PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM MODIFIKASI PERGERAKAN MOBILE ROBOT MENGGUNAKAN SENSOR GARIS DAN ODOMETRY BIDANG KEGIATAN PKM-P
Diusulkan Oleh: 10.41020.0035 09.41010.0221 10.41020.0105
Toto Alfian Wahyuono Adisti Machmudah Lukman Hakim Suryaselaksa
Tahun Angkatan 2010 Tahun Angkatan 2009 Tahun Angkatan 2010
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & KOMPUTER SURABAYA 2012
i
HALAMAN PENGESAHAN 1. 2. 3.
4. 5.
6.
7.
Judul Kegiatan
: Modifikasi Pergerakan Mobile Robot Menggunakan Sensor Garis dan Odometry Bidang Kegiatan : (X) PKMP ( ) PKMK ( ) PKMKC ( ) PKMT ( ) PKMM Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap b. NIM c. Jurusan d. Universitas/Institut/Politeknik e. Alamat Rumah/Telp./fax.
: Toto Alfian Wahyuono : 10.41020.0035 : Sistem Komputer : STMIK Surabaya : Jl.Kebraon Manis Barat BJ/01 HP. 0898 7755 3473 :
[email protected] : 2 orang
f. Alamat Email Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis Dosen Pendamping a) Nama Lengkap dan Gelar : Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng b) NIDN : 0731057301 c) Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Mawar D/25 Graha Sedati Mas Sidoarjo -081803050789 Biaya Kegiatan Total : a. Dikti : Rp. 12.395.000 b. Sumber lain : Rp. Jangka Waktu Pelaksanaan
: 5 Bulan Surabaya, 30 Oktober 2012
Menyetujui Ketua Program Studi
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng) NIDN. 0731057301
(Toto Alfian Wahyuono) NIM. 10.41020.0035
Pembantu Ketua III Bidang Kemahasiswaan & Alumni
Dosen Pendamping
(Dr. Bambang Hariadi, M.Pd) NIP. 900034
(Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng.) NIDN. 0731057301
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur selalu terpanjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia dan rahmat-Nya yang luar biasa, sehingga Program Kreativitas Mahasiswa bidang kegiatan Penelitian (PKM-P) telah diselesaikan dengan baik. PKM-P ini membahas tentang modifikasi pergerakan mobile robot untuk mencapai tujuan dengan menggunakan odometry dan sensor garis. Sistem dalam karya tulis ini dibuat untuk memberikan kemudahan bagi mobile robot untuk bisa menjangkau sensor yang diberikan oleh suatu garis, sehingga bisa menjadi suatu alat bantu penggerak robot yang bisa bermanfaat. Penyusunan karya tulis ini tidak lepas dari bantuan dan perhatian dari berbagai pihak. Oleh karena itu, kami menyampaikan terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Budi Jatmiko, M.Pd., selaku Ketua Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya. 2. Dr. Bambang Hariadi, M.Pd., selaku Pembantu Ketua III Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya. 3. Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng., selaku Ketua Program Studi S1 Sistem Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya dan sebagai pembibing kami dalam mengerjakan PKM ini. 4. Erwin Sutomo, S.Kom, selaku Ketua Program Studi S1 Sistem Informasi dan S1 Komputer Akuntansi Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya. 5. Kedua orangtua kami yang telah memberikan dukungan, bantuan dan do’a dalam penyelesaian proposal ini. Karya tulis ini disusun dengan kemampuan dan bahan yang terbatas. Oleh karena itu disadari masih terdapat ketidaksempurnaan dalam hal materi maupun pembahasan, sehingga saran dan koreksi dalam upaya perbaikan karya tulis ini sangat kami harapkan.
Surabaya, 30 Oktober 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii B.
JUDUL ........................................................................................................ 1
C.
LATAR BELAKANG MASALAH .......................................................... 1
D.
RUMUSAN MASALAH ............................................................................ 1
E.
TUJUAN ..................................................................................................... 1
F.
LUARAN YANG DIHARAPKAN ........................................................... 2
G.
KEGUNAAN .............................................................................................. 2
H.
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 2
G.1 Mobile Robot ............................................................................................... 2 G.2 Odometry...................................................................................................... 2 G.3 Sensor Garis ................................................................................................. 3 I. METODE PELAKSANAAN .................................................................... 4 J.
