Makalah Seminar Kerja Praktek
PERANCANGAN SISTEM ANTARMUKA UNTUK PENGENDALIAN GERAKAN ROBOT BERKAKI Muhammad Fairuz Luthfa1), Sumardi, ST.MT2) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jln. Prof. Sudarto, Tembalang, Semarang, Indonesia email :
[email protected] ABSTRAK Robotika pada awal mulanya adalah salah satu bidang riset di tingkat universitas, dikarenakan tingkat kesulitan yang tinggi baik dari segi teknis maupun teori. Namun dewasa ini robotika mulai digandrungi siswa tingkat SMA, SMP bahkan SD. Hal ini di akibatkan mulai banyak pengembang-pengembang robotika yang mulai membuat mudah untuk belajar robotika dan mulai banyaknya perlombaan-perlombaan robotika tingkat siswa di Indonesia. CV Krisna Mandiri sebagai salah satu perusahaan yang bergerak dalam pendidikan pun turut serta mengembangkan robotika yang mudah untuk dipelajari bagi siswa. Dengan memanfaatkan Microsoft Visual Studi, dapat dirancang sebuah perangkat lunak antarmuka yang dapat digunakan untuk memprogram robot berkaki 4. Robot produk dari CV Krisna Mandiri ini berkomunikasi menggunakan komunikasi serial dengan perangkat lunak. Diharapkan dengan adanya perangkat lunak antarmuka ini siswa dapat lebih mudah mempelajari robot berkaki 4 milik CV Krisna Mandiri.
Kata Kunci : Microsoft Visual Studio, Antarmuka, Komunikasi Serial. I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Hal tersebut mendorong CV Krisna Mandiri yang bertekad untuk turut serta dalam pengembangan pendidikan Indonesia juga ikut dalam pengembangan robotika. Dengan tujuan mengembangkan robotika yang mudah di pelajari bagi siswa sekolah, CV Krisna Mandiri pada tahun 2012 telah mendirikan divisi robotika untuk melakukan riset dengan tujuan tersebut. Sehingga pada penghujung tahun 2012 telah siap berbagai produk robotika yang siap untuk menjadi sarana pembelajaran robotika bagi siswa Indonesia.
Semakin berkembangnya zaman mengakibatkan banyak hal berubah di Indonesia. Berbagai hal semakin berkembang maju mengikuti perkembangan zaman. Bidang transportasi,komunikasi, teknologi dan juga pendidikan dituntut terus maju dan berkembang demi mengikuti perkembangan global setiap tahun. Di sisi pendidikan, setiap periode kurikulum pendidikan terus dievaluasi dan dirubah sesuai dengan perkembangan zaman sebagai contoh adalah masuknya robotika. Robotika pada awal mulanya adalah salah satu bidang riset di tingkat universitas, dikarenakan tingkat kesulitan yang tinggi baik dari segi teknis maupun teori. Namun dewasa ini robotika mulai digandrungi siswa tingkat SMA, SMP bahkan SD. Hal ini mengakibatkan mulai banyak pengembangpengembang robotika yang mulai mempermudah untuk belajar robotika dan mulai banyaknya perlombaan-perlombaan robotika tingkat siswa di Indonesia.
1.2 Tujuan Tujuan dan manfaat penulis melakukan kerja Praktek ini adalah : 1. Merancang sistem antarmuka untuk mengendalikan robot berkaki. 2. Memudahkan pengguna robot berkaki untuk memprogram robotnya melalui antarmuka yang dirancang.
1
1.3 Batasan Masalah Adapun pembatasan masalah dalam laporan ini yaitu sebagai berikut: 1. Hanya merancang sistem antarmuka untuk pengendalian robot berkaki. 2. Tidak membahas tentang firmware pada robot berkaki. 3. Perancangan antarmuka pengendalian robot menggunakan Microsoft Visual Studio 2010. II.
Tinjauan Perusahaan
2.1
Gambaran Umum Perusahaan
INDUK PERUSAHAAN
Merk untuk produksi robotika dan juga software pembelajaran
Merk untuk produksi alat permainan edukatif dan buku pembelajaran
2.3
CV Krisna Mandiri merupakan perusahaan yang memproduksi / perdagangan alat / peralatan / suku cadang peraga pendidikan, komputer, laboratorium pendidikan, hasil percetakan, elektrikal mekanikal dan alat tulis kantor untuk dunia pendidikan. Dengan sertifikat ISO 9001:2008, ISO 14001:2004 dan OHSAS 18001:2007 yang dikeluarkan oleh BRITISH STANDARD INSTITUTION, CV Krisna Mandiri bertekad untuk turut serta dalam meningkatkan kualitas pendidikan bagi TK, SD, SMP / MTs, SMA / MA, SMK, PT dan juga Robotika di Indonesia. 2.2
Merk untuk produksi alat/peralatan elektronik
Merk untuk produksi alat – alat praktek laboratorium dan produk alat kesehatan
Gambar 2.1 Struktur Perusahaan CV Krisna Mandiri Lokasi Perusahaan
Lokasi CV Krisna Mandiri dibagi menjadi 2, yaitu kantor pusat dan workshop. Kantor pusat CV Krisna Mandiri terletak di dekat Stadion Manahan Surakarta, lokasi yang sangat strategis dekat dengan pusat kota. Alamat kantor pusat CV Krisna Mandiri ada di Jl. A. Yani, No.341, Manahan, Surakarta. Berikut adalah foto kantor pusat dari CV Krisna Mandiri:
Struktur Perusahaan
CV Krisna Mandiri memiliki 4 anak perusahaan, sebagai berikut: 1. SCOMTA Bergerak diproduksi peralatan elektronik. 2. My LAB Bergerak diproduksi alat-alat praktik laboratorium dan produk alat kesehatan. 3. MEQIP Bergerak diproduksi alat permainan edukatif dan buku pembelajaran. 4. CANTHAS Bergerak diproduksi robotika dan software pembelajaran.
Gambar 2.2 Kantor Pusat CV Krisna Mandiri Workshop CV Krisna Mandiri berfungsi sebagai tempat pembuatan produk-produk dan juga sebagai gudang penyimpanan dari perusahaan. Workshop CV Krisna Mandiri berada di alamat Jalan Samudra Pasai RT 5 RW 1, Sumpingan, Kadipiro, Surakarta. Berikut adalah foto Workshop CV Krisna Mandiri:
2
3.2
Mikrokontroller ATMega32 Mikrokontroler AVR ATMega32 merupakan mikrokontroler 8 bit dengan konsumsi daya rendah produksi ATMEL, Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. AVR mempunyai 32 register serbaguna, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.
Gambar 2.3 Workshop CV Krisna Mandiri III.
Tinjauan Pustaka
3.1
Microsoft Visual Studio Microsoft Visual Studio adalah sebuah aplikasi perangkat lunak yang dapat digunakan untuk melakukan pengembangan sebuah program atau disebut dengan IDE (Integrated Development Environment). Perangkat lunak ini digunakan untuk membuat aplikasi konsol dan aplikasi antarmuka dengan pengguna. Microsoft Visual Studio didukung oleh berbagai framework seperti Microsoft Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET Framework, .NET Compact Framework, Microsoft Silverlight dan berbagai framework lain.
Gambar 3.2 ATMega32 3.3
Konfigurasi
pin
dari
Komunikasi Serial Komunikasi serial merupakan suatu proses pengiriman data secara sekuensial atau satu persatu melalui sebuah kanal informasi. Serial port pada komputer memungkinkan untuk melakukan komunikasi dua arah atau full duplex yaitu dapat mengirim dan menerima data secara bersamaan atau lebih dikenal dengan istilah komunikasi serial asinkron. Komunikasi serial asinkron berbeda dengan serial sinkron yaitu tidak adanya sinyal Clock yang mensinkronkan komunikasi data, hal yang mensinkronkannya adalah protokol komunikasi data dan kecepatan transfer yang dinyatakan dengan bit per second (bps) atau dikenal dengan nama baud rate. Apabila suatu mikrokontroler memiliki nilai baud rate 9600 artinya mikrokontroler tersebut memiliki kecepatan transfer data 9600 bit per second, maka 1 bit membutuhkan 1/9600 detik atau 0,000104 detik atau 0,104 ms (milisecond).
Gambar 3.1 Logo dari Microsoft Visual Studio 2010 Di April 2010 Microsoft meluncurkan Visual Studio 2010 dan .NET Framework 4. Visual Studio 2010 telah didesain ulang, membersihkan organisasi dari UI (User Interface) dengan mengurangi kekacauan dan kekompleksitasan. IDE Visual Studio 2010 lebih baik dalam multi window document dan jendela peralatan yang melayang. Kerangka dari IDE VS 2010 ditulis dalam Windows Presentation Foundation (WPF) dan internalnya telah di desain ulang dengan Managed Extensibility Framework (MEF) yang menawarkan lebih banyak kemampuan untuk dikembangkan.
3
2. Terdapat 2 mode yaitu mode setting ground level robot (untuk menyimpan nilai inisial dari ke 18 servo) dan setting gerak robot. 3. Perangkat lunak harus memiliki fitur database. Sehingga semua kombinasi Siklus,Gerakan dan Step yang telah di buat pengguna dapat di simpan dan dapat digunakan kembali di lain waktu. 4.2 Memulai Proyek Baru Visual Studio Saat membuat proyek baru dengan Visual Studio maka akan muncul jendela dimana kita akan diberikan pilihan jenis form apa yang inginkan digunakan. Berikut jendela New Project.
Gambar 3.3 Komunikasi serial mode asinkron 3.4
Database Database adalah kumpulan informasi yang disimpan di dalam komputer secara sistematik untuk memperoleh informasi dari basis data tersebut. Istilah “database” berawal dari ilmu komputer. Meskipun kemudian artinya semakin luas, memasukkan hal-hal yang di luar bidang elektronika, artikel mengenai database komputer. Catatan yang mirip dengan database sebenarnya sudah ada sebelum revolusi industri yaitu dalam bentuk buku besar, kuitansi dan kumpulan data yang berhubungan dengan bisnis. Konsep dasar database adalah kumpulan dari catatan, atau potongan dari pengetahuan. Sebuah database memiliki penjelasan terstruktur dari jenis fakta yang tersimpan di dalamnya: penjelasan ini disebut skema. Ada banyak cara untuk mengorganisasi skema, atau memodelkan struktur database: ini dikenal sebagai database model atau model data. Model yang umum digunakan sekarang adalah model relasional, yang menurut istilah yaitu mewakili semua informasi dalam bentuk tabel yang saling berhubungan dimana setiap tabel terdiri dari baris dan kolom (definisi yang sebenarnya menggunakan terminologi matematika). Dalam model ini, hubungan antar tabel diwakili dengan menggunakan nilai yang sama antar tabel. IV.
PERANCANGAN ROBOT BERKAKI
Gambar 4.1 Jendela New Project Masing-masing form memiliki kelebihan dan spesifikasi nya masing-masing. Pada tugas Kerja Praktek ini dipilih Windows Form Application (WFA) yang memiliki kriteria mudah digunakan dan memiliki tool untuk komunikasi serial. Hanya saja dari segi tampilan jenis WFA kurang baik jika dibandingkan dengan jenis WPF. Setelah mengisi nama proyek,lokasi penyimpanan dan menekan tombol OK maka proyek yang baru secara otomatis akan disusun oleh Visual Studio. Pada proyek baru akan terdapat 2 tab, yaitu tab desaigner dan tab code.
ANTARMUKA
4.1
Perancangan Sistem Antarmuka Pengontrolan Robot Berkaki Informasi yang diperlukan dalam perancangan sistem didapat dari deskripsi kerja sesuai dengan yang diinginkan pembimbing, berikut beberapa deskripsi kerja hasil wawancara dengan pembimbing: 1. Antarmuka perangkat lunak harus dapat melakukan komunikasi serial dengan perangkat robot berkaki baik secara realtime maupun tidak.
Gambar 4.2 Hasil desain Antarmuka 4
4.3
Komunikasi Serial pada Antarmuka Komunikasi serial digunakan untuk antarmuka agar dapat mengirimkan perintah kepada robot. Untuk melakukan komunikasi serial perlu ditambahkan control serialPort pada antarmuka dan kemudian menyettingnya sesuai dengan konfigurasi serial mikro. Berikut adalah screenshot konfigurasi serialPort:
5
Hasil Pengujian Setelah dilakukan pengujian program ini ke beberapa responden, didapatkan hasil sebagai berikut.
Grafik hasil implementasi 4 3,5 3 2,5
Gambar 5.1 Grafik Hasil Implementasi
Gambar 4.3 konfigurasi serialPort pada antarmuka Pada sistem ini komunikasi serial terjadi secara realtime dan non real time. Komunikasi realtime digunakan untuk mengatur posisi dari tiap servo secara langsung, sehingga perubahan nilai dapat dilihat langsung pada robot. Komunikasi non real time digunakan untuk mengirimkan data-data posisi servo setiap step sehingga ketika robot dilepas dari antarmuka dapat melakukan serangkaian gerakan sesuai dengan perintah user.
Keterangan: 1=kurang baik 2=cukup baik 3=baik 4=sangat baik 5=baik sekali Pengujian database dilakukan dengan melihat format database yang tersimpan sesuai dengan format perancangan database atau tidak. Berikut screenshot dari hasil database yang tersimpan:
4.4
Database Database merupakan fitur yang penting dan bermanfaat dalam aplikasi perangkat lunak ini. Database berfungsi untuk menyimpan nilai-nilai parameter yang telah disetting oleh pengguna. Sehingga ketika program ditutup dan dibuka kembali pengguna dapat menggunakan kembali nilai-nilai yang telah disetting sebelumnya.Pada program ini database dibuat dengan menggunakan text file dari notepad. Protokol sangat penting dalam pembuatan database dengan format plain text. Berikut adalah format database yang digunakan:
Gambar digunakan
4.Format
database
rata-rata
Gambar 5.2 Hasil database tersimpan
yang
5
VI KESIMPULAN Selama melaksanakan kerja praktek di CV Krisna Mandiri Solo, maka penulis mengambil beberapa kesimpulan, antara lain sebagai berikut : 1. Pemrograman Microsoft Visual Studio dengan jenis form WFA bekerja berdasarkan event driven. Sehingga setiap program diletakkan pada event-event di control. 2. Komunikasi serial pada form WFA dapat dilakukan dengan menggunakan control serialPort. 3. Komunikasi dengan firmware robot dapat dilakukan dengan syarat antarmuka berkomunikasi sesuai dengan protokol yang telah ditanamkan pada firmware robot. 4. Penggunaan file txt sebagai media database merupakan cara yang paling mudah dalam membuat database. Akan tetapi database dengan media text file sangat lemah dalam segi keamanan, database ini mudah untuk memanipulasi datanya meskipun tidak melalui antarmuka yang telah dirancang.
BIODATA Muhammad Fairuz Luthfa, lahir di Kudus 22 September 1990. Menempuh pendidikan dasar di SD Loram Kulon 1 Kudus. Melanjutkan ke SLTP N 1 Kudus dan pendidikan tingkat atas di SMA Semesta Semarang, lulus tahun 2009. Dari tahun 2009 sampai saat ini masih menempuh studi Strata-1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semaarang, konsentrasi Teknologi Informasi. Semarang,
April 2013
Mengetahui dan Menyetujui, dosen pembimbing
DAFTAR PUSTAKA Sumardi, ST, MT
[1] Hartanto,Budi. 2008. MEMAHAMI VISUAL C#.NET SECARA MUDAH TEMUKAN RAHASIA MEMAHAMI PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJEK DENGAN VISUAL C#.NET. Jakarta:Andi Publisher. [2] Komputer, Wahana. Aplikasi Database untuk Tugas Akhir Menggunakan Visual Basic 2010. Jakarta: Andi Publisher. [3] Laras Dwi Kauri, Sistem Navigasi Personal Berbasis Sensor Mems ( Micro Electro-Mechanical System), Tugas Akhir Teknik Elektro Universitas Diponegoro, Semarang 2011. [4] http://msdn.microsoft.com/enus/library/vstudio/8bh11f1k.aspx. Diakses pada tanggal 15 April 2013 [5] http://msdn.microsoft.com/enus/library/vstudio/ezwyzy7b.aspx. Diakses pada tanggal 15 April 2013 [6]https://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Vis ual_Studio. Diakses pada tanggal 15 April 2013
NIP. 196811111994121001
6
