PROTOTYPE ROBOT PENGIKUT GARIS (LINE FOLLOWER) DILENGKAPI SISTEM KONTROL BEBAN MENGGUNAKAN LOAD CELL SEBAGAI ALAT PENGANTAR BUKU DI PERPUSTAKAAN Istiqomah1), Heriyanto, S.Pd., M.Si.2), Samsul Hidayat, S.Si., M.T.3) Universitas Negeri Malang Email:
[email protected] ABSTRAK Penelitian ini mengembangkan Robot Pengikut Garis yang dilengkapi dengan sistem kontrol beban menggunakan Load Cell sebagai alat pengantar buku di perpustakaan. Tujuan dari penelitian ini, yaitu: membuat hardware dan software sistem pengikut garis, membuat hardware dan software sistem kontrol beban menggunakan Load Cell dan ADC, menampilkan hasil konversi ADC pada LCD, membuat hardware dan software pembaca kode buku dan kode rak, serta membuat rancangan mekanik robot. Alat ini antara lain dapat membantu pustakawan dalam melaksanakan pekerjaan mereka serta dapat dikembangkan menjadi sebuah alat transportasi modern. Hasil pengujian produk menghasilkan dua jenis data, yaitu data kualitatif dan data kuantitatif. Analisis data kualitatif menggunakan metode analisis deskriptif. Sedangkan untuk data kuantitatif menggunakan analisis penentuan linieritas rangkaian yang dibuat selama penelitian. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh beberapa kesimpulan, pertama rancangan elektronik dan mekanik sistem pengikut garis dapat berjalan mengikuti garis lurus dan garis lengkung, serta belum dapat mengikuti garis berbentuk siku-siku. Kedua, rangkaian elektronik dan mekanik sistem kontrol beban dan ADC mampu menampilkan kondisi normal (ditandai dengan alarm yang tidak berbunyi) dan kondisi over load (ditandai dengan alarm berbunyi), tetapi hasil konversi ADC belum bisa ditampilkan pada LCD. Ketiga, rangkaian pembaca kode buku dan kode rak dapat membaca kodekode yang diberikan tetapi belum bisa memproses data lebih lanjut. Saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut hendaknya difokuskan pada bagian software pembaca kode buku dan kode rak, serta software untuk tampilan LCD. Saran pengembangan lain, hendaknya pembaca kode buku dan kode rak menggunakan sistem yang lebih canggih seperti RFID ataupun Barcode, power supply hendaknya menggunakan aki kering atau baterai Lithium agar suplly tegangan lebih awet. Kata kunci: Line Follower,Sensor Infra Merah, ATMega8, Perpustakaan.
PENDAHULUAN Latar Belakang Perkembangan teknologi, elektronika, dan instrumentasi semakin pesat. Terbukti dari banyaknya produk-produk elektronik yang semakin banyak tipe dan jenisnya.
Sebuah perusahaan bahkan dapat meluncurkan produk terbaru mereka lebih dari 1 tipe dan jenis dalam satu tahun yang sama. Hal ini tidak lepas dari pengaruh aktifitas manusia yang semakin padat di setiap pertambahan tahunnya. Manusia berharap dapat melakukan banyak hal dalam waktu paling singkat yang mereka miliki. Kondisi tersebut berpengaruh pada tingkat kebutuhan manusia yang juga semakin bervariasi. Banyak aktifitas yang tadinya dilakukan manusia akhirnya digantikan oleh mesin. Mesin-mesin manual pun banyak yang dialihkan menjadi mesin otomatis. Tidak hanya perusahaan atau industri-industri besar. Banyak individu pun mulai giat mengembangkan alat-alat semi-otomatis bahkan benar-benar otomatis. Salah satu sistem yang bersifat semi otomatis maupun otomatis yang banyak dikembangkan adalah Robot Pengikut Garis (Line Follower). Dalam banyak jurnal nasional maupun internasional telah banyak ditemukan berbagai macam pengembangan dari Robot Pengikut Garis (Line Follower). Ada pengembangan pada sisi rancangan mekanik meupun elektronik. Pengembangan lebih lanjut, Robot Pengikut Garis (Line Follower) dilengkapi dengan berbagai fungsi. Dengan memanfaatkan fasilitas yang ada pada mikrokontroller dan beberapa tambahan komponen yang diperlukan, fungsi-fungsi yang diinginkan dapat ditugaskan untuk dikerjakan oleh Robot.