JADWAL KEGIATAN .............................................................................. 5
K.
RANCANGAN BIAYA .............................................................................. 5
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 8 Lampiran 1 .......................................................................................................... 9
1
A. JUDUL Modifikasi Pergerakan Mobile Robot Menggunakan Sensor Garis dan Odometry
B. LATAR BELAKANG MASALAH Pada aplikasi robot dikenal istilah posisi relatif. Posisi relatif ini biasanya didasarkan pada perhitungan
rotasi roda. Posisi relatif ini bukan untuk
menentukan posisi absolut dari robot tetapi hanya memperkirakan saja. Sensor yang umum digunakan untuk mendapatkan data posisi dari suatu robot adalah rotary encoder yang mana data dari sensor ini akan dimasukkan dalam perhitungan odometry sehingga menghasilkan posisi relatif dari robot tersebut. Odometry adalah penggunaan data dari sensor pergerakan untuk memperkirakan perubahan posisi dari waktu ke waktu. Odometry ini akan memetakan posisi robot dalam sumbu Cartesian. Sehingga akan didapatkan data posisi berupa titik koordinat (path) dan arah hadap (heading) dari robot tersebut. David P. Anderson membuat robot yang dalam navigasinya tidak menggunakan referensi dari luar seperti GPS dan lainnya .Dalam bergerak robot akan mengukur perubahan path atau posisi dari waktu ke waktu, sehingga akan diketahui error atau kesalahan dari arah hadap robot terhadap path tujuan. Untuk dapat menuju path tujuan, seharusnya error dari arah hadap robot ini adalah nol. Untuk itu maka penulis menggunakan sensor garis untuk menjaga agar error yang dihasilkan selama perjalanan dari robot tersebut mendekati dan atau sama dengan nol. C. RUMUSAN MASALAH Adapun rumusan masalah dari latar belakang diatas adalah : 1. Bagaimana memodifikasi mobile robot berbasis sensor garis. 2. Bagaimana memodifikasi mobile robot berbasis odometry. 3. Bagaimana mengkolaborasikan odometri dan sensor garis pada mobile robot. D. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuktikan bahwa sensor garis dan odometry dapat mnstabilkan pergerakan mobile robot dengan pengurangan error yang disebabkan oleh gangguan luar.
2
E. LUARAN YANG DIHARAPKAN Luaran yang diharapkan adalah inovasi pergerakan mobile robot berupa artikel yang dipublikasikan. F. KEGUNAAN Hasil dari modifikasi pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis dan odometry ini adalah unuk pengembangan ilmu dibidang robotika. G. TINJAUAN PUSTAKA G.1 Mobile Robot Robot Mobile atau Mobile Robot adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain dengan bantuan navigasi dari sebuah sensor(Hendra,asep:2010). G.2 Odometry (Ardilla,Fernando:2011) Odometry adalah penggunaan data dari pergerakan aktuator untuk memperkirakan perubahan posisi dari waktu ke waktu. Odometry digunakan untuk memperkirakan posisi relatif terhadap posisi awal. Untuk memperkirakan posisi relatif robot, digunakan perhitungan jumlah pulsa yang dihasilkan oleh sensor rotary encoder setiap satuan ukuran yang kemudian dikonversi menjadi satuan millimeter. Untuk mendapatlan jumlah pulsa setiap satu kali putaran roda digunakan rumus sebagai berikut: K roda = 2 × �×�(1) pulsa_per_mm = resolusi enc / K roda (2) Pada sistem penggerak diferensial terdapat dua roda,yaitu roda kanan dan roda kiri dan dimisalkan jumlah pulsa_per_mm untuk roda kanan adalah right_encoder dan roda kiri adalah left_encoder dan jarak antara dua roda adalah wheel_base maka didapatkan jarak tempuh (distance) dan sudut orientasi (θ). Rumusnya adalah sebagai berikut. distance = (left_enc + right_enc) / 2 (3) θ = (left_enc - right_enc) / wheel_base (4)
3
Karena θ adalah sudut dalam radian maka untuk mengetahui sudut dalam derajat (heading) digunakan rumus sebagai berikut : heading = θ × ����(5) Dari ketentuan diatas didapatkan bahwa nilai heading akan bernilai negatif (-) ketika robot berputar melawan arah jarum jam dan akan bernilai positif (+) ketika robot berputar searah dengan jarum jam. Dengan mengetahui jarak dan sudut (distance dan θ) maka kita dapat mengetahui koordinat X dan koordinat Y dengan persamaan trigonometri.
