objek maka akan mengubah besar atau kecilnya pancaran sinar

inframerahnya tersebut.

2.5 Motor DC

Motor DC (Direct Current) adalah peralatan elektromekanik dasar yang

berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC

merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya.

Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar

19

pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran

motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal

menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua

terminal menentukan kecepatan motor [24].

Gambar 2.5 Motor DC [25]

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan

untuk diubah menjadi energi mekanik. Motor DC ini tersusun dari dua bagian yaitu

bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah

badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah

jangkar lilitanya.

2.5.1 Bagian Motor DC

Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar. Yang

ditunjukkan seperti gambar 2.6 berikut ini:

20

Gambar 2.6 Bagian Motor DC [26]

1. Kutub medan. Akibat dari interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan

perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner

dan dinamo yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan.

Motor DC memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan kutub selatan.

2. Rotor. Jika arus masuk menuju rotor (bagian motor yang bergerak), maka akan

diubah menjadi elektromagnet. Rotor yang berbentuk silinder, dihubungkan ke

as penggerak untuk menggerakkan beban. Pada salah satu kasus pada motor

DC, rotor yang berputar dalam medan magnet mengikuti arah putaran dari

kutub-kutubnya. Apabila posisi arusnya dibalik maka posisi kutubnya juga akan

terbalik yang menyebabkan putaran motor berbeda dengan sebelumya.

3. Komutator. Kegunaannya adalah untuk membalikkan arah arus listrik dalam

dinamo dan Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo

dan sumber daya. [27]

21

2.5.2 Prinsip kerja Motor DC

Arus mengalir melalui kumparan jangkar dari sumber tegangan DC,

menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet. Gambar 2.7 menjelaskan prinsip kerja

motor DC magnet permanen.

Gambar 2.7 Prinsip Kerja Motor DC [28]

1. Pada posisi 1 arus mengalir dari sikat negatif menuju ke sikat positif. Akan

timbul torsi yang menyebabkan jangkar berputar berlawanan arah jarum jam.

2. Ketika jangkar pada posisi 2, sikat terhubung dengan kedua segmen komutator.

Aliran arus pada jangkar terputus sehingga tidak ada torsi yang dihasilkan.

Tetapi, kelembaban menyebabkan jangkar tetap berputar melewati titik netral.

3. Pada posisi 3, letak posisi jangkar berkebalikan pada posisi 1. Segmen

komutator membalik arah arus elektron yang mengalir pada kumparan jangkar.

22

Oleh karena itu arah arus sama dengan posisi 1. Torsi yang timbul tetap berputar

berlawanan arah jarum jam.

4. Jangkar berada pada titik netral. Karena adanya kelembaman pada poros

jangkar, maka jangkar berputar terus-menerus. [29]

Akibat dari motor yang berputar, disitu terdapat besarnya torsi yang dihasilkan.

Dengan persamaan rumus torsi sebagai berikut; [30]

𝑃 = 𝜏 . 𝜔 (3)

𝜏 = 𝑃

𝜔 (4)

Dengan

𝜏 = 𝐹 . 𝑟 (5)

𝜏 = 𝑚 . 𝑎 . 𝑟 (6)

Keterangan ;

• P = Daya Listrik (Watt)

• τ = Torsi Beban (Ncm)

• ω = Kecepatan Motor (rps)

• m = Massa Beban (g)

• a = Percepatan (cm/s)

• r = Jari-jari Motor (cm)

23

2.6 Bahasa Pemograman

Bahasa pemrograman adalah notasi yang digunakan untuk menulis program

(komputer). Bahasa ini dibagi menjadi tiga tingkatan yaitu bahasa mesin, bahasa

tingkat rendah dan bahasa tingkat tinggi. Bahasa mesin (machine language) berupa

microinstruction atau hardwire. Programnya sangat panjang dan sulit dipahami. Di

samping itu sangat tergantung pada arsitektur mesin. Keunggulannya adalah prosesnya

sangat cepat dan tidak perlu interpreter atau penterjemah Bahasa tingkat rendah (low

level language) berupa macroinstruction (assembly). Seperti halnya bahasa mesin,

bahasa tingkat rendah tergantung pada arsitektur mesin. Programnya panjang dan sulit

dipahami walaupun prosesnya cepat. Jenis bahasa tingkat ini perlu penterjemah berupa

assembler.

Bahasa tingkat tinggi (high level language) menyerupai struktur bahasa

manusia sehingga mudah dipahami. Bahasa ini tidak tergantung pada arsitektur mesin

tetapi memerlukan penterjemah berupa compiler atau interpreter. Secara garis besar

ada dua kategori bahasa pemrograman yaitu: bahasa pemrograman aras rendah (low

level) dan bahasa pemrograman level tinggi (high level). Bahasa pemrograman aras

rendah cenderung mendekati level komputer, ini artinya bahwa bahasanya ditulis

mendekati atau sama dengan bahasa mesin komputer, hal ini sangat sulit ditulis karena

bahasanya jauh dari bahasa manusia yang digunakan sehari-hari [31].

Bahasa pemrograman yang lebih mudah dipelajari adalah bahasa pemrograman

aras tinggi. Disebut aras tinggi karena bahasanya mendekati level bahasa manusia

24

sehingga lebih mudah dipahami. Lebih jelasnya beberapa jenis bahasa pemrograman

aras tinggi yang digunakan dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.2 Bahasa Pemrograman Aras Tinggi

NAMA PENJELASAN

BASIC Bahasa pemrograman yang biasa digunakan untuk merancang

program sederhana pada programmer pemula.

FORTRAN Bahasa pemrograman yang dirancang untuk menyelesaikan

algoritma matematika yang kompleks.

COBOL Bahasa pemrograman yang dirancang pada aplikasi bisnis.

Pascal Pemrograman terstruktur, bersifat umum dan biasanya bahasa

pemrograman ini banyak diajarkan.

C Pemrograman terstruktur, bersifaat umum. Bahasa ini

dikembangkan oleh Bell laboratories. Bahasa C ini dapat

digunakan sebagai bahasa aras tinggi dan aras rendah.

C++ Dasar pengembangan C. C++ dapat digunakan sebagai bahasa

berorientasi objek, yang tidak ditentukan pada bahasa C. Bahasa

ini juga dikembangkan oleh laboratorium Bell.

C# C# atau “C sharp”. Bahasa ini ditemukan oleh Microsoft untuk

mengembangkan aplikasi pada aplikasi Microsoft.NET.

Java Bahasa ini merupakan bahasa berorientasi objek yang

dikembangkan oleh Sum Microsustem. Dengan java

memungkinkan untuk pengembangan program yang berjalan pada

jaringan internet atau web browser.

VISUAL

BASIC

Bahasa pemrograman Microsoft dimana bahasa ini bertujuan

untuk pengembagan perangkat lunak yang dapat memudahkan

programmer dalalm membuat aplikasi berbasis windows.

