ALGORITMA UNTUK ROBOT BERKAKI ENAM DALAM PROSES MENYELESAIKAN PEMADAMAN API PADA KONTES ROBOT PEMADAM API INDONESIA
oleh Dani Bayu Pujo Saputro NIM : 612010014
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Juli 2015
INTISARI Tujuan utama robot pemadam api adalah untuk memadamkan api dengan baik dan benar. Pada KRPAI 2015, tingkat kesulitan robot dalam memadamkan api semakin sulit dikarenakan adanya lilin dengan juring dan tanpa juring dalam satu lapangan pertandingan. Untuk memadamkan lilin dengan juring dan tanpa juring memiliki ketentuan tersendiri dalam aturan KRPAI 2015. Apabila robot salah dalam memadamkan api, maka robot akan dikenai poin penalti. Dengan sistem pertandingan battle, hal ini akan sangat merugikan dan menguntungkan pihak lawan. Karena itu, maka diperlukan algoritma yang baik dalam memadamkan api. Ada dua algoritma yang akan dibandingkan kinerja dan persentase keberhasilan dalam memadamkan api untuk konfigurasi lilin 1 hingga 6 baik dengan juring maupun tidak. Dan untuk konfigurasi lilin 7, robot akan menggunakan algoritma ketiga karena ruangan ini ada karpet sendiri dan merupakan lilin perebutan antara robot yang bertanding. Pengujian dilakukan pada lapangan biru dan merah. Untuk algoritma pertama dan kedua, pengujian total baik di lapangan biru dan merah sebanyak 336 kali. Masingmasing algoritma diuji 84 kali di lapangan biru dan 84 kali di lapangan merah. Sedangkan, algoritma ketiga diuji sebanyak 32 kali, masing-masing 16 di lapangan merah dan biru. Persentase total keberhasilan robot memadamkan api di lapangan biru dan merah adalah 82,7% untuk algoritma pertama, 94% untuk algoritma kedua, dan 78,12% untuk algoritma ketiga.
i
ABSTRACT The main purpose of fire extinguisher robot is to extinguish the fire properly. At KRPAI 2015, the level of difficulty robot to extinguish the fire increase because there is candle with circle segment and candle without circle segment in the game field. To extinguish the candle with circle segment and without circle segment has own rules at KRPAI 2015. If the robot is wrong in putting out the fire, then the robot will get penalty points. With the battle game system, it would be very disadvantage and the opponent get advantage. Therefore, it would require a good algorithm in putting out the fire. There are two algorithms will be compared to the performance and the percentage of success in putting out the fire on a candle configurations 1st to 6th both with circle segment or not. And for candle configuration 7th, the robot will use the third algorithm because this room there is a carpet itself and the candle is a scramble candle for the competing robots. Testing is performed on a blue and red field. For the first and second algorithm, total testing for both blue and red field as much as 336 times. Each algorithm was tested 84 times in the blue field and 84 times in the red field. Meanwhile, the third algorithm was tested 32 times, respectively 16 times in the field of red and blue. Percentage of total success robot to extinguish the fire in the blue field and red is 82.7% for the first algorithm, 94% for the second algorithm, and 78.12% for the third algorithm.
ii
KATA PENGANTAR Terpujilah Tuhan yang penulis kenal dalam nama Yesus Kristus. Atas kasih dan rahmat-Nya yang senantiasa penulis terima dalam proses perancangan, pengerjaan, dan penyelesaian skripsi ini sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Yesus Kristus atas kasih karunia yang selalu menguatkan dan menolong melalui firman-Nya dan orang-orang terdekat dalam setiap masalah yang boleh terjadi dalam pembuatan skripsi ini. Sehingga, penulis mampu menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 2. Ayah saya Harno, ibu saya Kiswati, kakak saya Yohana Kusumaningtyas, adik saya Firdiana Novellasari, terima kasih untuk segalanya, untuk setiap hal yang telah kalian berikan selama ini. 3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng. dan Bapak Daniel Santoso, M.S. selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan ide-ide yang diberikan selama mengerjakan skripsi ini. 4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang telah memberi warna selama penulis studi di UKSW ini. 5. Teman-teman angkatan 2010 semua terima kasih banyak, ayo semangat buat lulus!!! Kana Petra, Roma, Bintang, Sekar, Aditya WP, Daniel Peb., Ruth, Grace, Ais, Simon, Adi, Cahyo, Martin, Vires, Henry, Jeffry, Jeffryson, Danny Ganteng, Danny Setyawan, Sammy, Sam Tanu, Fredickson, Januar, Yudha. 6. Teman-teman tim robot (R2C), Pakdhe 09, BO 09, Reva 08, Gusbud 09, Veve 09, Wang 10, Handoko 09, Gigih 09 Octopus 2012, Lynx 2013, & Jati 11, Bani 11, Grace 10, Brian 12 Holypus 2014, Ivan K.S., Frans Wijadi, Bob 10, Adit jambrong, Januar jamet, Yonas 09, dkk, terima kasih atas waktu dan pelajaran yang berharga selama tiga tahun terakhir ini. Semoga riset robotnya makin berkembang setiap tahunnya. My team is my blood.
