BAB V PENGUJIAN SISTEM
5.1 Kalibrasi Sensor Jarak Inframerah Kalibrasi sensor dilakukan berulang-ulang dengan nilai frekuensi osilator sebesar 1.25-1.282 KHz. Frekuensi tersebut merupakan hasil setting nilai resistansi potensiometer pada rangkaian transmitter. Alat ukur yang digunakan, yaitu voltmeter sederhana dan penggaris. Pengambilan data dilakukan sebanyak lima kali dengan metode pemantulan yaitu fotodioda dan IR LED dipasang sejajar dan diarahkan tegak lurus ke reflektor. Reflektor diletakkan pada jarak 20 cm dari sensor kemudian reflektor digerakkan maju hingga ke posisi 0 cm, seprti yang terlihat pada gambar 5.1. Alat Ukur Jarak (Penggaris Kertas)
Relektor Putih
Pembacaan Tegangan Output Sensor
Fotodioda
IR LED
Output Sensor
Gambar 5.1 Pengambilan Data Kalibrasi Sensor (Metode Pemantulan)
44
BAB V PENGUJIAN SISTEM
Berikut ini hasil pengambilan data kalibrasi sensor jarak inframerah,
Pin
Frekuensi
Pin 3 NE555
1.25-1.282kHz
Pin 6 LM741a
939-1838Hz
Tabel 5.1 Frekuensi Sensor
Jarak(cm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 5.01 4.57 4.1 3.6 3.03 2.59 2.21 1.88 1.62 1.2 0.66 0.29 0.16 0.1 0.06 0.06 0.07 0.01 0.04 0.03 0.01
Pengukuran ke-(volt) 2 3 4 5.04 5.02 5.03 4.58 4.56 4.55 4.06 4.07 4.08 3.55 3.58 3.6 3.02 3.02 3.04 2.57 2.57 2.58 2.22 2.2 2.19 1.87 1.86 1.85 1.63 1.64 1.65 1.19 1.21 1.22 0.65 0.69 0.67 0.29 0.31 0.33 0.17 0.18 0.19 0.09 0.12 0.13 0.07 0.08 0.06 0.07 0.08 0.06 0.06 0.05 0.04 0 0.02 0.05 0.01 0 0.05 0.04 0.05 0.03 0.02 0.03 0.04
5 5.02 4.57 4.09 3.58 3.03 2.59 2.21 1.84 1.66 1.19 0.68 0.32 0.19 0.14 0.08 0.08 0.06 0.06 0.01 0.04 0.05
Rata-Rata 5.024 4.566 4.08 3.582 3.028 2.58 2.206 1.86 1.64 1.202 0.67 0.308 0.178 0.116 0.07 0.07 0.056 0.028 0.022 0.038 0.03
Standar Deviasi 0.011401754 0.011401754 0.015811388 0.020493902 0.0083666 0.01 0.011401754 0.015811388 0.015811388 0.013038405 0.015811388 0.017888544 0.013038405 0.020736441 0.01 0.01 0.011401754 0.025884358 0.021679483 0.0083666 0.015811388
Tabel 5.2 Data Pengukuran Sensor
45
BAB V PENGUJIAN SISTEM
Berikut in kurva antara output rata-rata pengukuran dan jarak sensor-reflektor,
Kurva Output Sensor-Jarak
Output Sensor (volt)
6 5 4 3 2 1
0 0 -1 y = -0.3728x + 4.6835 R2 = 0.9747
5
10
15
Jarak (cm )
Kurva Output Sensor-Jarak
Output Sensor (volt)
0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 5 y = -0.0074x + 0.1707 R2 = 0.5597
10
15
20
25
Jarak (cm )
Gambar 5.2 Kurva Output Sensor Terhadap Jarak
46
BAB V PENGUJIAN SISTEM
Berdasarkan kurva 5.2(a), sensor memiliki output yang cukup linear untuk jarak 0-15 cm dengan nilai R2 = 0.9747. Hasil ini sudah cukup baik untuk kebutuhan sistem robot yang dibangun karena hanya dibutuhkan nilai output yang lebih tinggi dari tegangan referensi (1.56-1.61 volt) pada saat jarak kurang dari 8 cm dan nilai output yang lebih rendah dari tegangan referensi (1.56-1.61 volt) pada saat jarak lebih dari 8 cm. Pada kurva 5.2(b)
sensor tidak dapat menghasilkan output yang linear
apabilajarak pemantul dan sensor sebesar 15-20 cm,
5.2 Pengujian Desain Mekanik Pengujian desain mekanik ini meliputi pengujian metode katrol tetap pada roda depan dan rasio diameter pada roda belakang. Anak tangga yang digunakan dalam pengujian berupa undakan buku. Konstruksi katrol pada roda depan dapat dilihat pada gambar di bawah ini
Gambar 5.3 Konfigurasi Roda Depan Dan Katrol
47
BAB V PENGUJIAN SISTEM
Dengan menggunakan metode ini roda depan dapat terangkat dengan tinggi maksimum 3.9 cm, sesuai dengan tinggi rel pada gambar di atas. Tanpa menggunakan katrol, roda depan dapat melewati undakan dengan tinggi maksimum 1 cm. Penerapan metode katrol tidak akan berhasil jika hanya roda depan saja yang terangkat sedangkan dudukan roda depan tidak terangkat. Oleh karena itu juga perlu diperhatikan tinggi maksimum yang bisa dilewati roda tengah sebagai penyangga badan robot saat roda depan terangkat. Berikut ini ilustrasi urutan proses melewati undakan bagian depan robot.
48
BAB V PENGUJIAN SISTEM
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gambar 5.4 Proses Bagian Depan Melewati Undakan (Buku) Gambar 5.4(a) posisi robot berada tepat didepan undakan. Beberpa saat kemudian roda depan mulai ditarik ke atas seperti pada gambar 5.4(b), sedangkan
49
BAB V PENGUJIAN SISTEM
roda tengah masih menyentuh lantai sebagai penyangga badan robot. Pada gambar 5.4(c) roda depan sudah berhasil naik undakan, sedangkan roda rengah masih menyentuh lantai. Pada gambar 5.4(d) roda tengah tepat di depan undakan kemudian mulai naik seperti pada gambar 5.4(e). Pada gambar 5.4(f) roda tengah berhasil menaiki undakan. Tinggi maksimum terangkatnya roda tengah yang bisa dicapai yaitu 2 cm. Pada roda belakang diterapkan metode rasio diameter roda-tinggi undakan. Berdasarkan analisa teoritis pada bab 3, didapatkan h = r − r cosθ .. Dari persamaan (3), M g (2rh − h ) Fr = 1 (r − h )
1/ 2
jika r-h sama dengan 0 maka besar Fr akan menuju tak hingga sehinngga roda tidak akan bisa melewati undakan karena arah gaya normal roda-undakan akan selalu berlawanan dengan arah gaya dorong dan sama besar, kondisi ini terjadi untuk jarijari sama dengan tinggi undakan. Berikut ini besar h untuk beberapa sudut θ dengan jari-jari 5.2 cm, θ(º) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
h(cm) 5.2 4.29 3.42 2.6 1.864 1.22 0.7 0.31 0.08 0
Tabel 5.3 Perhitungan h dan θ
50
BAB V PENGUJIAN SISTEM
Berikut ini proses pengujian pada roda belakang,
(a) Posisi Awal Roda Belakang
(b) Roda Belakang Mulai Menaiki Undakan
(c) Roda Belakang Berhasil Menaiki Undakan
Gambar 5.5 Ilustrasi Roda Belakang Menaiki Undakan(Buku) Kemampuan robot menaiki undakan sangat dipengaruhi oleh kemampuan alat-alat geraknya dalam menaiki undakan, yaitu roda depan,roda belakang, dan roda tengah. Berikut ini hasil pengujian secara keseluruhan meliputi roda depan, roda belakang, dan roda tengah
51
BAB V PENGUJIAN SISTEM
h(cm)
Kondisi Roda Depan
Roda Belakang
Roda Tengah
Ket:
0
√
√
√
√
bisa lewat
0.1
√
√
√
−
tidak bisa lewat
0.2
√
√
√
0.3
√
√
√
0.4
√
√
√
0.5
√
√
√
0.6
√
√
√
0.7
√
√
√
0.8
√
√
√
0.9
√
√
√
1
√
√
√
1.1
√
√
√
1.2
√
√
√
1.3
√
√
√
1.4
√
√
√
1.5
√
−
√
1.6
√
−
√
1.7
√
−
√
1.8
√
−
√
1.9
√
−
√
2
√
−
√
2.1
√
−
−
2.2
√
−
−
2.3
√
−
−
2.4
√
−
−
2.5
√
−
−
2.6
√
−
−
2.7
√
−
−
2.8
√
−
−
2.9
√
−
−
3
√
−
−
3.1
√
−
−
3.2
√
−
−
52
BAB V PENGUJIAN SISTEM
3.3
√
−
−
3.4
√
−
−
3.5
√
−
−
3.6
√
−
−
3.7
√
−
−
3.8
√
−
−
3.9
√
−
−
Tabel 5.4 Hasil Pengujian Roda Depan, Roda Belakang, Roda Tengah
Tabel 5.4 menyatakan bahwa roda depan bisa menaiki undakan dengan ketinggian maksimum sebesar 3.9 cm, roda belakang bisa menaiki undakan dengan ketinggian maksimum sebesar 1.4 cm, dan roda tengah bisa menaiki undakan dengan ketinggian sebesar 2 cm. Berdasarkan kesimpulan tersebut maka robot hanya dapat melewati undakan dengan ketinggian 1.4 ≤ h ≤ 0 .
53