25

2.7 Mikrokontroller Arduino

Mikrokontroller adalah sistem komputer dimana sebagian besar elementnya

dikemas dalam satu chip IC (Integrated Circuit) dan termasuk kedalam kategori

embedded komputer. Mikrokontroller juga dikenal sebagai CPU yang merupakan

kombinasi I/O, ROM dan RAM. Salah satu contoh mikrokontroller ATmega328 yang

terdapat di dalam Arduino. Mikrokontroller ATmega328 ini memiliki 14 digital

input/output pin, 6 pin sebagai output PWM dan 6 input analog, 16 MHz osilator

kristal, koneksi USB dan tombol reset. Elemen utama dari mikrokontroller Arduino

yaitu Input/Output atau I/O melalui pin-pin, port USB dan mikrokontroller di

dalamnya terdapat sejumlah RAM yang berkapasitas sedikit. [32]

Gambar 2.8 konfigurasi pin pada Arduino [33]

Mikrokontroller ATmega328 ini memungkinkan untuk meng-upload kode-

kode atau program yang baru ke dalam Arduino. Bahasa pemograman yang digunakan

untuk arduino adalah bahasa C yang sudah disederhanakan dengan syntax, sehingga

mempermudah dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. [32]

26

3. BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian “Robot Follow Me” dengan sensor ultrasonik HC-SR04 dan sensor

inframerah dengan menggunakan mikrokontroler Arduino NANO. Penelitian ini

dilaksanakan pada bulan Juni sampai September 2019. Penelitian tersebut bertempatan

di Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) Fisika Instrumentasi Universitas Islam Negeri

(UIN) Jakarta yang terletak di Jalan Ir. H. Juanda No. 95, Ciputat, Cempaka Putih,

Ciputau Timur, Kota Tanggerang Selatan, 15412.

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Selama penelitian berlangsung dalam pembuatan dan pengujian “Robot Follow

Me” menggunakan sensor ultrasonik dan sensor inframerah berbasis mikrokontroller.

Membutuhkan alat penelitian dimana alat-alat tersebut berfungsi sebagai media

pendukung penelitian, sedangkan bahan penelitian sebagai media pendukung alat dan

penelitian tersebut.

Beberapa alat dan bahan bisa dilihat pada tabel 3.1 berikut ini :

27

Tabel 3.1 Alat dan bahan percobaan

Alat dan Bahan Keterangan

Alat :

1. Mikrokontroler ATMega 328P didalam

Arduino NANO

2. Sensor Ultrasonik tipe HC-SR04

3. Infrared IR LED (transmitter)

4. Infrared IR LED (receiver)

5. Kabel Serial

6. Motor DC

7. Motor Driver

8. Battery (18650)

9. Multimeter

10. Roda

11. Kabel Jumper

12. Jangka Sorong

1 Buah

2 Buah

30 Buah

4 Buah

1 Buah

2 Buah

1 Buah

3 Buah

1 Buah

3 Buah

Secukupnya

1 Buah

Bahan :

1. Arduino IDE

2. Keranjang

3. Baut

4. Perekat

Versi 1.8.9

1 Buah

Secukupnya

Secukupnya

28

3.3 Tahapan Penelitian

Penelitian ini meliputi beberapa tahapan. Secara garis besar tahapan tersebut

terbagi atas perancangan alat, pembuatan program (koding) dan pengujian alat. Adapun

tahapan keseluruhan dapat dilihat dari diagram alir berikut ini:

PEMBUATAN

PROGRAM ALAT

PERANCANGAN DAN

PEMBUATAN ALAT

PERSIAPAN

PENGUJIAN

FUNGSI ALAT DATA

PENGUJIAN

ALAT

ANALISA

DATA

ULTRASONIK INFRAMERAH

Gambar 3.1 Diagram tahapan penelitian

29

3.3.1 Persiapan Penelitian

Pada tahapan ini proses yang dilakukan adalah mencari informasi tentang alat

dan bahan yang digunakan dari buku dan datasheet. Serta mencari penelitian yang

sejenis dari beberapa jurnal, Skripsi dan skripsi. Tahapan ini bertujuan memilih bahan-

bahan referensi sebagai studi pustaka.

3.3.2 Perancangan dan Pembuatan Alat Penelitian

Perancangan dan pembuatan alat penelitian merupakan dua proses yang saling

berkaitan satu sama lain. Tahapan yang pertama adalah tahap perancangan, dimana

tahapan ini adalah tahapan untuk membuat rancangan dari alat penelitian tersebut.

Gambar 3.2 Skematik rancangan alat

30

Selanjutnya dilanjut oleh tahapan yang kedua yaitu tahapan pembuatan alat

penelitian. Pada tahapan ini pembuatan dibagi menjadi 2 yaitu;

• Pengujian alat-alat yang dibutuhkan untuk mengetahui fungsi atau performa dari

alat-alat penelitian seperti mikrokontroler Arduino, motor DC, motor driver,

sensor inframerah dan sensor ultrasonik.

• Pembuatan alat sesuai dengan rancangan alat yang telah dibuat sebelumnya.

3.3.3 Pengujian Fungsi Alat Penelitian

Setelah proses percancangan dan pembuatan alat penelitian selesai. Alat

tersebut akan diuji secara keseluruhan, terutama pengujian sensor ultrasonik dan

sensor inframerah untuk karakteristik sensor yang digunakan ataupun sebagai kalibrasi

sensor. Dengan mendapatkan nilai dari sensor-sensor yang digunakan, dapat

menemtukan atau membuat program pada alat penelitian tersebut. Tetapi yang

terpenting adalah memperhatikan sambungan kabel-kabel yang digunakan jangan

sampai tertukar atau terbalik. Karena jika terjadi kesalahan pada instalasi kabel

tersebut akan berakibat fatal.

3.3.4 Pembuatan Program Alat Penelitian

Pembuatan program alat penelitian, berlandaskan dari nilai yang didapat dari

sensor-sensor. Karena sensor ultrasonik dalam alat ini adalah sebagai pancaindra

penglihatan dari alat tersebut. semua gerakan yang akan dibuat, merupakan hasil dari

31

sensor ultrasonik tersebut. Sedangkan untuk sensor inframerah berfungsi sebagai

pembeda dari beberapa objek.

Dalam pembuatan program, dibutuhkan perangkat lunak Arduino IDE untuk

membuat program yang berbasis pemograman bahasa C++. Program yang akan dibuat

dipastikan terdapat pembacaan nilai jarak yang didapatkan dari sensor ultrasonik.

Kemudian untuk mengatur pergerakan dari motor DC tersebut, dibutuhkanlah kinerja

dari komponen motor driver. Dimana dalam pembuatan program Alat penelitian ini

dapat dilihat dari flowchart berikut ini.

32

Gambar 3.3 Flowchart sistem kerja program alat

Start

Pembacaan nilai

sensor inframerah

Nilai sensor

inframerah < 800

Deklarasi sensor ultrasonik,

sensor inframerah dan motor

driver

Pembacaan nilai

sensor ultrasonik

Belok

Kiri

Maju

Belok

Kanan

Nilai sensor ultrasonik

kanan & kiri > 9 cm

Ultrasonik

kanan > kiri

Ultrasonik

kanan < kiri

9cm <Kanan

/ kiri < 15cm

4cm < Kanan

/ kiri < 10cm

Berhenti Mundur

Berhenti Tidak

Ya

Tidak Tidak

Tidak

Ya

Selesai

Ya Ya

33

3.3.5 Pengujian Alat

Dengan menggunakan sensor ultrasonik yang berfungsi untuk mendeteksi

keberadaan objek. Kemudian setelah mendeteksi keberadaan objek di depannya alat

tersebut otomatis akan mengikuti atau mendekati objek tersebut dengan perbedaan

jarak antara objek dengan robot penelitian ini dari jauh > 20 cm sampai jauh < 40 cm.

Apabila objek berada pada sisi kanan robot atau nilai sensor ultrasonik kanan lebih

kecil dari pada nilai ultrasonik kiri, gerak yang akan dilakukan adalah belok kanan

secara perlahan. Sedangkan untuk nilai yang sebaliknya gerak robot tersebut akan

berbelok ke kiri. Tetapi ketika nilai dari sensor ultrasonik kanan dan nilai ultrasonik

kiri sama atau tidak berbeda jauh, gerakan robot akan maju mendekati objek. Untuk

jarak antara objek dan robot sejauh 9 cm, robot akan berhenti bergerak. Tetapi jika

jarak robot dengan objek < 9 cm gerak robot akan mundur sampai jarak antara objek

dengan robot sejauh 9 cm.

34

Gambar 3.4 Ketentuan jarak antara robot dengan objek

3.3.6 Analisa Data

Tahapan ini adalah tahapan bagaimana cara kerja sensor itu bekerja pada robot

ini. Pada robot penelitian ini menggunakan 2 sensor, yaitu sensor ultrasonik dan sensor

inframerah. Sensor ultrasonik digunakan untuk mendeteksi objek yang ada di depan

robot. Cara mendeteksinya tergantung dari jarak dan besar sudut yang dimiliki oleh

35

objek yang berada di depannya. Pada titik 0° tepat tegak lurus terhadap robot tersebut

dan sudut θ yang terbentuk dapat dilihat pada gambar dibawah ini;

Gambar 3.5 Analisis sensor ultrasonik & sudut

Sensor yang kedua ialah sensor inframerah yang mendeteksi intensitas cahaya

inframerah pada daerah sekitarnya. Selain itu sensor inframerah juga diuji kemampuan

daya tembusnya. Dengan menggunakan kertas HVS yang memiliki ketebatalan

kertasnya sebesar 0.1mm / lembar diuji intensitas yang dapat menembus kertas HVS

tersebut.

Gambar 3.6 Analisis sensor inframerah terhadap tebal penghalang (HVS)

36

4. BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian tentang robot otomatis berkembang sangat pesat. Mulai dari

bentuknya yang berbeda, sampai mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Salah satu

contohnya adalah robot follow me pada penelitian ini. Peneliti melakukan beberapa hal

yang akan diteliti untuk kinerja sensor yang digunakan antara lain; kalibrasi sensor

ultrasonik, respon sensor ultrasonik terhadap sudut letak benda dan respon sensor

inframerah terhadap lingkungan di sekitarnya. Sedangkan untuk analisis kerja dari

robot tersebut dilakukannya ujicoba kecepatan yang terbentuk ketika nilai pulse width

modulation (PWM) yang diberikan kepada motor DC berbeda-beda dan kecepatan

untuk memebawa bedan yang diberikan kedapa robot. Dengan tujuan akhir membuat

sebuah robot yang dapat mengikuti objek yang sudah ditanamkan pemancar sinar

inframerah.

4.1 Hasil Rancangan Hardware dan Software

Pada penelitian ini rancangan hardware sama dengan dengan rancangan

hardware yang ada pada bab sebelumnya. Penggunaan sensor ultrasonik terletak pada

posisi depan kanan dan posisi depan kiri pada robot. Sedangkan untuk sensor

inframerah itu sendiri terletak diantara sensor ultrasonik, yaitu berada pada posisi

37

depan tengah robot. Rancangan hardware robot penelitian ini dapat dilihat pada

gambar dibawah ini;

Gambar 4.1 Hasil Rancangan Hardware

Selain rancangan hardware, ada juga rancangan software pada penelitian ini.

Fungsi dari rancangan software tersebut adalah untuk menentukan cara kerja atau

kinerja dari robot follow me. Rancangan software yang dibuat sama dengan flowchart

yang telah dibuat sebelumnya. Sistem yang bekerja adalah ketika nilai sensor

inframerah < 800, maka robot boleh melanjutkan ke program berikutnya. Sedangkan

program yang berikutnya adalah pengoperasian gerak atau jalan dari robot follow me

tersebut. Apabila nilai ultrasonik kanan dan kiri > 9 cm, robot akan membaca keadaan

yang lebih signifikan lagi.

Ketika nilai ultrasonik kiri hampir sama dengan nilai ultrasonik kanan, program

yang dijalankan adalah maju. Ketika nilai sensor ultrasonik kiri lebih kecil dari pada

sensor ultrasonik kanan, program yang berjalan adalah belok kiri, begitu juga dengan

38

sebaliknya. Sedangkan dalam keadaan yang lain untuk nilai sensor ultrasonik dengan

range 9 cm sampai 15 cm, program yang dijalankan adalah berhenti. Tetapi untuk nilai

ultrasonik yang lebih kecil dari 4 cm, program yang berjalan adalah mundur. Karena

jarak objek dengan robot sangat dekat, atau juga bisa dengan keadaan nilai sensor

inframerah lebih besar dari 800.

4.2 Kalibrasi Sensor Ultrasonik

Sebelum melakukan pengujian yang lebih lanjut diperlukannya kalibrasi

sensor. Pada penelitian ini bertitik berat pada sensor ultrasonik, dimana sensor ini yang

menjadi panca indra dari alat tersebut. Kalibrasi sensor tersebut dengan cara mengukur

jarak secara tegak lurus dengan sensor ultrasonik dan meletakan benda sesuai jarak

yang ditentukan menggunakan penggaris. Hasil dari data kalibrasi tersebut dapat dilihat

pada tabel 4.1 dibawah ini:

Tabel 4.1 Data kalibrasi sensor ultrasonik

No Jarak (cm) Ultra Kanan (cm) Ultra Kiri (cm)

1 5 5 5

2 10 10 10

3 15 15 15

4 20 20 20

5 25 25 25

6 30 30 30

7 35 35 35

8 40 40 40

9 45 45 45

10 50 50 50

39

Gambar 4.2 Grafik kalibrasi ultrasonik kanan

Gambar 4.3 Grafik kalibrasi ultrasonik kiri

Gambar 4.1 dan 4.2 menunjukan bahwa sensor ultrasonik sama dengan jarak

yang ditetapkan dengan menggunakan penggaris. Hal tersebut menunjukan jarak

sensor ultrasonik terhadap jarak sesuai dengan jarak sebenarnya.

510

1520

2530

3540

4550

0

10

20

30

40

50

60

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Ult

ra K

an

an

(cm

)

Jarak (cm)

Grafik Kalibrasi Ultrasonik Kanan

510

1520

2530

3540

4550

0

10

20

30

40

50

60

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Ult

ra K

an

an

(cm

)

Jarak (cm)

Grafik Kalibrasi Ultrasonik Kiri

40

Tabel 4.2 Pengolahan data sensor ultrasonik kanan

No Jarak (cm) Ultrasonik Kanan (cm)

1 5 5

2 10 10

3 15 15

4 20 20

5 25 25

6 30 30

7 35 35

8 40 40

9 45 45

10 50 50

Gambar 4.4 Grafik kelinieran sensor ultrasonik kanan

Dan;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50y = xR² = 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Ult

ra K

anan

(cm

)

Jarak (cm)

Grafik Kelinieran Ultrasonik Kanan

41

Tabel 4.3 Pengolahan data sensor ultrasonik kiri

No Jarak (x) Ultrasonik Kiri (cm)

1 5 5

2 10 10

3 15 15

4 20 20

5 25 25

6 30 30

7 35 35

8 40 40

9 45 45

10 50 50

Gambar 4.5 Grafik kelinieran sensor ultrasonik kiri

Dapat dilihat kelinieran atau regresi linier dalam dua grafik diatas. Pada grafik

kalibrasi ultrasonik kanan besar nilai R² = 1. Sehingga persamaannya liniernya menjadi

y = x. Pada hal tersebut menunjukan bahwa keakurasian sensor ultrasonik terhadap

jarak sangat baik dan cocok untuk digunakan untuk penelitian ini.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50y = xR² = 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Ult

ra K

anan

(cm

)