iii
7. Tim Robot Berkaki FTEK UKSW 2015, R2C-Acheron, Bani “Aye aye Sir”, Christian “Thailand”, Adi “Sorry” GX, dan Jati “Klowor” Wasesa yang telah banyak membantu dan memberikan penulis kesempatan untuk skripsi. Terima kasih untuk kenangan indah tahun ini, “sorry” belum bisa membantu kalian untuk juara 1 nasional. 8. Teman-teman Perkantas Salatiga, terima kasih untuk semangat dan waktu sharing yang diberikan selama ini. 9. Teman-teman KTB, Ngkong Daniel, Josua Rezza, dan Manasye, terima kasih untuk waktu KTB dapat sharing keluhan skripsi dan belajar banyak hal. 10. FA Brian dan Parulian selaku AKTB yang memberikan banyak inspirasi baru dan semangat untuk mengerjakan skripsi. 11. Kekasihku Randini Sita Krismaranti yang telah banyak memberikan doa, motivasi dan dorongan untuk menyelesaikan skripsi ini. 12. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Juli 2015
Penulis
iv
DAFTAR ISI
INTISARI
. ...............................................................................................................
i
ABSTRACT . ................................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................................
iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................
viii
DAFTAR SINGKATAN ............................................................................................
ix
BAB I
PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1. Tujuan ........................................................................................
1
1.2. Latar Belakang ...........................................................................
1
1.3. Batasan Masalah ..........................................................................
3
1.4. Sistematika Penulisan .................................................................
4
DASAR TEORI .................................................................................
5
2.1. Kajian Pustaka ............................................................................
5
2.2. Konsep Dasar Sistem .................................................................
7
2.3. Mikrokontroler ARM Cortex M0 LPC 1114 .............................
8
2.4. Mikrokontroler ATMega8535 ...................................................
10
2.5. Sensor Jarak SRF04 ..................................................................
11
2.6. Sensor Api UVTRON ...............................................................
12
2.7. Sensor Suhu TPA81 ..................................................................
14
2.8. Sensor Garis ..............................................................................
15
2.9. Sensor Warna ............................................................................
17
2.10. Aturan Pertandingan ..................................................................
18
PERANCANGAN SISTEM .............................................................
22
3.1. Perancangan Mekanik Robot ....................................................
22
3.2. Perancangan Perangkat Lunak ..................................................
24
3.2.1. Algoritma Pertama .....................................................
25
3.2.2. Algoritma Kedua ........................................................
26
3.2.3. Algoritma Ketiga ........................................................
27
3.3. Peletakan Sensor Suhu TPA81 ..................................................
28
3.4. Metode Pengujian ......................................................................
29
BAB II
BAB III
v
3.4.1. Konfigurasi Lapangan ................................................
29
PENGUJIAN DAN ANALISIS ........................................................
30
4.1. Pengujian Dimensi Mekanik .....................................................
30
4.2. Pengujian Algoritma .................................................................
31
4.2.1. Persentase Keberhasilan Algoritma ...........................
62
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
64
5.1. Kesimpulan ...............................................................................
64
5.2. Saran Pengembangan ................................................................
64
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................
65
LAMPIRAN A ............................................................................................................
66
BAB IV
BAB V
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Blok Diagram Sistem ...............................................................................
7
Gambar 2.2. Konfigurasi pin ARM CORTEX MO LPC 1114 [5, h.10] ......................
9
Gambar 2.3. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 [6, h.3] .........................
10
Gambar 2.4. Sensor Jarak SRF04 [7] ..........................................................................
12
Gambar 2.5. Sensor UV-Tron dan Board Driver[9] ....................................................