Gambar 2. Ilustrasi pada sumbu Cartesian Dari ilustrasi diatas maka koordinat dari robot dapat kita ketahui dengan rumus : Xpos = distance × sin (θ) (6) Ypos = distance × cos (θ) (7) Untuk menentukan error arah hadap dari robot terhadap titik tujuan maka digunakan teorema phytagoras yang akan menghasilkan posisi (path) saat ini dan jarak terhadap titik tujuan, berikut perhitungannya: x = X_tujuan - Xpos (8) y = Y_tujuan - Ypos (9) G.3 Sensor Garis Sensor garis merupakan sensor yang dapat membaca perbedaan warna antara hitam dan putih(umumnya). prinsip sensor ini menggunakan pantulan sinar cahaya. sehingga sensor garis terdiri dari komponen transmitter dan receiver, untuk transmitter ane menggunakan led superbright dan receiver'y menggunakan photodiode, untuk receiver bisa diganti dengan LDR atau phototransistor. alasan penggunaan sensor photodiode yaitu:
4
NO Materi Perbandingan 1 Perubahan hambatan 2 Perubahan kenaikan 3 Penyerapan cahaya 4 Peka terhadap Ir
LDR
Phototransistor prhotodioda
Sedang
Besar
Besar
Linier
Tidak linier
Linier
Tidak fokus
Fokus
Fokus
Tidak
Ya
Ya
H. METODE PELAKSANAAN Metode pelaksanaan modifikasi pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis dan odometri akan diuraikan pada bab dibawah ini: H.1 Studi Literatur Pada tahap ini akan diadakan studi literatur tentang memodifikasi pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis dan odometry serta pengumpulan data pendukung yang dibutuhkan. Pada pengembangan aplikasi ini akan menggunakan tools CV/AVR. H.2 Pengumpulan Data Data-data atau informasi yang diperoleh adalah secara langsung dari seorang yang faham dan telah membuat sebuah mobile robot seperti KRI dan juga dari internet (jurnal, blog, dll). Teknik pengumpulan data ini adalah sebagai berikut : a. Metode Interview Metode interview merupakan teknik wawancara atau tanya jawab langsung dengan pihak-pihak terkait dalam hal ini seorang yang faham dan telah membuat mobile robot. b. Metode Kepustakaan (Library Research) Metode Kepustakaan (Library Research) adalah tenik mengumpulkan data melalui buku-buku dan sumber-sumber lain seperti internet yang relevan dengan permasalahan yang dihadapi, dalam hal ini tentang pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis maupun odometry.
5
H.3 Pembuatan Mobile Robot Hal pertama yang dilakukan sebelum membuat mobile robot adalah membuat desain fisik antara lain rangka robot, desain elektro. Kemudian membuat program yang dipasangkan pada robot agar robot bisa berjalan sesuai dengan harapan. H.4 Pengujian dan Analisa Pengujian dan analisa dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana robot yang dibuat ini dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Hasil yang dianalisa adalah data-data pengujian untuk memperbaiki jalannya robot. I.
JADWAL KEGIATAN
Rancangan Kegiatan dalam program PKM-P ini adalah sebagai berikut: Tabel 1. Jadwal kegiatan No
Rencana Kegiatan
Bulan I
J.
1.
Pengumpulan Data
2.
Perancangan
3.
Analisa dan Pengadaan
4.
Pengerjaan Projek
5.
Pengujian
II
III
IV
V
RANCANGAN BIAYA
Untuk kegiatan ini rancangan biaya diuraikan dalam rekapitulasi dan rincian biaya. Tabel 2. Rekapitulasi Biaya No Jenis Pengeluaran
Satuan (Rp)
1
Biaya Pengadaan Barang
11.750.000
2
Biaya Bahan Habis Pakai
570.000
4
Biaya Transportasi
75.000
Total Biaya Penelitian
12.395.000
6
Rincian anggaran masing-masing jenis pengeluaran dapat dilihat pada tabel 3, tabel, tabel 4 dan tabel 5 berikut ini. Tabel 3. Rincian Biaya Pengadaan Barang
No.
