PRESENTASI TUGAS AKHIR “PENGEMBANGAN ROBOT PENGIKUT GARIS BERBASIS MIKROKONTROLER SEBAGAI MEJA PENGANTAR MAKANAN OTOMATIS”
Oleh : M. NUR SHOBAKH 2108 030 061 DOSEN PEMBIMBING : Dr. Ir. Bambang Sampurno, MT PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012
ABSTRAK Robot pengikut garis adalah robot beroda yang dapat bergerak dengan bantuan sensor untuk mendeteksi suatu garis dengan pola tertentu dan mengikuti lintasan yang telah ditentukan. Lintasan garis tersebut ada yang menyebutnya dengan line tracer. Garis yang dimaksud adalah garis berwarna putih diatas permukaan berwarna hitam yang dideteksi oleh sensor warna yang berada di bagian bawah robot. Robot pengikut garis ini menggunakan Mikrokontroler AVR ATMEGA16 dengan menggunakan bahasa pemrograman Codevision AVR. Untuk pengembangan robot pengikut garis ini sendiri menggunakan beberapa sensor tambahan, adanya sensor Rotary Encoder yang berfungsi untuk membantu kepresisian dari sensor warna dan menunjukkan posisi. Sensor Proximity digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu penghalang yang ada di depan robot. Jika ada halangan di depan robot, maka robot akan berhenti sampai halangan tersebut dipindahkan dari lintasan supaya tidak menggangu pada saat robot bergerak. Pembuatan robot pengikut garis ini didesain untuk bisa digunakan sebagai meja pengantar makanan otomatis. Sehingga diharapkan robot pengikut garis ini bisa membantu dan mempermudah pekerjaan manusia untuk mengantarkan makanan secara otomatis sesuai dengan program pada mikrokontroler. Kata kunci : Robot, Sensor, Mikrokontroler AVR ATMEGA16
LATAR BELAKANG Perkembangan IPTEK dan otomasi industri yang semakin pesat , canggih dan modern mendorong manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya dengan cepat, tepat dan efisien sehingga dikembangkan teknologi robot untuk membantu dan mempermudah pekerjaan manusia di masa datang. Robotika merupakan perpaduan dari ilmu mekanik, elektronika dan komputer yang biasa disebut ilmu Mekatronika dan Intrumentasi Industri.
Robot pengikut garis selama ini dikenal sebagai Kontes Robot Cerdas saja dan karena tuntutan zaman yang semakin berkembang pesat diharapkan pengembangan robot pengikut garis mampu dimanfaatkan fungsinya terutama di bidang industri. Dengan perkembangan robot pengikut garis ini sebagai meja pengantar makanan otomatis diharapkan fungsi dari pelayan makanan dapat tergantikan.
BATASAN MASALAH
Mikrokontroler yang digunakan pada pembuatan robot pengikut garis ini adalah Mikrokontroler ATMEGA16.
Software yang digunakan untuk proses pemrograman robot pengikut garis ini adalah CodeVision AVR.
Dalam pembuatan meja pengantar makanan otomatis, disini terdapat 5 meja makanan yang sudah ditentukan dengan lintasan adalah garis putih di atas objek berwarna hitam.
Elemen mesin pada perancangan dan pembuatan robot pengikut garis ini diabaikan.
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimana cara membuat robot pengikut garis yang pengendalinya menggunakan mikrokontroler. Bagaimana cara memprogram robot pengikut garis supaya mampu berperan sebagai meja pengantar makanan otomatis. Bagaimana cara merakit komponen elektronika dan sensor pada robot pengikut garis.
Bagaimana robot mampu mendeteksi adanya halangan suatu objek atau benda yang tidak dikenal.
TUJUAN
Mampu membuat sebuah robot pengikut garis berbasis mikrokontroler.
Mampu memprogram robot pengikut garis sebagai meja pengantar makanan otomatis.
Mampu merakit kompenen elektronika dan sensor yang digunakan dalam pembuatan robot pengikut garis.
Robot mampu mendeteksi adanya halangan suatu objek atau benda yang tidak dikenal.
MANFAAT
Didapatkan robot pintar yang mampu menggantikan tugas manusia sebagai meja pengantar makanan otomatis.
Hasil yang diperoleh dari penulisan tugas akhir ini dapat menjadi referensi bagi peneliti lain dalam mengembangkan IPTEK khususnya di bidang robotika.
DIAGRAM ALIR TUGAS AKHIR
Mulai
Studi Literatur
Observasi Perumusan Masalah
Perencanaan Desain Robot
Pemilihan Komponen
Pembuatan Robot
Pengujian Robot
Hasil Sesuai Perencanaan Ya Penulisan Laporan
Selesai
Tidak
DIAGRAM ALIR ROBOT
Start
Inisialisasi Data ADC
Input koordinat posisi awal robot
Apakah ada perintah dari operator untuk mengantarkan makanan ?
Tidak
Berhenti
Ya Input meja
Apakah ada halangan ?
Ya
Berhenti
Tidak Robot bergerak maju
Apakah robot sampai di tempat tujuan
Tidak
Ya Berhenti
Apakah makanan sudah diantar ?
Ya End
Tidak
BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL
Input + -
Error
Mikrokontroler ATMEGA 16
DAC ( Mengubah data Digital to Analog)
ADC ( Mengubah data Analog to Digital)
Relay
Sensor
Aktuator (Motor DC)
Robot Pengikut Output Garis
KOMPONEN
Mikrokontroler ATMEGA16 Motor DC Komponen Elektronika Sensor
LCD (Liquid Cell Display) & Keypad Aki (Accumulator)
LISTING PROGRAM
GAMBAR RANGKAIAN
Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA16 Rangkaian Driver Motor Rangkaian Sensor Garis Rangkaian LCD (Liquid Cell Display) Rangkaian Keypad
DESAIN ALAT
DESAIN LINTASAN
CARA KERJA ALAT Start awal adalah posisi meja berada pada homebase, kemudian diberi perintah untuk mengantar makanan tersebut melalui masukan dari keypad sesuai dengan nomor meja yang dipesan. Jumlah meja sebanyak 5 buah meja. Maksimal input (meja pemesan) yang diberikan adalah 5 buah. Dengan sendirinya robot akan mengantar makanan ke meja tujuan sesuai dengan tombol pada keypad yang telah ditekan oleh operator. Apabila meja pengantar makanan otomatis sampai pada meja tujuan, maka meja akan berhenti selama selang waktu ± 10 detik setelah makanan disajikan. Setelah ± 10 detik meja pengantar makanan otomatis akan kembali ke homebase dengan sendirinya. Robot mendeteksi keberadaan meja dengan limit switch dan diam sejenak untuk memberi kesempatan pemesan mengambil pesanannya. Robot tidak dapat diberi input ketika sedang mengantar pesanan tetapi dapat diberi input ketika sudah berada kembali di homebase setelah mengantarkan semua pesanan.
Berjalannya robot ini berdasarkan prinsip line follower (pengikut garis) artinya robot akan mengantarkan pesanan makanan ke meja tujuan yang telah ditetapkan dengan mengikuti lintasan berupa garis putih di atas bidang warna hitam yang dideteksi oleh sensor warna yang berada di bagian bawah robot. Untuk pengembangan robot pengikut garis ini sendiri menggunakan beberapa sensor tambahan, adanya sensor rotary encoder yang berfungsi untuk membantu kepresisian dari sensor warna dan menunjukkan posisi. Sensor jarak (proximity) digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu penghalang yang ada di depan robot. Jika ada halangan di depan robot, maka robot akan berhenti sampai halangan tersebut dipindahkan dari lintasan.
PENGUJIAN Pengujian Robot Pengikut Garis Secara Keseluruhan :
Meja 1. 2. 3. 4. 5.
Waktu (detik) Berangkat Kembali 8 detik 14 detik 10 detik 15 detik 12 detik 16 detik 9 detik 20 detik 8 detik 14 detik
Keterangan Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil
Keterangan : Dari data pengujian di atas, diketahui bahwa percobaan robot mengantarkan makanan menuju ke meja tujuan berhasil dengan waktu keberangkatan dan kembali ke Homebase yang bervariasi. Adanya waktu yang bevariasi pada saat berangkat dan kembali menunjukkan bahwa robot memerlukan waktu yang bervariasi sesuai dengan kecepatan putaran Motor DC dan sensor garis dalam menbaca warna untuk robot berjalan sesuai dengan program dari mikrokontroler.
PENGUJIAN Pengujian Sensor Garis dan Sensor Rotary Encoder :
Percobaan 1. 2. 3. 4. 5.
Tujuan Meja 1 Meja 2 Meja 3 Meja 4 Meja 5
Keterangan Robot Berhasil Mendeteksi Garis Robot Berhasil Mendeteksi Garis Robot Gagal Mendeteksi Garis Robot Berhasil Mendeteksi Garis Robot Berhasil Mendeteksi Garis
Keterangan : Dari data pengujian di atas, diperoleh data bahwa secara keseluruhan robot pengikut garis mampu mendeteksi sensor garis dan mengantarkan makanan menuju meja 1,2,4, dan 5 namun pada saat menuju meja 3 terjadi kegagalan dalam mendeteksi sensor garis akibat robot tidak dapat merespon dalam membaca warna garis lintasan.
PENGUJIAN Pengujian Sensor Proximity Terhadap Objek Penghalang : Percobaan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Jarak 1m 1,5 m 2m 2,5 m 3m 3,5 m 4m 4,5 m
Keterangan Terdeteksi / Robot Berhenti Terdeteksi / Robot Berhenti Terdeteksi / Robot Berhenti Terdeteksi / Robot Berhenti Terdeteksi / Robot Berhenti Tidak Terdeteksi Tidak Terdeteksi Tidak Terdeteksi
Keterangan : Dari data pengujian di atas, diperoleh data bahwa robot pengikut garis mampu mendeteksi sensor jarak sejauh 3 m dan robot pun merespon untuk berhenti untuk menghindari halangan dan tidak menabraknya. Untuk jarak lebih dari 3 m robot tidak mampu mendeteksi adanya halangan.
KESIMPULAN Telah berhasil dibuatnya pengembangan robot pengikut garis berbasis mikrokontroler sebagai meja pengantar makanan otomatis. Program robot pengikut garis dapat berjalan sesuai dengan bahasa pemrograman pada mikrokontroler ATMEGA16.memprogram robot pengikut garis sebagai meja pengantar makanan otomatis. Telah berhasil merakit komponen elektronika sehingga menjadi sebuah rangkaian elektronik untuk membuat sebuah robot pengikut garis. Dari hasil pengujian, robot berhasil mengantarkan makanan menuju ke meja pesanan sesuai dengan meja yang ditentukan dalam waktu tempuh saat berangkat dan kembali ke homebase yang bervariasi.
KESIMPULAN
Dari hasil pengujian sensor garis, secara keseluruhan robot mampu mendeteksi sensor namun pada percobaan yang ke-3 robot gagal mendeteksi sensor dan tidak dapat membaca warna garis dan berhenti.
Dari hasil pengujian sensor jarak, robot mampu mendeteksi sensor jarak sejauh 3 m dan merespon untuk berhenti untuk menghindari halangan dan tidak menabraknya, namun untuk jarak lebih dari 3 m robot tidak mampu mendeteksi adanya halangan.
PENUTUP