13
Gambar 2.6. Sudut Pandang TPA 81 [11, h.1] ..............................................................
14
Gambar 2.7. Rangkaian Sensor Garis ............................................................................
15
Gambar 2.8. Peletakan Enam Buah Sensor Garis ..........................................................
16
Gambar 2.9. Rangkaian Sensor Warna ..........................................................................
17
Gambar 2.10. Bentuk dan Ukuran Lapangan [12, h.14] ................................................
18
Gambar 2.11. Letak dan Assesori Lapangan [12, h.15] ................................................
20
Gambar 2.12. Contoh Konfigurasi Lapangan [12, h.16] ...............................................
20
Gambar 3.1. Realisasi Desain Mekanik .........................................................................
22
Gambar 3.2. Konfigurasi Lilin [6, h.15] ........................................................................
24
Gambar 3.3. Diagram Alir Algoritma Pertama .............................................................
25
Gambar 3.4. Diagram Alir Algoritma Kedua ................................................................
26
Gambar 3.5. Diagram Alir Algoritma Konfigurasi Lilin Ketujuh .................................
27
Gambar 3.6. Peletakan Tiga Buah Sensor Suhu TPA81 ................................................
28
Gambar 3.7. Konfigurasi Lapangan Pengujian ..............................................................
29
Gambar 4.1. Pengujian Panjang Robot ..........................................................................
30
Gambar 4.2. Pengujian Lebar Robot . ............................................................................
30
Gambar 4.3. Pengujian Tinggi Robot . ...........................................................................
31
Gambar 4.4. Grafik Persentase Keberhasilan Memadamkan Api . ................................
54
Gambar A.1. Sertifikat KRPAI Divisi Berkaki Regional 3 2015 . .................................
68
Gambar A.2. Sertifikat KRPAI Divisi Berkaki Nasional 2015 . ....................................
68
vii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Data-Data Sensor Jarak SRF04 . ...................................................................
11
Tabel 2.2. Data-Data Sensor Api UVTRON . ................................................................
13
Tabel 2.3. Data-Data Sensor Suhu TPA 81 . ..................................................................
15
Tabel 2.4. Data-Data Sensor Garis . ...............................................................................
17
Tabel 2.5. Data-Data Sensor Warna . .............................................................................
18
Tabel 4.1. Pengujian Sesi Pertama di Lapangan Biru ....................................................
32
Tabel 4.2. Pengujian Sesi Kedua di Lapangan Biru ......................................................
34
Tabel 4.3. Pengujian Sesi Ketiga di Lapangan Biru ......................................................
36
Tabel 4.4. Pengujian Sesi Keempat di Lapangan Biru ..................................................
38
Tabel 4.5. Pengujian Sesi Kelima di Lapangan Biru .....................................................
40
Tabel 4.6. Pengujian Sesi Keenam di Lapangan Biru ...................................................
42
Tabel 4.7. Pengujian Sesi Ketujuh di Lapangan Biru ....................................................
44
Tabel 4.8. Pengujian Algoritma Ketiga di Lapangan Biru ............................................
46
Tabel 4.9. Pengujian Sesi Pertama di Lapangan Merah ................................................
47
Tabel 4.10. Pengujian Sesi Kedua di Lapangan Merah ................................................
49
Tabel 4.11. Pengujian Sesi Ketiga di Lapangan Merah ................................................
51
Tabel 4.12. Pengujian Sesi Keempat di Lapangan Merah ............................................
53
Tabel 4.13. Pengujian Sesi Kelima di Lapangan Merah ...............................................
54
Tabel 4.14. Pengujian Sesi Keenam di Lapangan Merah .............................................
56
Tabel 4.15. Pengujian Sesi Ketujuh di Lapangan Merah .............................................
58
Tabel 4.16. Pengujian Algoritma Ketiga di Lapangan Merah ......................................
60
viii
DAFTAR SINGKATAN ADC
Analog to Digital Converter
ARM
Advanced RISC Machine
EEPROM
Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
I2C
Inter Integrated Circuit
LED
Light Emitting Diode
LDR
Light Dependent Resistor
PMU
Power Management Unit
PIO
Port Input Output
RGB
Red Green Blue
SPI
Serial Peripheral Interface
SRAM
Static Random Access Memory
UART
Universal Asynchronous Receiver and Transmitter
USART
Universal Synchronous/Asynchronus Receiver/Transmitter
ix