Jarak (cm)

Grafik Kelinieran Ultrasonik Kiri

42

4.3 Respon Sensor Ultrasonik Terhadap Sudut

Setelah mendapatkan keakurasian dari sensor ultrasonik tersebut. Langkah

selanjutnya adalah pengujian sensor ultrasonik terhadap sudut letak benda. Pada

pengujian ini peneliti ingin mengetahui seberapa responsifnya sensor ultrasonik

terhadap sudut gelombangnya. Dengan pengujian benda yang berbeda permukaan

bidangnya. Berbekal dari sifat-sifat umum yang dimiliki oleh gelombang, yaitu;

gelombang dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiaasan (refraksi),

penggabungan (interferensi) dan difraksi [9]. Pada penelitian ini ingin membuktikan

bahwa gelombang ultrasonik dapat mengalami difraksi dan pemantulan gelombang.

Pada gelombang bunyi yang dapat didengar manusia (audiosounik) itu sudah

sangat mudah untuk dideteksi. Karena bisa mendengarkannya secara langsung dari

telinga kita. Salah satu contohnya dari difraksi gelombang pada audiosonik adalah

mendengar suara radio dibalik sudut bangunan sebelum melihat radio tersebut.

Gambar 4.6 Visualisasi Difraksi Gelombang [34]

Sedangkan pada kasus ini gelombang bunyi berfrekuensi diatas 20 KHz, tidak

dapat didengar oleh manusia (ultrasonik). Pengujian untuk gelombang ultrasonik

43

tersebut adalah dengan menggunakan sebuah celah tunggal dari sensor ultrasonik

tersebut. Mencari besarnya sudut yang terbentuk dari gelombang yang melewati sebuah

celah adalah dengan menggunakan rumus difraksi celah tunggal dibawah ini; [35]

𝑑 . 𝑆𝑖𝑛𝜃 = 𝜆 (7)

Dengan;

𝜆 = 𝑐

𝑓 (8)

Keterangan simbol sebagai berikut;

d = diameter atau lebar celah (cm)

θ = sudut difraksi yang terbentuk

λ = panjang gelombang ultrasonik (cm)

c = cepat rambat bunyi (udara)

f = frekuensi (Hz)

Sensor ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz memiliki diameter speaker

piezoelektric 1,5 cm, dimana proses terbentuknya gelombang ultrasonik terjadi didalam

rongga tersebut. Sedangkan untuk medium yang digunakan dalam penelitian tersebut

adalah udara. Cepat rambat gelombang diudara tersebut sekitar 340 m/s. Panjang

gelombang ultrasonik yang terbentuk sekitar 0,85 cm. Sehingga dari persamaan diatas

didapat sudut yang terbentuk dari sensor ultrasonik tersebut sekitar 34° yang

merupakan hasil dari difraksi celah tunggal.

44

Didalam penelitian ini terdapat beberapa pengujian dan pengambilan data

respon sensor ultrasonik terhadap sudut. Pengambilan data terbagi lagi menjadi dua.

Pada pengujian pertama menggunakan benda yang permukaannya persegi atau kotak.

Dengan dimensi yang dimiliki oleh objek tersebut adalah (17.5 cm x 9.6 cm x 6.3 cm)

dan beberapa variasi jarak objek dengan sensor ultrasonik. Pengambilan yang

dilakukan adalah mendeteksi objek dengan jarak yang sudah ditentukan untuk setiap

perubahan sudut sebesar 5°. Data percobaan dengan benda/objek yang berbentuk kotak

dapat dilihat dibawah ini;

Tabel 4.4 Sensor & objek dengan jarak

20 cm (kotak)

No Sudut(θ) Ultrasonik(cm)

1 0 20

2 5 20

3 10 20

4 15 20

5 20 21

6 25 21

7 30 0

8 35 0

9 40 0

10 45 0

Kesalahan literatur dari sensor & objek dengan jarak 20 cm (kotak) adalah;

𝑋𝑙𝑖𝑡 =25 − 34

25× 100% = 36%

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)

Grafik Sensor & Objek dengan Jarak 20 cm

Gambar 4.7 Grafik sensor & kotak dengan jarak 20 cm

45


30 cm (kotak)


1 0 29

2 5 30

3 10 29

4 15 29

5 20 30

6 25 30

7 30 31

8 35 0

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =30 − 34

30× 100% = 13,33%


40 cm (kotak)


1 0 39

2 5 39

3 10 39

4 15 39

5 20 39

6 25 39

7 30 40

8 35 40

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =35 − 34

35× 100% = 2,85%

0

10

20

30

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)


0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)




46

Tabel 4.7 Sensor & objek dengan jarak 50

cm (kotak)


1 0 50

2 5 49

3 10 49

4 15 49

5 20 49

6 25 50

7 30 50

8 35 51

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =35 − 34

35× 100% = 2,85%

Pada pengejuian kedua menggunakan benda yang permukaannya elips atau

lingkaran. Dengan diameter yang dimiliki oleh objek tersebut sebesar 17 cm dan

beberapa variasi jarak objek dengan sensor ultrasonik. Pengambilan data sama seperti

pada pengujian yang pertama. Data percobaan dengan benda/objek yang berbentuk

lingkaran dapat dilihat di bawah ini;

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)



47


20 cm (lingkaran)


1 0 21

2 5 21

3 10 21

4 15 21

5 20 21

6 25 22

7 30 23

8 35 0

9 40 0

10 45 0

Kesalahan literatur dari sensor & objek dengan jarak 20 cm (lingkaran) adalah;

𝑋𝑙𝑖𝑡 =30 − 34

30× 100% = 13,33%


30 cm (lingkaran)


1 0 31

2 5 31

3 10 31

4 15 31

5 20 32

6 25 33

7 30 0

8 35 0

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =25 − 34

25× 100% = 36%

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)


0

10

20

30

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)


Gambar 4.11 Grafik sensor & lingkaran dengan jarak 20 cm

Gambar 4.12 Grafik sensor & lingkaran dengan jarak 30 cm

48


40 cm (lingkaran)


1 0 42

2 5 42

3 10 42

4 15 43

5 20 43

6 25 43

7 30 0

8 35 0

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =25 − 34

25× 100% = 36%


50 cm (lingkaran)


1 0 51

2 5 51

3 10 51

4 15 52

5 20 52

6 25 53

7 30 0

8 35 0

9 40 0

10 45 0


𝑋𝑙𝑖𝑡 =25 − 34

25× 100% = 36%

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)


0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Jara

k O

bje

k (c

m)

Sudut Uji (θ)


Gambar 4.13 Grafik Sensor & lingkaran dengan jarak 40 cm

Gambar 4.14 Grafik Sensor & lingkaran dengan jarak 50 cm

49

Luas permukaan benda menjadi daya tarik pada penelitian ini. Berdasarkan dari

data yang diperoleh dari respon sensor ultrasonik terhadap sudut, dilihat dari benda

atau objek tersebut yang paling responsif terhadap robot follow me. Benda dengan

permukaan yang datar atau kotak dapat memantukan gelombang lebih baik dari pada

benda yang permukaannya lingkaran.