1
Bahan
yang
diperlukan
Motor
4
5
Roda
Jumlah satuan (Rp.)
Total (Rp.)
3
1.000.000
3.000.000
2
2.500.000
5.000.000
2
750.000
1.500.000
1
300.000
300.000
2
100.000
200.000
1
750.000
750.000
1
1.000.000
1.000.000
robot GWS Komponen
24volt 3
Penggunaan
Rotary encoder Komponen omron
2
Harga
robot diameter Komponen
12cm
robot
Aluminium
Komponen
Profile
robot
Kastor 3inc
Komponen robot
6
Motor driver 2 komponen channel
7
Minium
robot sistem Komponen
ATmega128 Sub total
robot 11.750.000
7
Tabel 4. Tabel Rincian Bahan Habis Pakai Harga No. Item
Penggunaan
Jumlah
satuan (Rp.)
1
Jilid
Penjilid
Total (Rp.)
an -
100.000
100.000
3
40.000
120.000
untuk 1
100.000
100.000
untuk 1
250.000
250.000
laporan 2
Kertas 3 rim
Membuat laporan setiap kali bimbingan
3
Catrit hitam
Tinta cetak
4
Catrit Warna
Tinta cetak
Sub total
570.000
Tabel 5. Tabel Rincian Transportasi Harga No. Item
Penggunaan
Jumlah
satuan (Rp.)
1
Bensin
Untuk
(5x
transportasi
pembelian)
membeli bahan
5
Total (Rp.)
15.000
75.000
bahanyang
dibutuhkan Sub total
75.000
8
DAFTAR PUSTAKA Anderson, David. 2006. IMU Odometry. http://www.geology.smu.edu/%7Edpawww/ dpa.html. Texas Romeo, S.T. 2003. Testing dan Implementasi sistem. Surabaya : STIKOM. Ardila, Mara. 2011. Navigasi Mobile robot berbasis Trajektori dan Odometry. Surabaya : ITS
9
LAMPIRAN Lampiran 1 Daftar Riwayat Hidup Ketua 1.
Biodata Ketua Serta Anggota Kelompok
a.
Ketua Pelaksana Kegiatan 1. Nama lengkap
: Toto Alfian Wahyuono
2. NIM
: 10.41020.0035
3. Program Studi
: S1 / Sistem Komputer
4. Perguruan Tinggi
: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Teknik Komputer Surabaya 5. Waktu untuk kegiatan : 24 jam/minggu 6. Tempat, Tanggal lahir : Surabaya, 28 Mei 1992 7. Alamat
: Jl. Kebraon Manis Barat BJ/01 Surabaya
8. Email
:
[email protected]
Tanda Tangan
Toto Alfian Wahyuono
10
b. Anggota Pelaksana Kegiatan 1. Nama lengkap
: Adisti Machmudah
2. NIM
: 09.41010.0221
3. Program Studi
: S1 / Sistem Informasi
4. Perguruan Tinggi
: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Teknik Komputer Surabaya
5. Waktu untuk kegiatan
: 24 jam/minggu
6. Tempat, Tanggal lahir
: Surabaya, 13 November 1991
7. Alamat
: Jl. Manukan Bhakti 20 C No.19 Surabaya
8. Email
:
[email protected]
Tanda Tangan
Adisti Machmudah
11
c. Anggota Pelaksana Kegiatan 1. Nama lengkap
: Lukman Hakim Suryaselaksa
2. NIM
: 10.41020.0105
3. Program Studi
: S1 / Sistem Komputer
4. Perguruan Tinggi
: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Teknik Komputer Surabaya
5. Waktu untuk kegiatan
: 24 jam/minggu
6. Tempat, Tanggal lahir
: Surabaya, 16 Juli 1989
7. Alamat
: Jl. KH. Ach. Fadlil 6A Sidayu-Gresik
8. Email
:
[email protected]
Tanda Tangan
Lukman Hakim Suryaselaksa
12
2. Biodata Dosen Pendamping 1. Nama Lengkap dan Gelar
: Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng
2. Golongan Pangkat dan NIDN : 0731057301 3. Jabatan Fungsional
: Lektor
4. Jabatan Struktural
: Kabag Laboratorium Komputer
5. Program Studi
: Sistem Komputer
6. Perguruan Tinggi
: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik
Komputer Surabaya
7. Bidang Keahlian
: Sistem Komputer
8. Tempat, Tanggal lahir
: Ponorogo, 31 Mei 1973
9. Alamat
: Jl. Mawar D/25 Graha Sedati Mas Sidoarjo
10. Email
:
[email protected]
11. Penelitian
:
a. Rancang Bangun Aplikasi Multi-Tier Dengan Teknologi DCOM, (Computer File),1998, Skripsi-STIKOM Surabaya. b. Pemisahan Campuran Sinyal Suara dan Derau pada Komunikasi Internet untuk Aplikasi Pembelajaran Jarak Jauh (Penelitian Dosen Muda, DP2M, Dikti, 2004, Ketua). c. Pemantauan Jaringan Komputer melalui SMS dengan Seleksi Logfile Menggunakan Shell Scripting dan ICMP (Penelitian Dosen Muda, DP2M, DIKTI, 2004, anggota). d. Perancangan dan Implementasi Network Inventory Collection System untuk Mendukung Pengelolaan dan Monitoring Aset TI – Studi Kasus:STIKOM(STMIK) Surabaya. 2008. Tesis: UGMYogyakarta. e. Network Inventory Collection System Berbasis Open Source untuk Mendukung Perencanaan Investasi TI. Insentif RISTEK 2009. 12. Publikasi Ilmiah
:
1. Investasi Teknologi Informasi di Indonesia: Sebuah Survei, Dipublikasikan: Prosiding Seminar Nasional Sistem Informasi Indonesia – Sesindo 2009, hal 137, ISBN: 978-979-18985-1-5.
13
2. Aplikasi Network Inventory Collection System(NICS) untuk Mendukung Perencanaan Investasi TI, dipublikasikan:Prosiding SNASTI 2009 - Seminar Nasional Sistem & Teknologi Informasi, 2 Desember 2009, hal 87., ISBN:978-979-8968-303. 3. Network Inventory Collection System for Managing and Monitoring Information Technology Asset, publish:The 5th International Conference on Information & Communication Technology and system (ICTS) 2009, August 4 th 2009, page:253-256. ISSN:2085-1944. 4. Aplikasi
Manajemen
Firewall
OpenBSD
Menggunakan
Bootable Live CD Berbasis Web, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK Vol 7 NO 2, SEPTEMBER 2005, hal:89-99 (seluruhnya:61-119
)
Penerbit:
Penelitian
Pengabdian
Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086. 5. Pendukung Perencanaan Kapasitas Jaringan dengan Pengukur Throughput Jaringan, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK Vol 7 NO 1, MARET 2005, hal:29-39 (seluruhnya:1-60 ) Penerbit: Penelitian Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086. 6. Authentiction System bagi Pengguna Akses Internet pada Wireless LAN, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK Vol 6 NO 1, MARET 2004, hal: 30-40 (seluruhnya: 1-40) Penerbit: Penelitian Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086. 7. Sistem Otomatisasi Peralatan Elektronik Menggunakan PC dan Microcontroller 8031 Berbasis Teknologi WAP, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK Vol 5 NO 2, SEPTEMBER 2003, hal: 79-89 (seluruhnya: 45-89) Penerbit: Penelitian Pengabdian
14
Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086. 8. Pengaturan Lalu Lintas Data Antar Segmen Jaringan Komputer Dengan Memanfaatkan PC486, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK VOLUME 3, Nomor 2, September 2001, hal: 85-92 (seluruhnya: 63-113) Penerbit: Bagian Penelitian Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086. 9. Rancang Bangun Program Berbasis Internet Untuk Pengujian Intelegensi Orang Dewasa, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATIKA VOLUME 3 NOMOR 2 September 2001, hal: 84100
(seluruhnya:
55-130)
Penerbit:
Bagian
Penelitian
Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2094.
Tanda Tangan
Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng
