APLIKASI ROBOT PEMADAM API DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR FLAME DETECTOR BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 DAN DIDUKUNG BAHASA PEMROGRAMAN C Haris Tri Saputra AMIK Tri Dharma Pekanbaru Email :
[email protected]
Abstract : This research aims to develop microcontroller applications ATMEGA8535 the fire extinguisher robot. This research was conducted by designing, creating and implementing components - components which include microcontroller system as the controlling process, the sensor flame detector as a fire detection sensors, servo motors as a controller sensor flame detector in search of fire, and the LCD as display information of a fire or not. The results menunujukkan tool created to function properly, it can grow to a larger scale, and can be included in the race of KRPAI. Keyword
: microcontroller application, ATMEGA 8535, the fire extinguisher robot, flame detector sensors, proximity sensors, servo motors.
Abstrak : Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan aplikasi mikrokontroler ATMEGA8535 pada robot pemadam api. Penelitian ini dilakukan dengan merancang, membuat dan mengimplementasikan komponen-komponen sistem yang meliputi mikorokontroler sebagai pengendali proses, sensor flame detector sebagai sensor pendeteksi api, motor servo sebagai pengontrol sensor flame detector dalam mencari api, dan LCD sebagai display informasi adanya api atau tidak. Hasil penelitian menunujukkan alat yang dibuat dapat berfungsi dengan baik, dapat dikembangkan untuk skala yang lebih besar, serta dapat diikutkan pada lomba KRPAI . Kata Kunci : aplikasi mikrokontroler ATMEGA 8535, robot pemadam api, sensor flame detector, sensor proximity, motor servo lain-lain). Kelebihan lain dari AVR juga dari segi bahasa pemrogramannya yang mana mikrokontroller biasa menggunakan bahasa pemrograman assembler tetapi mikrokontroler AVR sudah bisa menggunakan bahasa pemrograman C, C++, dan bascom. Oleh karena itu penulis menggunakan suatu mikrokontroller untuk merancang robot yang berfungsi sebagai robot pemadam api dengan menggabungkan konsep line follower.
Pendahuluan Mikrokontroller ATMEGA8535 merupakan keluarga dari AVR (Advance Versatile RISC). AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroller lain, keunggulan mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroller MCS51 yang memiliki arsitektur CISC(Complex Instruction Set Compute) dimana mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi. Selain itu, mikrokontroller AVR memiliki fitur yang lengkap (ADC internal, EEPROM internal, Watchdog, Timer, PWM, Port I/O, Komunikasi serial, Komparator, I2C, dan
HASIL DAN PEMBAHSAN Desain Robot Bentuk dari sistem robot pemadam api ini secara umum terdiri atas sistem mekanik dan rangkaian elektronik. Gerakan dari sistem mekanik akan ditentukan oleh gerakan simulasi yang digunakan, sedangkan rangkaian elektronika berfungsi 64
65
Jurnal PI-Cache, Volume 5, Nomor 1, Maret 2016
untuk memberikan data berupa sinyal yang akan diproses oleh mikrokontroller sesuai logika program yang yang dirancang.
Kipas ini berfungsi untuk memadamkan api, dan menggunakan motor DC. Modul Program Dalam hal ini, program yang digunakan adalah bahasa pemograman C menggunakan software Code Vision AVR. Jadi seluruh proses input/output dikendalikan oleh program.
9. Context Diagram MC ATMega8535 Instruksi
Data
Sound activasi
0
Sinyal Digital
Sinyal Digital
Flame Detector
Sensor Proximity
Sinyal Digital
Sinyal Digital
Sistem Robot Pemadam Api
Sinyal Digital
Kipas Sinyal Digital
Sinyal Digital
Execute
Motor DC 2 buah(Kiri dan Kanan
LCD
Motor Servo
Instruksi
Modul program
Data Flow Diagram Data flow diagram merupakan gambaran sistem secara logika, gambaran ini tergantung pada perangkat keras, perangkat lunak, struktur data atau data organisasi file. Untuk mengetahui aliran data yang terjadi pada sistem ini dapat kita lihat pada gambar berikut.
Gambar 1. Bentuk Robot Sinyal Digital
Sesuai dengan penamaanya maka proses ini akan mengolah data input menjadi data output. Proses ini akan berinteraksi dengan beberapa entity yaitu : 1. Sound Activation Sound Activation berfungsi sebagai input mengaktifkan robot. 2. Mikrokontroller ATMEGA8535 Berfungsi sebagai otak dari robot pemadam api. 3. Sensor Flame Detector Sensor ini berfungsi sebagai pendeteksi ada atau tidak adanya api yang disimulasikan dengan menggunakana api lilin. 4. Sensor Proximity Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi garis hitam yang ada di depan ruangan 5. Motor DC Motor ini berfungsi sebagai penggerak roda. 6. Motor Servo Motor ini berfungsi sebagai pengontrol sensor Flame Detector dalam mencari api. 7. LCD LCD ini berfungsi sebagai display informasi ada atau tidaknya api. 8. Kipas
1.0 Pengiriman sinyal Sinyal Digital ke MC ATMega8535
Sound Activation
2.0 Pengiriman sinyal Sinyal Digital dari Flame Detector ke MC ATMEGA 8535 Sinyal Digital MC ATMEGA8535 3.0 Sinyal Digital
Sinyal Digital Flame Detector
Sensor Proximity
Data 7 bit
Pengiriman data dari sensor proximity ke MC ATMega 8535
9.0 Aktifkan Tampilan LCD Data 7 bit LCD
4.0
Data
Pengiriman data ke modul program
Modul Program Hasil eksekusi 5.0
Data
Hasil
Pengiriman hasil eksekusi ke MC ATMEGA8535
Data 2 bit
eksekusi Data 4 bit
Data 1 bit
6.0
7.0
8.0
Aktifkan Motor DC
Aktifkan Motor Servo
Aktifkan Motor DC untuk kipas
Data 2 bit
Data 4 bit Motor DC 2 buah (kanan dan kiri)
Data 1 bit
Motor Servo
Kipas
Gambar 2. Data Flow Diagram a. Secara umum, rancangan fisik alat ini dapat dikelompokkan beberapa bagian, yaitu : 1. Rangkaian sistem minimum mikrokontroller ATMEGA 8535.
Saputra, Aplikasi Robot Pemadam Api Dengan Menggunakan Sensor Flame Detector Berbasis Mikrokontroller Atmega8535 64- 68
2. Mikrokontroller ATMEGA 8535 3. Sensor Flame Detector 4. Sensor Proximity 5. LCD 6. Motor Servo 7. Motor DC 8. Kipas Bentuk Robot dapat dilihat pada gambar berikut:
Hasil Pengujian Pengujian dari sistem Robot Pemadam Api ini dapat dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut: 1. Pasang power supply dan baterai untuk menghidupkan sistem pada robot. 2. Dekatkan buzzer dengan mic condenser sesuai gambar dibawah ini, lalu bunyikan buzzer. Mic condenser dan buzzer berfungsi sebagai sound activation pada robot ini.
Gambar 4. Robot Aktif Gambar 3. Bentuk Robot b. Cara Kerja Robot Bentuk dari robot ini terdiri dari sistem mekanik dan rangkaian elektronika. Sistem akan aktif ketika rangkaian dihubungkan dengan battery dan diaktifkan dengan sound. Setelah robot aktif, maka sensor pembaca garis (sensor proximity). Kemudian, robot akan masuk ke sebuah ruangan, dan jika sensor proximity mendeteksi garis hitam, robot akan berhenti. Setelah itu, motor servo mengontrol Flame Detector mencari api yang disimulasikan menggunakan lilin. Jika ada api, maka kipas akan aktif dan LCD menampilkan informasi ada api. Jika tidak terdeteksi api, kipas tidak aktif dan LCD menampilkan informasi tidak ada api.
3. Robot akan maju setelah mic condenser menerima input dari suara buzzer. Jika sensor proximity pada robot masih membaca lantai berwarna putih, maka robot akan terus maju, sesuai gambar di bawah ini
Gambar 5. Robot Maju
66
67
Jurnal PI-Cache, Volume 5, Nomor 1, Maret 2016
4. Robot akan berhenti jika sensor proximity pada robot membaca garis berwarna hitam, yang artinya robot telah berada di depan ruangan yang ada api yang disimulasikan menggunakan api lilin. Kemudian, motor servo yang mengontrol sensor Flame Detector akan berputar 90 derajat.
Gambar 8. Saat Robot Mendeteksi dan Memadamkan Api 7. Walaupun robot telah memadamkan api, motor servo akan terus berputar seperti dia mencari api. Jika putarannya telah selesai, maka robot akan mundur. Gambar 6. Robot Mendeteksi Garis Hitam 5. Robot akan mencari api menggunakan motor servo yang mengontrol pergerakan Flame Detector dalam mencari api.
Gambar 7. Saat Robot Mencari Api 6. Jika api pada lilin terdeteksi, maka motor servo berputar 180 derajat dan kipas akan aktif untuk mematikan api pada lilin.
SIMPULAN Berdasarkan analisa kerja alat dari sistem yang dirancang maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Aplikasi Robot Pemadam Api ini menggunakan beberapa entity didalam menunjang sistem, yaitu sensor Flame Detector, sensor proximity, motor servo, motor DC, LCD, Sound Activation, dan mikrokontroler ATMEGA8535. 2. Sensor Flame Detector hanya mampu mendeteksi api yang disimulasikan dengan api(lilin) jarak maksimal 30 cm. 3. Sensor Flame Detector ini dapat mendeteksi api jika api berhadapan lurus dengan sensor ini. 4. Putaran motor DC pada robot masih lambat dikarenakan torsi motor yang tidak seimbang dengan berat robot. Saran Berdasarkan pengalaman yang diperoleh selama perancangan, pembuatan dan uji coba alat ini, ada beberapa kendala yang dihadapi dan disini akan disampaikan beberapa saran yang bermanfaat untuk pengembangan
Saputra, Aplikasi Robot Pemadam Api Dengan Menggunakan Sensor Flame Detector Berbasis Mikrokontroller Atmega8535 65- 68
1.
2.
3.
4.
dan penyempurnaan rancangan alat ini selanjutnya. Semua komponen yang dibutuhkan dalam perancangan sistem ini dalam keadaan baik atau dapat bekerja sebagaimana mestinya. Selain menggunakan LCD sebagai indikator adanya api, dapat juga menggunakan aplikasi suara sebagai pilihan alternatif. Pemanfaatan sumber daya dengan daya tahan arus yang lebih lama sangat dibutuhkan jika Robot Pemadam Api digunakan dalam waktu lama. Menyediakan soket-soket IC dalam perakitan, karena bila dalam penyolderan langsung pada pin-pin IC memungkinkan besar IC tersebut akan rusak. Setelah penyolderan periksa kembali hasil solderan tersebut, apakah telah terhubung ke komponen dengan baik melalui multitester.
DAFTAR RUJUKAN [1]. Pitowano,Endra(2006), “Robotika: Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”. Yogyakarta: Andi. [2]. Rohan Chadha (2012), “Permanent Magnet DC Motor Control Using Image Processing.”, International Journal of Advanced Research in Computer Science and Electronics Engineering (IJARCSEE), ISSN: 2277 – 9043, Volume 1, Issue 8. Hlm. 95-98. [3]. Vivek. H, Sahadev. R, and Santanu. M (2013), “Low Cost Obstacle Avoidance Robot”. International Journal of Soft Computing and Engineering. ISSN: 2231-2307, Volume-3, Issue-4, Hlm. 52-55. [4]. Wardhana, Lingga (2006), “Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega 8535”, Yogyakarta: Andi. [5]. Ricardo Carreli and Eduardo Freire (2003), “Corridor navigation and wall-following stable control for sonar-based mobile robots.”, Robotics And Autonomous System. Hlm. 235-247.
68
