TKC225 - Robotika PROGRAM STUDI SISTEM...
Transcript of TKC225 - Robotika PROGRAM STUDI SISTEM...
Sensor Robot
@2012, Laboratorium Sistem Embedded & Robotika, Siskom - UNDIP
TKC225 - RobotikaPROGRAM STUDI SISTEM KOMPUTERUNIVERSITAS DIPONEGORO
.: hal 2:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Pokok Bahasan Kuliah
• Pembahasan tentang sensor robot• Sensor resistansi• Sensor ultrasound• Sensor jarak IR• Accelerometer• Gyroscope
•Acknowledgement: sebagian presentasi diambil dari slide pak Iwan Setiawan
.: hal 3:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Resistansi
• Bekerja berdasarkan prinsip perubahan resistansi
Sensor Tekukan (Bend Sensors) • Resistansi = 10k sampai 35k• saat strip menekuk, resistansi meningkat
Potentiometers• dapat digunakan untuk mengukur sudut putar
LDR :Light Sensor (Photocell)• untuk mendeteksi sumber cahaya • perubahan resistansi tidak linear• respon lambat
Resistive Bend Sensor
Photocell
Potentiometer
Cahaya semakin terang R semakin kecil
.: hal 4:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Contoh aplikasi
Sensor
• Mengukur tekukan lengan robot
• Deteksi dinding halangan
• Sensor berat
Sensors
Sensor
.: hal 5:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Rangkaian Dasar Pengubah Resistansi ke Tegangan
Pembagi tegangan:
R 1(sensor): variabelR 2 tetap
V
micro
R1
R2
V sensor
VRR
RVsense
21
2
A/D converter
Comparator: Jika V + >V -, maka output high
+-
V
Output biner
Rangkaian Pengkondisi
.: hal 6:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor UltraSound
• Prinsip Operasi:– Sensor memancarkan sinyal suara (50kHz), (pendengaran
manusia: 20Hz sampai 20kHz) – Mengukur waktu pantul sejak dipancarkan.– Mengukur objek yang memantulkan suara
D = v * t/2V=kecepatan suara: 340m/sD=jarakT = waktu pemantulan
.: hal 7:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor UltraSound cont.
Model sonar :Area deteksi
-Sensitifitas deteksi dari sensor sangat tergantung dari besar sudut yang dibentuk oleh sensor dengan bidang refleksi (objek), -Semakin jauh jarak objek yang terdeteksi, maka posisi objek tersebut semakin tidak diketahui secara pasti. -Jika objek yang dideteksi berukuran besar dan berbentuk tidak beraturan atau jumlahnya banyak, maka dimungkinkan terjadi pantulan-pantulan.
.: hal 8:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor UltraSound cont.
Contoh Sensor ultrasound komersil: Ping)) produk parallak• Host triggers pulse, sensor emits 40 kHz burst• Time to travel = tIN. Jangkauan?
.: hal 9:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor UltraSound cont.
chair
Robot
chair
Doorway
Scan moving from left to right
Leng
th o
f Ech
o
• Aplikasi:– Mengukur jarak halangan– Pemetaan keadaan lingkungan disekeliling robot
.: hal 10:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Ultrasound: Interfacing
.: hal 11:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Laser Range Finder
• Berdasarkan kecepatan cahaya– D = ct /2; c= 3 x 108 m/s
• Jangkauan 2-500 meter• Resolusi: 10 mm• Derajat pantauan : 100 - 180
derajat• Resolusi angular : 0.25 derajat• Waktu scan : 13 - 40 msec.
.: hal 12:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Infrared: Berbasis Intensitas
Sensitive terhadap cahaya ambient
time
volt
age
time
volt
age
Bias dc naik seiring kenaikan cahaya ambient
Pemancar -penerima
Reflective
.: hal 13:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor IR Reflective
• Sensor Reflective : – Emitter IR LED + detector
photodiode/phototransistor– Phototransistor: semakin kuat cahaya yang
diterima, arus semakin besar– Cahaya direfleksikan dari sebuah bidang
ke detektor– Cahaya tidak nampak
• Aplikasi– Deteksi objek, – Line following, Wall tracking– Optical encoder (Break-Beam sensor)–
• kekurangan:– Sangat tergantung pada cahaya
lingkungan– Jarak deteksi objek tidak dapat terlalu jauh
.: hal 14:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Infrared termodulasi
• Modulasi dan Demodulasi– Memancarkan cahaya pada frekuensi tertentu– Demodulator dituning pada frekuensi pemancaran.
(32kHz~45kHz)– Cahaya berfrekuensi dapat dideteksi walaupun
magnitudenya lemah – Banyak digunakan dalam remote control
.: hal 15:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Jarak Infrared
Prinsip Operasi:IR emitter + focusing lens + position-sensitive detector
.: hal 16:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Jarak Infrared
• Sharp GP2Y0A02YK Long Distance Measuring– Jangkauan: 20cm (4") ~ 150cm (30")– Imun terhadap cahaya ambient – Aplikasi pengukuran jarak, wall following, …
• Sharp GP2D120– Jangkauan: 4 cm s/d 30 cm
GP2D120GP2Y0A02YK
.: hal 17:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Sensor Jarak Infrared
.: hal 18:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Passive IR (PIR)• Mengukur cahaya IR yang dipancarkan oleh objek
– Sering digunakan sebagai detektor gerak– Device PIR tidak mengeluarkan radiasi energi apapun– Range: 6 meter
http://www.ladyada.net/learn/sensors/pir.html
.: hal 19:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Encoder
• Pengukur kecepatan putaran
light emitter
light sensor
decode circuitry
.: hal 20:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Accelerometers
• Mengukur gaya inersial yang dihasilkan ketika sebuah massa mengalami percepatan– Digunakan untuk mengukur pergerakan: tilt,
pan, roll
kxdt
dxc
td
xdmF
2
2
.: hal 21:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Accelerometers
Velocity vs Distance
.: hal 22:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Accelerometers
Acceleration vs Velocity
.: hal 23:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Tipe Accelerometers
.: hal 24:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
DE-ACCM6G 2-Axis AccelerometerDual Axis Accelerometer• Jangkauan 6g = 6 x 9.8 m/s2• Sensitivity = 222mV/g
.: hal 25:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
DE-ACCM6G 2-Axis Accelerometer
0g
.: hal 26:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Contoh
.: hal 27:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Gyroscopes
• Perangkat yang mengeluarkan sinyal yang proporsional terhadap kecepatan rotasi
• Banyak digunakan untuk mengukur sudut rotasi
• Digabung dengan 3-axis accelerometer membentuk sistem tracking 6 DoF
.: hal 28:.@2012, RESLab, Siskom - Undip
Yaw, Pitch, Roll
•Pan/yaw: 0 .. 360•Tilt/pitch: -90 .. +90•Roll: 0 .. 360