Kesalahan literatur rata-rata yang dimiliki oleh benda atau objek kotak

berdimensi (17.5 cm x 9.6 cm x 6.3 cm) adalah sebesar 13,75%. Sedangkan untuk

benda atau obek lingkaran yang berdiameter 17 cm, memiliki kesalahan literatur rata-

rata sebesar 30%. Ada beberapa faktor yang mengakibatkan kesalahan literatur pada

benda uji yang berbentuk lingkaran lebih besar. Selain dari sudut pantulan yang tidak

rata, terdapat juga penyebaran gelombang dari sensor ultrasonik yang berbeda-beda.

Dapat dilihat dari pernyataan datasheet ultrasonik, yaitu “Mendeteksi objek juga

tergantung pada posisi objek ke sensor. Jika suatu objek tidak memiliki permukaan

datar atau tegak lurus terhadap sensor, maka ada kemungkinan gelombang pantul

tersebut tidak kembali ke sensor.” [36]

Dari contoh masalah diatas, menyatakan bahwa sinyal ultrasonik dapat

dipantulkan dan memiliki beberapa tingkatannya. Dapat dilihat tingkatan pantulan

gelombang ultrasonik dari sensor menuju ke objek.

50

Gambar 4.15 Pancaran gelombang dari sensor ultrasonik [36]

Pada permukaan objek yang lingkaran memungkinkan pantulan dari sensor

ultrasonik tidak kembali ke sensor. Tetapi jika objek yang lingkaran berada tepat di

depan sensor masih dapat dideteksi akibat dari pancaran gelombang yang sangat besar

dari sensor ultrasonik yang memungkikan pantulan gelombangnya kembali ke sensor.

Berbeda halnya dengan objek yang berbentuk kotak, objek tersebut memiliki

sudut pantulan yang datar. Tetapi sudut pantul yang paling baik yaitu harus tegak lurus

terhadap gelombang datangnya. Ketika objek kotak tersebut tidak tegak lurus maka

akan berakibat sangat fatal, karena pantulan gelombang yang tebentuk nanti sebagian

besar tidak kembali ke sensor lagi. Terlebih lagi robot ini menggunakan 2 sensor

ultrasonik yang sejajar pada bagian depan. Sedangkan untuk objek lingkaran memiliki

sudut pantul yang selalu tegak lurus terhadap gelombang datang.

4.4 Respon Sensor Infrared Terhadap Lingkungan

Penggunaan sensor inframerah dalam robot follow me tersebut adalah untuk

mendeteksi benda yang akan diikuti nantinya. Dengan adanya pemancar inframerah

yang ditanamkan pada objek, dapat membuat objek tersebut lebih mendetail dari pada

51

objek benda lain. Karena robot tidak akan mengikuti benda yang tidak ditanamkan

pemancar inframerah.

Ada beberapa kriteria untuk menggunakan sensor inframerah salah satunya

ialah penggunaan sensor inframerah hanya di dalam ruang tertutup saja. Cahaya

matahari yang mengandung sinar inframerah dapat mengakibatkan perubahan nilai

sensor inframerah dan tebal benda penghalang dapat berpengaruh terhadap daya

tembus dari sinar inframerahnya. Pada pengujian sensor inframerah ini terdapat 2

faktor pengambilan data percobaan. Faktor yang pertama, percobaan nilai inframerah

pada ruangan tertutup dan ruangan terbuka, berdasarkan waktu pengambilan data (15

menit/data). Data yang didapat berfungsi untuk mengetahui seberapa responsifnya

sensor inframerah terhadap lingkungan sekitar (ruangan tertutup dan terbuka). Serta

pengaruh keadaan pada waktu tertentu yang dapat mengakibatkan perubahan nilai

sensor inframerah secara signifikan.

52

Data pada faktor yang pertama dapat dilihat pada tabel dibawah ini;

Tabel 4.12 Sensor inframerah terhadap ruang tertutup & terbuka

No Pukul Nilai Inframerah

Tertutup(V) Terbuka(V)

1 08:00 4,614 0,107

2 08:15 4,569 0,107

3 08:30 4,496 0,102

4 08:45 4,442 0,098

5 09:00 4,398 0,093

6 09:15 4,364 0,093

7 09:30 4,340 0,093

8 09:45 4,350 0,093

9 10:00 4,320 0,093

10 10:15 4,345 0,098

11 10:30 4,359 0,098

12 10:45 4,374 0,098

13 11:00 4,379 0,098

14 11:15 4,364 0,093

15 11:30 4,335 0,098

16 11:45 4,325 0,088

17 12:00 4,311 0,088

18 12:15 4,301 0,088

19 12:30 4,281 0,088

20 12:45 4,291 0,088

21 13:00 4,252 0,088

Gambar 4.16 Sensor inframerah di dalam ruang tertutup dan terbuka

53

Gambar 4.17 Respon sensor inframerah terhadap raungan tertutup

Gambar 4.18 Respon senso inframerah terhadap ruangan terbuka

Dapat dilihat dari data tersebut bahwa respon sensor inframerah di dalam

ruangan tertutup lebih responsif dari pada di dalam ruangan terbuka. Karena pada saat

di dalam ruangan tertutup cahaya inframerah yang dipancarkan oleh matahari tidak

y = -0,0122x + 4,502R² = 0,692

4

4,1

4,2

4,3

4,4

4,5

4,6

4,7

08

:00

08

:15

08

:30

08

:45

09

:00

09

:15

09

:30

09

:45

10

:00

10

:15

10

:30

10

:45

11

:00

11

:15

11

:30

11

:45

12

:00

12

:15

12

:30

12

:45

13

:00

NIL

AI S

ENSO

R (

V)

JAM

RESPON SENSOR INFRAMERAH TERHADAP RUANGAN TERTUTUP

y = -0,0008x + 0,1029R² = 0,5942

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

08

:00

08

:15

08

:30

08

:45

09

:00

09

:15

09

:30

09

:45

10

:00

10

:15

10

:30

10

:45

11

:00

11

:15

11

:30

11

:45

12

:00

12

:15

12

:30

12

:45

13

:00

NIL

AI S

ENSO

R (

V)

JAM

RESPON SENSOR INFRAMERAH TERHADAP RUANGAN TERBUKA

54

sepenuhnya terdeteksi oleh sensor inframerah. Data yang diperoleh adalah data respon

sensor inframerah terhadap intensitas cahaya pada waktu-waktu tertentu. Dengan

menguji setiap 15 menit sekali, dimulai dari matahari sudah menampakan diri dengan

gagahnya (pukul 08:00 WIB).

Perbedaan antara data respon sensor inframerah di dalam rungan tertutup

maupun terbuka adalah responsibilitas dari kemampuan sensor membaca daerah

sekitarnya. Serta data yang diperoleh dari pengujian di dalam rungan tertutup sangat

rentang dengan keadaan sekitarnya. Salah satu contohnya ketika cahaya matahari

tertutupi oleh awan. Data yang terlihat di dalam ruangan terlihat mengalami kenaikan,

lebar celah sempit yang mengungkinkan cahaya matahari masuk dan lain-lain. Tetapi

dari kedua data yang telah didapatkan menunjukan bahwa semakin bertambahnya

waktu dari pagi menuju siang hari, semakin kecil data sensor inframerah yang

diperoleh. Karena intensitas cahaya matahari semakin bertambah pada saat siang hari.

Sedangkan untuk faktor yang kedua adalah pengujian daya tembus sinar

inframerah terhadap benda penghalang berupa beberapa lebar kertas HVS (0.1

mm/lembar). Pada percobaan ini bertujuan untuk mengetahui daya tembus sinar

inframerah terhadap ketebalan kertas HVS. Data daya tembus sinal inframerah

terhadap ketebalan kertas HVS dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

55

Tabel 4.13 Data rujukan dari sensor inframerah

No Keadaan Sensor Tegangan Inframerah (V)

1 disinari 0,122070313

2 tidak disinari 4,638671875

Data tersebut digunakan sebagai penanda atau data rujukan, ketika sensor

inframerah terkena paparan sinar inframerah dari sumber pemancar inframerah dan

ketika sensor inframerah tidak disinari oleh pemancar inframerah. Data tersebut adalah

data analog yang terbaca oleh sensor, jangkauan datanya mulai dari 0-1024 atau 0-5

Volt. Berikut merupakan data daya tembus sinar inframerah yang dipancarkan oleh

pemancar inframerah terhadap tebal kertas penghalang;

Tabel 4.14 Data daya tembus sinar inframerah terhadap tebal kertas

No Tebal Kertas

(mm) Tegangan Inframerah (V)

1 0.1 2,83203125

2 0.2 3,720703125

3 0.3 4,028320313

4 0.4 4,248046875

5 0.5 4,375

6 0.6 4,458007813

7 0.7 4,516601563

8 0.8 4,541015625

9 0.9 4,604492188

10 1.0 4,624023438

11 1.1 4,633789063

12 1.2 4,638671875

56

Gambar 4.19 Daya tembus sinar inframerah

Dapat dilihat dari tabel data daya tembus sinar inframerah terhadap tebal kertas,

mengalami kenaikan data nilai sensor inframerah (V). Pada hal tersebut menunjukan

bahwa semakin tebal penghalang atau tebal kertas, maka semakin sedikit sinat

inframerah yang dapat melewatinya. Ketebalan setiap lembar kertasnya adalah sebesar

0.1 mm di ukur dengan menggunakan jangka sorong.

4.5 Karakteristik Robot Follow Me

Setelah mengetahui respon sensor yang digunakan dalam robot follow me

tersebut. Langkah selanjutnya mengetahui karakteristik dari robot tersebut. Penentuan

karakteristik dari robot ini adalah mengetahui kemampuan robot berjalan dengan

membandingkan jarak yang ditentukan dan waktu tempuh untuk mencapai jarak

tersebut. Serta untuk mengetahui kemampuan robot membawa beban dengan

perbedaan sinyal frekuensi (pulse width modulation / PWM) yang diberikan ke motor

y = 0,121x + 3,482R² = 0,672

0

1

2

3

4

5

6

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2

Nila

i Sen

sor

(V)

Tebal HVS (mm)

Grafik Daya Tembus Sinar Inframerah

57

DC. Dalam pemanggilan perintah PWM menggunakan analogWrite() dalam skala 0 ~

255, dimana nilai tersebut biasanya dijadikan menjadi nilai persentase untuk

memerintahkan siklus tugas mulai dari 0 ~ 100 %. Jika siklus tugas yang dimasukan

sebesar 255 (100%) maka siklus tugas tersebut akan selalu aktif, dapat dilihat dari

gambar siklus tugas PWM dibawah ini; [37]

Gambar 4.20 Siklus kerja dari PWM [37]

Pada uji karakteristik robot follow me yang pertama adalah pengujian waktu

tempuh yang diperlukan oleh robot yang berjarak 100 cm dari dinding (objek uji coba).

Dengan variabel yang digunakan adalah nilai persentase dari nilai pwm dan waktu yang

ditempuh robot untuk berjalan menghampiri dinding. Data karakteristik yang pertama

dapat dilihat pada tabel berikut ini;

58

Tabel 4.15 Data waktu tempuh robot dan variasi nilai pwm dengan jarak 100cm

No Nilai PWM PWM (%) Waktu

Tempuh (s) Kecepatan (m/s)

1 100 39,215686 1,85 0,540540541

2 110 43,137255 1,62 0,617283951

3 120 47,058824 1,5 0,666666667

4 130 50,980392 1,33 0,751879699

5 140 54,901961 1,28 0,78125

6 150 58,823529 1,23 0,81300813

Gambar 4.21 Nilai pwm terhadap waktu tempuh robot

Gambar 4.22 Nilai pwm terhadap kecepatan

y = -0,0313x + 3,0005R² = 0,9354

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60 70

wak

tu t

emp

uh

(s)

nilai pwm (%)

Grafik Perbarbandingan Nilai PWM (%) -Waktu (Jarak 100 cm)

y = 0,0141x + 0,0024R² = 0,9717

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 10 20 30 40 50 60 70

kece

pat

an (

m/s

)

nilai pwm (%)

Grafik Perbandingan Nilai PWM (%) -Kecepatan (Jarak 100 cm)

59

Dapat dilihat dari data perbandingan nilai pwm dengan waktu. Jika nilai pwm

semakin besar, maka waktu yang ditempuh oleh robot semakin cepat atau berkurang.

Hal tersebut menandakan bahwa perbandingan antara nilai pwm dengan waktu tempuh

berbanding terbalik. Tetapi berbeda dengan perbandingan antara nilai pwm terhadap

kecepatan. Semakin besar nilai pwm, semakin besar pula kecepatan yang dihasilkan.

Kemudian pada pengujian karakteristik robot yang ke dua adalah pengujian

kemampuan robot membawa beban dari 500 g sampai 1500 g dan jarak yang sama

yaitu 100 cm. Hal tersebut menguji apakah beban dapat mempengaruhi kecepat gerak

mobil dengan konstanta nilai pwm yang sama dengan pengujian karakteristik yang

pertama. Data pengujian karakteristik yang kedua ini dapat dilihat pada tabel berikut

ini;

Tabel 4.16 Pengujian waktu tempuh robot dengan diberi beban

no PWM (%) Waktu Tempuh (s)

500 g 1000 g 1500 g

1 43,1372549 3,55 4,35 5,76

2 47,05882353 2,08 3,06 4

3 50,98039216 1,76 2,47 3,75

4 54,90196078 1,59 2,21 2,46

5 58,82352941 1,56 1,87 2,49

6 62,74509804 1,35 1,5 1,86

60

Gambar 4.23 Perbandingan beban 500 g – waktu tempuh



3,55

2,081,76 1,59 1,56 1,35

y = -0,0927x + 6,5281R² = 0,7126

0

1

2

3

4

35 40 45 50 55 60 65

wak

tu t

emp

uh

(s)

pwm (%)

Grafik Waktu Tempuh + Beban 500 g

3,55

2,081,76 1,59 1,56 1,35

y = -0,0927x + 6,5281R² = 0,7126

0

1

2

3

4

35 40 45 50 55 60 65

wak

tu t

emp

uh

(s)

pwm (%)


5,76

4 3,75

2,46 2,491,86

y = -0,1845x + 12,43R² = 0,9037

0

1

2

3

4

5

6

7

35 40 45 50 55 60 65

wak

tu t

emp

uh

(s)

pwm (%)


61

Tabel 4.17 Pengaruh bertambahnya beban terhadap kecepatan

no PWM (%) Waktu tempuh (s) Kecepatan (m/s)

500 g 1000 g 1500 g 500 g 1000 g 1500 g

1 39,21568627 3,55 4,35 5,76 0,281690141 0,229885057 0,173611111

2 43,1372549 2,08 3,06 4 0,480769231 0,326797386 0,25

3 47,05882353 1,76 2,47 3,75 0,568181818 0,4048583 0,266666667

4 50,98039216 1,59 2,21 2,46 0,628930818 0,452488688 0,406504065

5 54,90196078 1,56 1,87 2,49 0,641025641 0,534759358 0,401606426

6 58,82352941 1,35 1,5 1,86 0,740740741 0,666666667 0,537634409

Gambar 4.26 Perbandigan kecepatan - waktu tempuh (500 g)


y = -0,1913x + 0,9359R² = 0,9306

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

kece

pat

an (

m/s

)

waktu tempuh (s)

Grafik Perbandingan Waktu - Kecepatan Dengan Beban 500 g

y = -0,1426x + 0,8034R² = 0,8888

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

kece

pat

an (

m/s

)

waktu tempuh (s)

Grafik Perbandaingan Waktu - Kecepatan Dengan Beban 1000 g

62


Pada grafik perbandingan antara beban barang dengan waktu tempuh

berbanding lurus. Tetapi berbeda halnya dengan perbandingan antara waktu dengan

kecepatan. Karena jarak yang ditempuh sama yaitu 100 cm dan waktu tempuh robot

menjadi meningkat. Hal tersebut dikarenakan waktu dapat mempengaruhi besarnya

kecepatan. Dengan rumus yang sudah umum kita ketahui, kecepatan adalah jarak per-

satuan waktu. Dari grafik perbandingan antara waktu dengan kecepatan, mengalami

penurunan kecepatan.

y = -0,0883x + 0,6385R² = 0,8944

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

kece

pat

an (

m/s

)

waktu tempuh (s)

Grafik Perbandingan Waktu - Kecepatan Dengan Beban 1500 g

63

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil rancangan bangun dan pengujian yang telah dilakukan oleh

peneliti, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut;

1. Telah berhasil merancang bangun sebuah robot follow me dengan

menggunakan sensor ultrasonik dan sensor inframerah berbasis

mikrokontroller.

2. Robot yang dibuat sesuai dengan rancangan robot yang menyerupai keranjang

kecil beserta programnya.

3. Pengujian karakteristik sensor ultrasonik dari hasil difraksi gelombang yang

dihasilkan untuk benda kotak dengan sudut pantulya tegak lurus terhadap

sensor memiliki kesalahan rata-rata 13,75%. Sedangkan untuk benda lingkaran

memiliki kesalahan literatur rata-rata 30%. Tetapi dari perbedaan benda uji

tersebut sensor ultrasonik masih dapat mendeteksi objek sebesar sudut (θ)

sebesar 25°. Pada karakteristik sensor inframerah ketika didalam ruangan

tertutup sangat responsif dari pada didalam ruangan terbuka. Serta daya tembus

sinar inframerah sangat berpengaruh terhadap ketebalan kertas HVS.

4. Waktu yang dibutuhkan setelah ditambah beban menjadi bertambah,

mengakibatkan kecepatan robot menjadi menurun. Salah satu sampel data

64

untuk nilai pwm 100 sebelum ditambah dengan beban waktu tempuh yang

diperlukan oleh robot sebesar 1,85 s. Kemudian setelah diberi beban 500 g

waktu tempuh robotnya sebesar 3,55 s, untuk beban yang diberikan 1000 g

waktu tempuh robotnya sebesar 4,35 s dan untuk beban yang diberikan 1500 g

waktu tempuh robotnya sebesar 5,79 s.

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya bagi yang ingin melanjutkan pengembangan robot

follow me dan penelitian baru dengan menggunakan sensor ultrasonik, disarankan;

1. Mengkarakteristik motor DC yang digunakan. Seperti kemampuan

berputarnya, besar torsi yang dihasilkan motor DC dan lain-lain.

2. Menggunakan sensor GPS, sensor radar dan sensor kamera dari pada sensor

ultrasonik, karena lebih akurat mendeteksi objek.

3. Lebih meningkatkan sistem kerja dari robot tersebut, seperti jangkauan

membaca objek, kecepatan yang stabil jika diberi beban dan kemampuan

mengikuti objeknya.

65

DAFTAR PUSTAKA

[1] R. Harjanto, "COWAROBOT R1: Koper Canggih dengan Teknologi Robotik

Pertama di Dunia," 29 Juli 2016.

[2] A. M. A. S. V. P. Thebeyanthan Krishnamohan, "Human following Trolley -

Auto Walker," Conference Paper, p. 5, 2016.

[3] L.-D. Z. Wen-Xing Zhu, "Control Schemes For Autonomous Car-Following

Systems With Two Classical Compensators," Asian Journal of Control, vol. 21

Nomor 5, pp. 1-14, 2019.

[4] Jarvis, "Koper Canggih COWAROBOT R1, Koper Berteknologi Robotik

Pertama di Dunia," bliblifriends, 4 Agustus 2016. [Online]. Available:

https://www.blibli.com/friends/blog/koper-canggih-cowarobot-r1-koper-

berteknologi-robotik-pertama-di-dunia/. [Accessed 30 Agustus 2019].

[5] O. Supriadi, "Perancangan Robot Avoider Berbasis Arduino UNO

Menggunakan Tiga Sensor Ultrasonik," EPIC, no. 2614-8595, pp. 1-11, 2019.

[6] D. N. Nanan Rohman, "Robot Deteksi Garis Menggunakan Sensor Infra Merah

(Interface USB)," Jurnal Computech & Bisnis, vol. 6 Nomor 1, no. 2442-4943,

pp. 40-46, 2012.

[7] R. Setiawan, "Pengembangan Robot Pendeteksi Objek Berdasarkan Warna

Dengan Sensor Kamera Sebagai Media Pembelajaran," Jurnal SKRIPSI, 2012.

[8] R. L. B. L. Lauw Lim Un Tung, "Robot Mobil Dengan Sensor Kamera Untuk

Menelusuri Jalur Pada Maze," KOMMIT, pp. 76-82, 2002.

66

[9] E. F. S. E. N. S. H. Evi Dewi Sartika, "Gelombang," Makalah Fisika Statistik,

pp. 1-17, 2013.

[10] E. Sulistyarini, "Pengembangan Bahan Ajar Fisika SMA Materi Gelombang

Bunyi Berbasis Interactive PDF," Semarang, UNES, 2015, p. 116.

[11] J. &. H. Thomas, "Sistem Pengukur Berat dan Tinggi Badan Menggunakan

Mikrokontroler AT89S51," TESLA, vol. 10 Nomor 2, pp. 79-84, 2008.

[12] A. T. V. &. D. Hadi, "Pengukuran Kecepatan dan Amplitudo Gelombang

Ultrasonik untuk Klasifikasi Kualitas Batubara," Penelitian Sains, vol. 13

Nomor 1(B), no. 13101, p. 5, 2010.

[13] Sukarno, "Ultrasonik Generator Dengan Frekuensi Maksimum 100 KHz dan

Daya 100 Watt Berbasis Mikrokontroler AVR ATtiny2313," in Tesis, Jakarta,

FMIPA UI, 2010, p. 62.

[14] I Putu Tedy Indrayana, Trisna Julian, Kuwat Triyana, "Pengujian Akuisisi Data

Sensor Ultrasonik HC-SR04 Dengan Mikrokontroler ATmega8535," UNIERA,

vol. 6 Nomor 1, pp. 35-40, 2017.

[15] J. Wong, "Advantages and Disadvantages of Ultrasonic Sensor," Beijing

Ultrasonic, 09 April 2013. [Online]. Available:

https://www.bjultrasonic.com/ultrasonic-transducers-and-ultrasonic-sensors/.

[Accessed 18 November 2019].

[16] J. G. Webster, Medical Instrumentation Application and Design, 4th Edition,

New York: John Wiley & Sons, Inc, 2010.

[17] R. A. Basith, "Topi Pengukur Tinggi Badan Menggunakan Sensor," Jakarta,

UIN Jakarta, 2015, p. 50.

67

[18] Gigih Prio Nugroho, Ary Mazharuddin S, dan Hudan Studiawan, "Sistem

Pendeteksi Dini Banjir Menggunakan Sensor Kecepatan Air dan Sensor

Ketinggian Air pada Mikrokontroler Arduino," JURNAL TEKNIK POMITS ,

vol. 2 Nomor 1, no. 2337-3539, p. 5, 2013.

[19] Hadijaya Pratama, Erik Haritman, Tjetje Gunawan, "Akuisisi Data Kinerja

Sensor Ultrasonik Berbasis Sistem Komunikasi Serial Menggunakan

Mikrokontroler ATmega32," ELECTRANS, vol. 11 Nomor 2, no. 1412 – 3762,

pp. 36-43, 2012.

[20] "HC-SR04 Ultrasonic Sensor," Components101, 18 September 2017. [Online].

Available: https://components101.com/ultrasonic-sensor-working-pinout-

datasheet. [Accessed 18 November 2019].

[21] "Cara Kerja dan Karakteristik Sensor Ultrasonik HC-SR04," andalanelektro.id,

28 September 2018. [Online]. Available:

https://www.andalanelektro.id/2018/09/cara-kerja-dan-karakteristik-sensor-

ultrasonic-hcsr04.html. [Accessed 18 November 2019].

[22] "R LED (Infrared LED)," Components101, 6 Desember 2017. [Online].

Available: https://components101.com/ir-led-pinout-datasheet. [Accessed 18

November 2019].

[23] Lailani, I Made Astra, Hardianto, "Rumah Belajar," KEMDIKBUD, [Online].

Available:

https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Radiasi-

Elektromagnetik-/konten1.html. [Accessed 26 Agustus 2019].

[24] F. D. Petruzella, Elektronika Industri, Yogyakarta: Andi, 2001.

68

[25] "Toy DC Motor," Components101, 2 maret 2018. [Online]. Available:

https://components101.com/motors/toy-dc-motor. [Accessed 18 November

2019].

[26] ikhfan, "Motor DC Brushes atau Sikat," Just Info, 2 Juli 2011. [Online].

Available: http://keep-meka.blogspot.com/2011/07/motor-dc-bruses-atau-

sikat.html. [Accessed 18 November 2019].

[27] M. Hamdani, "Pengendalian Kecepatan Putaran Motor DC Terhadap Perubahan

Temperatur Dengan Sistem Modulasi Lebar Pulsa," Depok, Universitas

Indonesia, 2010, p. 90.

[28] M. J. Shiddiq, "Pengertian dan Prinsip Kerja Motor DC," SIDDIX, 3 Mei 2019.

[Online]. Available: https://siddix.blogspot.com/2019/05/pengertian-dan-

prinsip-kerja-motor-dc.html. [Accessed 18 November 2019].

[29] D. M. Muhammad Zamroni, "Kendali Motor DC Sebgai Penggerak Mekanik

Pada Bracket LCD Proyektor dan Layar Dinding Berbasis Mikrokontroler

AT89S51," p. 14.

[30] S. Buyung, "Analisis Perbandingan Daya dan Torsi Pada Alat Pemotong

Rumput Elektrik (APRE)," Jurnal Voering, vol. 3, pp. 1-4, 2018.

[31] Suprapto, Bahasa Pemrograman, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

[32] M. D. R. N. A. S. A. Deni Dwi Yudhistira, "Pengenalan Miktrokontroler

Arduino Uno," pp. 1-7.

[33] John, "Arduino Nano Tutorial – Pinout & Schematics," Circuits Today , 18

Oktober 2018. [Online]. Available: http://www.circuitstoday.com/arduino-

nano-tutorial-pinout-schematics. [Accessed 19 November 2019].

69

[34] "Diffraction of Sound Wave," OnlineTuition.com.my, Juli 2013. [Online].

Available: http://spmphysics.onlinetuition.com.my/2013/07/diffraction-of-

sound-wave.html. [Accessed 18 November 2019].

[35] F. Fajar ztimur, "Difraksi Cahaya oleh Celah Tunggal," OPTICAL MODERN,

pp. 1-5, 2014.

[36] Elijah J. Morgan, "HCSR04 Ultrasonic Sensor," pp. 1-5, 16 November 2014.

[37] T. Hirzel, "ARDUINO," arduino.cc, [Online]. Available:

https://www.arduino.cc/en/tutorial/PWM. [Accessed 3 November 2019].

70

LAMPIRAN

#include <NewPing.h>

const int RA = 4;

const int RB = 7;

const int LA = 2;

const int LB = 3;

const int Infra = A0;

const int SpeedR = 6;

const int SpeedL = 5;

int R = 0;

int C = 0;

int L = 0;

NewPing sonarR(8, 9, 150);

NewPing sonarL(10, 11, 150);

void setup() {

// put your setup code here, to run once:

pinMode(RA, OUTPUT);

pinMode(RB, OUTPUT);

pinMode(LA, OUTPUT);

pinMode(LB, OUTPUT);

pinMode(SpeedR, OUTPUT);

pinMode(SpeedL, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

analogWrite(SpeedR, 140);

analogWrite(SpeedL, 150);

}

void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

R = sonarR.ping_cm();

L = sonarL.ping_cm();

C = analogRead(Infra);

Serial.print(L);

Serial.print("---------");

Serial.println(R);

if (C < 800) {

if (L > 9 && R > 9) {

if (L < (R + 10) && L > (R - 10)) {

maju();

}

if (R < (L + 10) && R > (L - 10)) {

maju();

}

if (L <= (R - 10)) {

kekiri();

}

if (R <= (L - 10)) {

71

kekanan();

}

}

if (L < 15 && L > 9 || R < 15 && R > 9) {

berhenti();

}

if (L < 10 && L > 4 || R < 10 && R > 4) {

mundur();

}

if ( L < 4 || R < 4) {

berhenti();

}

}

if (C > 800) {

berhenti();

}

}

void berhenti() {

digitalWrite(LA, LOW);

digitalWrite(LB, LOW);

digitalWrite(RA, LOW);

digitalWrite(RB, LOW);

}

void maju() {


digitalWrite(LB, HIGH);


digitalWrite(RB, HIGH);

}

void mundur() {

digitalWrite(LA, HIGH);


digitalWrite(RA, HIGH);


}

void kekanan() {


digitalWrite(LB, HIGH);

digitalWrite(RA, HIGH);


}

void kekiri() {

digitalWrite(LA, HIGH);



digitalWrite(RB, HIGH);

}

Program Robot

72

𝐴𝑛𝑎𝑙𝑜𝑔 𝑉𝑜𝑙𝑡 = 𝐷𝑎𝑡𝑎

1024 × 5 𝑉𝑜𝑙𝑡

𝑃𝑊𝑀 % = 𝐷𝑎𝑡𝑎

255 × 100%

𝑃𝑊𝑀 (𝑉𝑜𝑙𝑡) = 𝑃𝑊𝑀% × 5 𝑉𝑜𝑙𝑡

Tampilan Akhir Robot

Konversi data Analog menjadi data Volt

Konversi data PWM menjadi PWM %

Konversi PWM % menjadi PWM (Volt)

RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW...

Documents

Transcript of RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT FOLLOW...