Tujuan 1. Membuat hardware elektronik dan software sistem pengikut garis 2. Membuat hardware elektronik dan software sistem kontrol beban menggunakan Load Cell dan ADC 3. Menampilkan massa beban yang dibawa Robot pada LCD
4. Membuat hardware elektronik dan software pembaca kode buku dan kode rak 5. Membuat rancangan mekanik robot
METODE PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Penelitian ini menggunakan metode prosedural, dengan melakukan langkahlangkah sebagai berikut. 1. Membuat Desain Penelitian dan Pengembangan
Driver
Multipekser
Motor DC
Driver
Motor DC
Buzzer Driver
Mikrokontroller AVR ATMega 16
Tegangan DC
Multipekser
IR
Photodio Comparator da LM324
Rancangan Hardware Elektronik
LCD Penguat Instrumentasi
Sensor Massa (Load Cell)
Gambar 1 Rancangan Hardware Elektronik
Rancangan Hardware Mekanik
Gambar 2 Rancangan Hardware Mekanik
Flowchart Software START
Inisialisasi ADC Inisialisasi LCD
Baca PortC7PortC4
M≤7 Kg
PortC7-PortC4= “KODE BUKU (A)”
1 PINA.1=1 Baca ADC0
N Simpan Kode Buku
“ADC 0=Massa Buku”
2
3
PINA.2=1 Y N
Set PortB5-PortB0 ADC0<=7Kg N Cek Pin B.6
“Beban Max.=7 Kg KURANGI BEBAN”
Y 1
Pin B.6 = 0
PD.0 = 1 N
PD.1 = 0
Y
Y
N
Baca: PINA4-PINA7
Baca KODE RAK (B)
PD.0 = 0
Cocokkan Data: A & B
Cek Pin B.7
Y Pin B.7 = 0
A=B
3 N
Y
N PD.1 = 1
Bunyikan Alarm
3
Ambil Buku
3
END
Gambar 3. Flowchart Software
2. Melakukan pengujian pada rangkaian Pegujian dilakukan dalam tiga tahap, yaitu: pengujian tiap blok rangkaian, pengujian tiap kelompok kecil rangkaian, dan pengujian secara keseluruhan.
3. Melakukan Analisis Data Data yang diperoleh berupa data kualitatif dan data kuantitatif. Teknik analisis data yang digunakan untuk data kualitatif adalah analisis Statistik Deskriptif. Sedangkan
untuk data berupa data kuntitatif menggunakan teknik penentuan liniearitas. Untuk mengetahui linieritas sensor-sensor yang digunakan. Penentuan linieritas mengguakan persamaan berikut: 𝑌 = 𝑎 + 𝑏𝑋 Konstanta a dan b dapat diperoleh dari persamaan berikut ini.
; Dimana Xi : masukan sensor Yi : output sensor n : banyaknya data linieritas Y dan X ditentukan oleh besar koefisien korelasi R yang diperoleh dari persamaan berikut:
Tabel 1 Interprestasi Terhadap Nilai Koefisien Korelasi (R) pada Linieritas Sensor Suhu Besar Koefisen Korelasi R Interpretasi 0.00-0.20 Hubungan antara X dan Y tidak ada 0.21-0.40 Hubungan antara X dan Y sangat lemah 0.41-0.70 Terdapat cukup hubungan antara X dan Y 0.71-0.90 Terdapat hubungan tinggi antara X dan Y 0.91-1.00 Terdapat hubungan yang sangat tinggi antara X dan Y
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Data hasil uji sistem secara keseluruhan dilakukan dengan menguji keseluruhan sistem. Pengujian dimulai dengan menguji sistem kontrol beban menggunakan Load Cell dan ADC, dan menghasilkan data hasil uji sebagai berikut pada tabel 2.
