Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim

Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim 1. Team Team Name : ROBOTIMBO 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.33 RT.02/RW.01 Kab Banyuwangi

Telephone

: 08X XXXX XXXXX

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 : ROBOTIMBO 1. Robot design 1.1 Deskripsi umum Robot ROBOTIMBO didesain seperti tank yang memiliki sistem gerak berupa motor DC yang menggerakkan roda gigi untuk mengkopel beberapa roda gigi yang lain dengan belt (sabuk). Sistem gerak seperti ini dibuat untuk melewati beberapa halangan seperti polisi tidur dan rugs (karpet). Dalam melaksanakan tugasnya, robot ROBOTIMBO dilengkapi dengan beberapa sensor, seperti ultrasonic, uvtron, magnetic compass ,photodiode, rotary encoder, dan sound detector. Untuk memadamkan api, robot ROBOTIMBO menggunakan compressor yang berisi campuran air dan gas CO2 yang disemprotkan ketika solenoid valve aktif. Solenoid valve adalah penyambung compressor yang aktif ketika menerima bias. Motor servo digunakan untuk menggerakkan ujung sprayer ke kiri dan ke kanan agar penyemprotan 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

Sound activation

Tabung Kompresor

Solenoid valve Kompas Motor servo Ultrasonic

Ultrasonic 

UVtron 2

Aki kering Motor DC BEARING

Vexta AVR

UVtron 1 Belt Roda

Gambar I: 3 Dimensi

~3~

Gambar II: Tampak dari depan

Gambar III: Tampak dari samping

~4~

1.4 Sistem pemadam api Sistem pemadaman api yang digunakan robot ROBOTIMBO menggunakan compressor yang berisi campuran air dan gas CO2. Berikut ini gambar dari mini compressor yang dipakai.

Gambar 1: Mini Compressor Campuran air dan gas CO 2 disemprotkan ketika solenoid valve aktif. Solenoid valve adalah penyambung compressor yang aktif ketika menerima bias. Gambar solenoid valve bisa dilihat dibawah ini.

Gambar 2: Solenoid Valve

1.5 Material Kerangka Robot

: Acrylic

Rumah tiang penyangga

: Aluminium Silinder

Tiang Penyangga

: As ulir

Roda

: Teflon

Belt

: Rubber belt

~5~

2. Control system Ultrasonic

ATtiny 2313

M.kanan Kompas

AT mega 16 M.kiri

Photodiode

AVR AtMega 162

Rotary Encoder

Solenoid valve UV tron M. Servo Sound Activation

Input

controller

output

Gambar 3: Blok Diagram

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.

~6~

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 4: Motor DC VEXTA brushless beserta driver

2.2 Motor servo Motor Servo pada robot ROBOTIMBO adalah Futaba S-148, digunakan untuk menggerakkan sprayer 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 5: Motor Servo

~7~

2.3 Prosesor 2.3.1 ATTiny 2313

Gambar 7: 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.

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 8: ATMega16

~8~

3. Sistem Pergerakan Robot Sistem Pergerakan Robot ROBOTIMBO 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 kedepan dan motor sebelah kiri bergerak kebelakang. Sedangkan Rule belok kiri kebalikan dari Rule belok kanan.

Gambar Rule Belok Kanan

Gambar Rule Belok Kiri

~9~

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.

Gambar 10: UV TRON R2868

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 12: Sensor Ultrasonic

~ 10 ~

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 13 Blok diagram rangkaian sensor ultrasonic

Gambar 14: Koneksi modul sensor ultrasonic

~ 11 ~

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 16 Posisi sensor ultrasonik

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 17: 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 18 : Rangkaian photodiode

~ 12 ~

4.3.1 Sensor (Cara Kerja)

Gambar 19: 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 caha ya 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 :

Gambar 20: Rangakaian

~ 13 ~

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

Spesifikasi magnetic compass

~ 14 ~

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.

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

~ 15 ~

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

4.6 Rotary Encoder Rotary encoder digunakan pada robot ROBOTIMBO 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.

Gambar 26: Rotary Encoder

~ 16 ~

D

Berikut ini merupakan gambar rangkaian sederhana dari rotari enkoder. +5 R1

R2

output C

LED Infra Merah

PHOTO TRANSISTOR NPN

Gambar 27: Rangkaian Rotary Encoder

B

A

1

2

3

~ 17 ~

4

5. MOVEMENT STRATEGY 1. Strategi

Gambar 34: Strategi mencari lilin di semua ruangan  Robot start dari home menyusuri dinding mencari ruangan.  Ruang yang pertama kali dituju adalah ruang 1.  Untuk mendapatkan 4th Room Factor, pencarian lilin dilakukan di seluruh ruangan (1,2,3,4).  Jika lilin ditemukan di Ruang 1 maka lilin akan dimatikan dahulu, kemudian menuju ruang ke-2 ,3dan ke-4. Kemudian kembali ke home (bisa dilihat pada gambar).  Dan jika diruangan 1 tidak ada lilin, maka robot akan menuju langsung keruang 2, 3 dan ke-4. Sampai menemukan lilin di salah satu ruangan tersebut.  Jika ditemukan lilin di ruang 4, maka robot akan memadamkan lilin tersebut dan langsung menuju

~ 18 ~

ke Home.

Gambar Strategi Mematikan Lilin

 Rule scaning lilin digunakan ketika robot telah memasuki ruangan dan melakukan deteksi adanya lilin mengunakan sensor UVtron. Terdapat 2 sensor Uvtron atas dengan penutup (UV1) dan Uvtron bawah (UV2). Ketika UV1 aktif maka rule scaning lilin aktif. Scaning lilin yang dilakukan adalah robot akan mencari posisi lilin dan bergerak maju atau mendekati lilin sampai jarak tertentu, selanjutnya robot akan meniup lilin dengan menggunakan sprayer yang telah terpasang pada badan robot. Jarak antara robot dengan liin dapat diketahui jarak dengan menggunakan sensor foto dioda seperti telah dijelaskan pada bagian sensor dan interface.



Proses mendekati lilin memanfaatkan UV2. Ketika UV2 aktif maka robot akan bergerak maju dan ketika dalam perjalanan UV2 tidak aktif maka robot akan scaning lagi dengan cara berputar kekanan dan kekiri sampai menemukan posisi lilinyang ditandai dengan UV2 aktif

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

~ 19 ~

5.1Algoritma ( flowchart) pergerakkan Robot

start (sound activation)

No

Berjalan mengikuti dinding kanan

Per - Empatan

Yes

Robot berhenti berputar kekiri No

Berjalan mengikuti dinding kiri

Depan dinding Yes

Belok kanan periksa ruangan pertama

Ada api ?

Yes

Proses pemadaman

No

Keluar ruangan

No

Berjalan mengikuti dinding kanan

Per - Empatan ?

Yes

Belok kanan

~ 20 ~

Berjalan mengikuti Dinding sebelah kiri

No

Depan dinding Yes

Belok kanan

Periksa ruangan kedua

Ada api

Yes

No

Keluar ruangan

Berjalan mengikuti dinding kiri No

Scaning dinding kanan

Hasil scaning menemukan jarak yang beda jauh

Yes

Belok kanan masuk ruangan ketiga

~ 21 ~

Proses pemadaman

Yes

Ada api

Proses pemadaman

No

Keluar ruangan

Belok kanan

Masuk ruangan keempat

Ada api

Yes

No

Keluar ruangan No

Kembali ke home

End

~ 22 ~

Proses pemadaman