Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim

Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim 1. Team Team Name : I-JIRO Name Of team Leader : Sudoremi Domino

Name of Instructor : Itong Solehudin ,ST

2. Institution Full Name of Polytechnic / Institute / University :

Name of Department/Faculty : COMPUTER ENGINEERING

POLITEKNIK BANYUWANGI Address (Contact Address) : Jl. Raya Jember Km 13. Banyuwangi, Indonesia Telephone Number

:

Fax Number :

0333 - 636780 e-Mail Address

0333 - 636780

: [email protected]

3. Contact Person, Full Address, Phone & e-Mail Name

: Sudoremi Domino

Address

: Jl. Gunung Mbledos no.47 RT.07/RW.01 Kab Banyuwangi

Telephone

: 08X XXXX XXXX

E-Mail

: [email protected]

Fax Number :

4. Robot Division Wheeled Robot



Legged Robot

-

Battle ( Robo Soccer League )

-

~1~

Bagian 2 : Informasi Lengkap Robot Team Name : I-JIRO 1. Robot design 1.1 Deskripsi umum Robot I-JIRO didesain seperti mobil beroda tiga ( roda depan satu dan roda belakang dua ) yang memiliki sistem gerak berupa motor DC yang menggerakkan dua roda bagian belakang, samping kanan dan kiri . Sistem gerak seperti ini dibuat untuk melewati beberapa halangan seperti uneven floor dan rugs (karpet). Dalam melaksanakan tugasnya, robot I-JIRO dilengkapi dengan beberapa sensor, seperti ultrasonic, uvtron, flame detector, magnetic compass ,photodiode, rotary encoder, dan sound detector. Untuk memadamkan api, robot I-JIRO menggunakan kipas mini yang akan berputar jika menerima sinyal dari flame detector yang mendeteksi adanya api. Motor servo digunakan untuk menggerakkan ujung papan penopang kipas yang berada dibody robot, ke kiri dan ke kanan agar peniupan merata, sehingga api mudah dimatikan. Sebagai sumber tenaga, robot yang menggunakan mode sound aktivation ini menggunakan dua buah baterei berupa aki kering dengan tegangan sebesar 24 Volts.

1.2 Dimensi Robot : Lebar (depan)

: 220 mm

Panjang (samping) : 265 mm Tinggi

: 180 mm

~2~

1.3 Sketsa Robot

Gambar 1: 3 Dimensi

~3~

Gambar2: Tampak dari depan

Gambar 3: Tampak dari samping

~4~

1.4 Sistem pemadam api Sistem pemadaman api yang digunakan robot I-JIRO menggunakan Kipas mini yang nantinya akan berputar sehingga menghasilkan angin dan mampu memadamkan api. Berikut ini gambar dari Kipas mini yang dipakai.

Gambar 4: Kipas Mini Untuk dapat menggerakkan sebuah kipas mini diatas,kami menggunakan motor dinamo mini. dimana motor tersebut akan berputar jika ada sinyal dari flame detector yang mendeteksi adanya api. Gambar motor dinamo mini bisa dilihat dibawah ini.

Gambar 5: Motor Dinamo mini

~5~

1.5 Material Kerangka Robot

: Acrylic

Rumah tiang penyangga

: Aluminium Silinder

Tiang Penyangga

: As ulir

Roda

: Teflon

2. Control system Ultraonic

ATtiny 2313

M.kanan Kompas

AT mega 16 M.kiri

Photodiode

AVR AtMega 162

Rotary Encoder

Kipas UV tron M. Servo Sound Activation

Input

controller

Gambar 6: Blok Diagram

~6~

output

AVR ATmega162 sebagai microcontroller utama yang menangani kedua microcontroller jenis ATTiny2313 dan beberapa sensor seperti rotary encoder, photodioda, UV tron, dan sound activation. Sebagai outputnya, AVR ATmega162 menggerakkan motor DC (kanan-kiri), ATTiny2313 digunakan untuk mengendalikan sensor ultrasonik dan ATMega16 digunakan mengendalikan compass digital . Hal ini bertujuan mengurangi kinerja dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja serta real time.

2.1 Motor Drive unit Motor DC Vexta merupakan motor DC brushless dengan presisi yang sangat tinggi. Motor ini dilengkapi dengan build in rotary encoder sehingga kita dapat dengan mudah mengetahui kecepatan putar motor dari jumlah pulsa yang dihasilkan.

Gambar 7: Motor DC VEXTA brushless beserta driver

~7~

Spesifikasi MOTOR DC Vexta

2.2 Motor servo Motor Servo pada robot I-JIRO adalah Futaba S-148, digunakan untuk menggerakkan penopang kipas yang berada dibody robot sebesar 45 derajat ke kiri dan 45 derajat kekanan, karena motor servo mempunyai tingkat akurasi yang tinggi. Berikut ini adalah bentuk fisik motor servo.

Gambar 8: Motor Servo

Berikut ini adalah gambar rangkaian interfacing motor servo dengan microcontroller.

~8~

Gambar 9: Interfacing Motor Servo dengan Microcontroller

2.3 Prosesor 2.3.1 ATTiny 2313

Gambar 10: ATTiny 2313

ATTiny2313 berperan sebagai controller pembantu agar mengurangi kerja dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja. Mikrokontroller ini di khususkan menangani sensor ultrasonic.karena sensor ultrasonic bekerja terus menerus,Hal ini agar mengurangi kerja pada sensor utama. Dalam pemrogramannya mikrokontroller ini mengunakan bahasa c.

~9~

2.3.2 ATmega16 Mikrokontroler ini di gunakan untuk menangani sensor kompas,sama hal-nya dengan ATTiny 2313.Yaitu mengurangi kerja pada kontroler utama.ATMega 16 pemrogramannya menggunakan bahasa c.

Gambar 11: ATMega16

2.3.3 ATMega 162 ATMega 162 berperan sebagai kontroller utama. Mikrokontroller ini menjadi pusat dari system robot I-JIRO yang di dalamnya bisa menerima data dari input (sensor) dan mengirim data yang sudah diproses ke output (aktuator). Dalam pemrogramannya mikrokontroller ini mengunakan bahasa C.

Gambar 12 : Pin pada ATMega162

~ 10 ~

3. Sistem Pergerakan Robot Sistem Pergerakan Robot I-JIRO menggunakan motor DC yang menggerakkan roda gigi untuk mengkopel beberapa roda gigi yang lain dengan belt (sabuk). Secara umum system pergerakan robot bisa dilihat pada gambar dibawah ini. Rule maju - mundur Rule maju berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kedepan secara bersamaan. Rule mundur berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kebelakang secara bersamaan

Gambar Rule Maju

Gambar Rule Mundur

Rule belok kanan- kiri Rule belok kanan berlaku ketika motor sebelah kanan bergerak kebelakang dan motor sebelah kiri bergerak kedepan. Sedangkan Rule belok kiri kebalikan dari Rule belok kanan.

Gambar Rule Belok Kanan

Gambar Rule Belok Kiri

~ 11 ~

4. Sensor & interface 4.1 UVTron Pada pembuatan sensor api harus diketahui terlebih dahulu sifat-sifat dari api dan komponen yang dipancarkan oleh api, sehingga karakteristik yang dideteksi oleh sensor dapat ditentukan. Pada dasarnya api memancarkan beberapa komponen antaralain:

1. Panas 2. CahayaInfra Red 3. CahayaUltra Violet 4. Asap 5. Dll

Pada sensor api UV TRON R2868 (Hamamatsu) komponen yang dideteksi adalah Cahaya Ultra Violet dari api

Gambar 13 : UV TRON R2868

~ 12 ~

Gambar 14: Rangkaian UVtron

4.2 Sensor Ultrasonik Sistem sensor ultrasonik yang digunakan sebagai masukan dari proses pengontrolan robot terbagi atas dua bagian, yaitu untuk perangkat keras dan lunak.

4.2.1 Sensor ultrasonik (hardware) Sensor ultrasonik yang digunakan dalam robot ini menggunakan sensor buatan parallax yang dapat secara langsung diinterfacekan dengan rangkaian mikrokontroler. Sensor ini digunakan untuk menghitung jarak antara body robot dengan dinding di sekitar robot. Dari nilai jarak yang didapat dipergunakan untuk menentukan pergerakan yang akan dilakukan oleh robot. Selain itu sensor ini berfungsi untuk mendeteksi halangan yang ada di sekitar robot.

Gambar 15 : Sensor Ultrasonic

~ 13 ~

Sensor ultrasonik ini mempunyai karakteristik sesuai dengan tabel berikut ini :

Agar dapat melakukan perhitungan jarak yang maksimal, robot menggunakan 6 buah sensor pada badan robot. Sehingga untuk mengakses tiap sensor secara bergantian digunakan rangkaian multiplexer. Scaning sensor dilakukan secara bergantian agar data yang didapat tidak mengalami kekeliruan dan valid. Output dari sensor ini berupa data pwm (lebar pulsa) yang merepresentasikan jarak benda terhadap robot. Dengan demikian data jarak sama dengan duty cycle dari sinyal output. Semakin jauh objek maka semakin besar duty cycle.

Gambar 16 : Blok diagram rangkaian sensor ultrasonic

~ 14 ~

Gambar 17 : Koneksi modul sensor ultrasonic

4.2.2 Sensor ultrasonic (software) Untuk mengaktifkan sensor ultrasonik dan malakukan konversi data pwm menjadi data jarak maka digunakan mikrokontroler yang dapat diprogram. Program yang ada pada mikrokontroler berfungsi untuk melakukan start agar sensor melakukan tugas dan melakukan konversi data dari pwm ke data digital. Proses konversi lebar pulsa PWM ke data digital memanfaatkan fasilitas timer0 yang ada pada mikrokontroler. Timer0 akan aktif ketika bit TR0 dan pin int0 bernilai satu. Karena pin echo pulse output terhubung dengan pin int0, maka ketika pin echo pulse output high, timer0 aktif dan saat ada transisi dari high ke low, int0 akan aktif (terjadi interupt) yang akan menyebabkan program akan meloncat ke alamat vektor interrupt. Begitu program meloncat ke alamat vektor interrupt, program akan mematikan timer0 dan mengambil data yang ada pada register TL0 dan TH0 sebagai data jarak. Karena data TL0 tidak terlalu berpengaruh dan untuk memperkecil data yang akan diolah maka data dari TH0 saja yang diambil Jika TF0 yang aktif maka data jarak dianggap jauh atau data maksimal. Flowchart kontrol sensor ultrasonik dapat dilihat pada gambar :

~ 15 ~

Gambar 18: Flowchart kontrol sensor ultrasonik

4.2.3 Posisi sensor ultrasonik Terdapat 6 pasang sensor ultrasonik yang ditempatkan pada bagian depan robot. Penempatan sensor diatur dengan jarak antar sensor yang sama agar sensor memiliki jangkauan yang tepat dalam mengukur jarak semua halangan yang ada di sekitar robot.

Gambar 19: Posisi sensor ultrasonik

~ 16 ~

4.3 Photodiode Untuk mendeteksi lingkaran putih yang ada dilantai sebagai penanda bahwa jarak lilin sudah dekat, pada robot Z terdapat sensor garis yang terdiri dari photodiode dan LED infra red yang dipasang dibagian bawah dari robot. Dimana LED infra red sebagai pemancar (Tx) dan photodiode sebagai penerima (Rx). Gambar berikut ini merupakan gambar dari photodiode dan infra red.

Gambar 20: Photodiode & Infra red

Skematik rangkaian driver dari sensor garis putih ditunjukan seperti pada gambar di bawah Ini.

Gambar Rangkaian Dri ver Photodi ode & Infra red

Gambar 21 : Rangkaian photodiode

~ 17 ~

4.3.1 Sensor (Cara Kerja)

Gambar 22 : Cara kerja photodiode Ketika transmitter (infrared) memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika transmitter memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke receiver tinggal sedikit. perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut. Ilustrasi cahaya yang dipancarkan ke bidang putih:

cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam :

~ 18 ~

Gambar 20: Rangakaian

Karena hambatan receiver berubah- ubah, jadi otomatis rangkaian sensor yang bagian kanan bisa kita analogikan seperti gambar. Receiver bisa kita analogikan dengan resistor variabel, yaitu resistor yang nilai hambatannya bisa berubah. Otomatis, dengan pembagi tegangan, nilai tegangan di output rangkaian juga akan berubah-ubah. Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah (sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi (mendekati Vcc = 5 Volt).

4.4 Magnetic Compass Untuk membantu dan memudahkan proses navigasi robot dalam bergerak, kami menggunakan magnetic compas sehingga robot akan dengan mudah mengetahui posisi di arah mana robot menghadap.

Gambar 21: Magnetic Compass

~ 19 ~

Spesifikasi magnetic compass

Gambar 22: Koneksi magnetic compass dengan mikrokontroler Koneksi magnetic compass dengan mirokontroler menggunakan protokol komunkasi I2C. Pin SCL (serial clock) terhubung dengan pin mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial clock dan pin SDA (serial data) terhubung dengan mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial data.

~ 20 ~

4.5 Sound Activation Mode start yang digunakan pada robot menggunakan mode sound aktivated, robot akan mulai bekerja ketika ada suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian sound aktivation terdiri 2 bagian yaitu pemancar dan penerima. Rangkaian pemancar berfungsi membangkitkan sinyal suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian pemancar terdiri atas rangkaian pembangkit gelombang dengan frekuensi tertentu dan rangkaian penguat agar suara yang dihasilkan mempunyai daya yang cukup untuk dikeluarkan melalui speaker agar dapat didengar. Blok diagram pemencar sound aktivation yang digunakan robot ini seperti pada Gambar 22.

Gambar 23: Blok diagram pemencar sound aktivation Pada rangkaian penerima dengan blok diagram seperti pada Gambar 23 terdiri atas microfon sebagai transducer yang akan mengubah suara menjadi gelombang listrik. Rangakain preamplifire berfungsi untuk menguatkan output dari microfon. Dari rangkaian pre amplifire ini kemudian masuk ke rangkaian bandpass filter agar suara dari pemancar saja yang dapat diterima.

Gambar 24: Blok diagram penerima sound activation

Gambar 25: Rangkaian Sound Activation

~ 21 ~

4.6 Rotary Encoder Rotary encoder digunakan pada robot I-JIRO untuk mendeteksi perpindahan/ pergerakan putaran roda robot. Setiap pulsa yang dihasilkan oleh rotari enkoder dimasukkan ke pin counter dari mikrokontroler yang berfungsi mencacah tiap pulsa tersebut menjadi data hexadesimal, yang selanjutnya data tersebut dapat diolah oleh mikrokontroler dalam proses kontrol robot. Hal ini dilakukan untuk memudahkan robot untuk kembali menuju ruangan tempat lilin berada setelah dilakukan proses scanning dulu pada setiap ruangan.

1

2

3

4

Gambar 26: Rotary Encoder

Berikut ini merupakan gambar rangkaian sederhana dari rotari enkoder.

+5 R1

R2

output LED Infra Merah

PHOTO TRANSISTOR NPN

Gambar 27: Rangkaian Rotary Encoder

~ 22 ~

5.Strategi 5.1 Algoritma Home Tetap 

Untuk mendapatkan 4 th Room Factor, pencarian lilin dilakukan di seluruh ruangan (1,2,3,4).



Jika lilin ditemukan di Ruang 1,2 dan 3, lilin tidak akan dimatikan dulu, tetapi dilakukan pengecekan di seluruh ruangan. Dan kembali ke POS



Jika lilin ditemukan di Ruang 4, maka lilin langsung dimatikan, karena 4 th Room Factor sudah terpenuhi .



Robot akan kembali ke POS terjadi jika Jika lilin ditemukan di Ruang 1,2 dan 3, dan dilakukan pengecekan di seluruh ruangan.



Setelah posisi lilin diketahui (di ruang 1,2 atau 3), dari POS, Robot berjalan menuju ruangan tempat lilin itu berada lalu mematikannya.



Setelah diketahui lilin itu mati, maka robot langsung kembali menuju home.

5.2 Algoritma Home Acak 

Robot akan ditempatkan pada home secara acak pada room-room



Inisialisasi n, n = posisi pertama robot menempati salah satu room,kemudian menuju ke room n+1,n+2 dan n+3 untuk mencari lilin.



Jika lilin di temukan di salah satu room,robot akan memadamkan lilin,kemudian robot tidak akan ke home dulu.Robot akan memasuki semua room yang belum di masuki sampai ke room n+3.



Setelah lilin dimatikan dan semua room telah dimasuki sampai n+3 kemudian kembali lagi menuju n (home).



Jika lilin belum dimatikan,Robot akan kembali ke home.kemudian melanjutkan berjalan ke room n+1,n+2 dan n+3.Untuk mencari lilin dan memadamkannya.

Keterangan   

Garis hijau adalah garis pertama kali robot berjalan( ruler ) Diikuti dengan garis biru, terus garis biru muda Dan terakhir dengan garis yang berwarna merah

~ 23 ~

Garis pertama robot berjalan Garis ke dua Garis ke tiga Garis ke empat

~ 24 ~

6.Flowchart 6.1 Flowchat Home Didalam Ruangan (Secara Acak)

Mulai C Cek room n

Cek ada api Ya

Tidak

Berjalan ke room n+1

Cek room n+1

Gerakkan Kipas

Cek ada api

Tidak

Cek api: padam / belum

Tidak

Ya

Gerakkan Kipas

Ya

Tidak

Cek api: padam/belum

Ya

~ 25 ~

A

A Berjalan ke room n+2

Cek room n+2

Tidak

Cek ada api

B

Ya

Gerakkan Kipas

Tidak

Cek api: padam/belum

Ya

~ 26 ~

B

Berjalan ke room n+3

Cek room n+3 C

Tidak

Cek ada api

Cek UVtron detec panas api

Ya

Gerakkan Kipas

Ya

Berjalan ke room n Tidak

Cek api: padam/belum

Masuk room n

Selesai Ya

~ 27 ~

Tidak