Tabel 2 Data Hasil Uji Sistem Kontrol Beban menggunakan Load Cell dan ADC No. Kondisi Sistem Kondisi Buzzer 1. Normal Alarm tidak berbunyi 2. Over Load Alarm berbunyi
Pengujian berikutnya dilakukan pada proses menampilkan nilai sistem kontrol beban pada LCD. Hasil pengujian ditampilkan pada tabel 3. Tabel 3 Data Hasil Uji Tampilan Nilai Sistem Kontrol Beban pada LCD Massa Beban pada Tegangan yang Dihasilkan Massa Beban pada LCD No. Neraca Digital (Kg.) (V) (Kg.) 1.
0,0
-
2.
0,1
-
3.
0,2
-
4.
0,3
-
5.
0,4
-
6.
0,5
-
7.
0,6
-
8.
0,7
-
9.
0,8
-
10.
0,9
-
11.
1,0
-
12.
1,5
-
13.
2,0
-
14.
2,5
-
15.
3,0
-
16.
3,5
-
17.
4,0
-
18.
4,6
-
19.
5,0
-
20.
5,5
-
21.
6,0
-
22.
6,5
-
23.
7,0
-
24.
7,5
-
25.
8,0
-
26.
8,5
-
27.
9,0
-
28.
9,5
-
29.
10,0
-
30.
10,5
-
Proses pengujian yang selanjutnya adalah menguji sistem pengikut garis. Pengujian dilakukan pada lintasan yang ditunjukkan pada gambar 4. Hasil pengujian ditampilkan pada tabel 4.
Gambar 4. Lintasan Robot Pengikut Garis
Tabel 4 Data Hasil Uji Sistem Pengikut Garis No. Posisi Keterangan 1. A Robot berjalan mengikuti garis lengkung 2. B Robot berjalan mengikuti garis lurus, garis berada tepat di tengahtengah badan robot 3. C Robot berhenti 4. D Robot berjalan mengikuti garis lurus, garis berada tepat di tengahtengah badan robot 5. E Robot berjalan mengikuti garis lengkung 6. F Robot berjalan mengikuti garis lengkung 7. G Robot berjalan mengikuti garis lengkung 8. H Robot berjalan mengikuti garis lengkung 9. I Robot berjalan mengikuti garis lengkung 10. J Robot berjalan mengikuti garis lurus, garis berada tepat di tengahtengah badan robot 11. K Robot berjalan lurus, kemudian berjalan dengan arah bebas, dan tidak mampu mengikuti garis siku-siku 12. L Robot berjalan mengikuti garis lengkung
Pengujian terakhir dilakukan untuk mengecek pembacaan kode buku dan kode rak serta kesesuaian penempatan buku. Hasil pengujian ditampilkan pada tabel 5.
Tabel 5 Data Hasil Uji Pembacaan Kode Buku dan Kode Rak, serta Kesesuaian Penempatan Buku Kode Buku yang dibawa 1 2 3 4 5
Pembacaan Kode Buku Rak Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca
Penempatan Buku X X X X X
Kode Buku Pembacaan Kode Penempatan Buku yang dibawa Buku Rak 6 Terbaca Terbaca X 7 Terbaca Terbaca X 8 Terbaca Terbaca X 9 Terbaca Terbaca X 10 Terbaca Terbaca X 11 Terbaca Terbaca X 12 Terbaca Terbaca X 13 Terbaca Terbaca X 14 Terbaca Terbaca X 15 Terbaca Terbaca X Keterangan Tabel: tanda Y=sudah sesuai; tanda X=belum sesuai;
Gambar 4.2 Hasil Rancangan Mekanik Badan Robot
PENUTUP Berdasarkan deskripsi yang dipaparkan pada hasil penelitian, ada beberapa saran yang perlu diperhatikan, yaitu sebagai berikut. 1.
Software dan hardware hendaknya diperbaiki
2.
Menggunakan Load Cell yang meimiliki kapasitas beban lebih besar, agar beban yang dibawa bisa lebih banyak
3.
Pembaca kode buku dan kode rak hendaknya menggunakan sistem yang lebih canggih, seperti RFID atau Barcode
4.
Motor penggerak roda hendaknya menggunakan Motor Stepper agar kecepatannya bisa diatur dan konstan
5.
Robot dilengkapi dengan tangan-tangan, agar mampu meletakan buku-buku pada rak
6.
Power Suplly hendaknya menggunakan aki kering atau baterai Lithium, agar lebih aman dan lebih hemat energi.
DAFTAR RUJUKAN
Arifin, Jaenal. Tanpa Tahun. Model Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Makalah disajikan pada Seminar Tugas Akhir di Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Uiversitas Diponegoro, (Online), diakses tanggal 05 Januari 2014 Atmel Corporation. 2010. 8-bit Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash. USA: ATMEL. International Rectifier. Tanpa Tahun. IRFZ44N Power MOSFET, (Online), (www.Irf.com), diakses tanggal 13 Desember 2013. Kholis, Ikhwannul. 2012. Aplikasi Led Dan Photodiode Sebagai Sensor Garis Pada Robot Line Follower, (Online), (http://ikkholis27.wordpress.com/2012/05/10/aplikasi-led-dan-photodiodesebagai-sensor-garis-pada-robot-line-follower/), diakses tanggal 19 Oktober 2013. Kurniawan, Irawan. Tanpa Tahun. Multiplekser dan Demultiplekser, (Online), diakses tanggal 23 Desember 2013. Marizal, et all. 2010. Robot Pengikut Garis Berbasis Mikrokontroler At89s51. Yogyakarta: Teknik Elektromedik Universitas Yogyakarta. Pangastiningasih. E., Daniar. 2012. Prototype Robot Pengikut Gari sebagai Alat Pengantar Buku di Perpustakaan. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang. Purwanto, Dwi. Tanpa Tahun. Rancang Bangun Load Cell sebagai Sensor Gaya
pada Sistem Uji, (Online), diakses tanggal 12 November 2013. Renesas Technology Corp. 2005. HD74LS1511-of-8 Data Selector/Multiplexer (with Strobe) Rev.2.00, (Online), (http://www.renesas.com), diakses tanggal 26 Oktober 2013. Semiconductor Components Industries, LLC. 2013. Datasheet LM324, LM324A, LM224,LM2902, LM2902V, NCV2902 Single Supply Quad Operational Amplifiers, (Online), (http://onsemi.com), diakses tanggal 19 Oktober 2013. Setiono, Joko. 2013. Rancang Bangun Kontrol Suhu dan Timbangan Berat Badan Otomatis pada Inkubator Bayi. Malang: Unversitas Negeri Malang.
Shenzen City Koo Chin Electronics Limited. Tanpa Tahun. C945 Transistor (NPN), (Online), (http: www.hz.dz.net), diakses tanggal 13 Desember 2013. Soebhakti, Hendawan. 2012. Membuat Robot Line Follower, (Online), (http:// http://masnasir.files.wordpress.com/2012/11/membuat-robot-line-followerpsrits.pdf), diakses tanggal 19 Oktober 2013. Sugiyono. 2011. Metode Peelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan Research and Development (R & D). Bandung: Alfabeta. Susilo, Deddy. 2010. 48 Jam Kupas Tuntas MikrokontrollerMCS51 & AVR. Yogyakarta: Andi Offset. Sutrisno. 1993. Elektronika Dasar II. Jakarta: Erlangga. Tanpa Pengarang. Tanpa Tahun. The graphical environment for the software development of microcontrollers with AVR architecture “Algorithm Builder”. Tanpa Pengarang. 2002. Vishay-Datasheet 16x2 Character LCD, (Online), (www.vishay.com), diakses tanggal 26 Oktober 2013. Tanpa Pengarang. Tanpa Tahun. 16x2 Character LCD Revision 01-Oct-02. Vishay, (Online), (www.datasheetcatalog.com), diakses tanggal 08 November 2012. Tanpa Pengarang. Tanpa Tahun. Basic InfoPower Window Model No. ZD12404, (Online), (http://exeagull.en.made-inchina.com/product/BosJfbRThMhz/China-Power-Window-Motor-ZD12404.html), diakses tanggal 23 Februari 2014. Tanpa Pengarang. 2012. MOSFET sebagai Saklar, (Online), (http://elektronikadasar.web.id), diakses tanggal 07 April 2014. Texas Instrument. 2009. INSTRUMENTATION AMPLIFIER With Precision Voltage Reference. Texas: Texas Instrument Incorporated. Tim Laboratorium Elin. 2009. Modul Praktikum Elektronika Dasar I. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang. Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroller AVR ATMega16/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada Winrar. Bandung: Informatika.
1) Mahasiswa Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang 2) Dosen Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang 3) Dosen Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang
