ROBOT RGB COLOR SORTER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Grendy Christopher(
[email protected]), Riduan Wijaya (
[email protected]) Dedy Hermanto (
[email protected]), Eka Puji Widianto (
[email protected]) Jurusan Teknik Informatika STMIK GI MDP Abstrak : Perkembangan teknologi robotik saat ini sedang mengalami fase kemajuan pesat. Robot mengambil peran di hampir seluruh aspek kehidupan manusia. Konsistensi robot dalam melakukan aktivitas dapat dikatakan tinggi sehingga mampu melakukan berbagai aktivitas dalam jangka waktu yang lama. Pembuatan Robot RGB Color Sorter ini bertujuan untuk mengelompokkan benda berdasarkan warna dengan waktu respon RGB Color Sensor sebesar 200 milisekon dan tingkat akurasi proses pengelompokan benda sebesar 100% sehingga dapat diimplementasikan dalam berbagai jenis industri yang akan berdampak pada meningkatnya produktivitas. Komponen komponen yang digunakan mudah didapat sehingga masyarakat tidak sulit untuk mempelajari cara pembuatan robot ini. Kata kunci : Robotika, pengelompokan benda, warna, konsistensi, industri. Abstract : Robotic technology nowaday is significantly increased. Robot take over the human role in most activity in human life. The consistency of robot of doing an activity is high so robot can do various activities continuously. This RGB Color Sorter Robot is maked to sort various object by the object’s color with 200 milliseconds of RGB Color sensor’s response time and 100% of accuracy in sorting activity so this robot can be implemented in various industry that will increase the industry’s productivity. The components used of this robot is easy to get so the others can learn how to make this robot easily. Key Words: Robotics, object sorting, color, consistency, industry
1
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi robotik saat ini sedang mengalami fase kemajuan pesat. Robot mengambil peran di hampir seluruh aspek kehidupan manusia. Seperti kegiatan rumah tangga, kegiatan perkantoran, maupun kegiatan produksi di berbagai industri. Diharapkan di masa depan robot dapat mengambil peran yang lebih besar dalam membantu aktivitas manusia sehingga dapat memudahkan manusia dalam melakukan berbagai kegiatan. Konsistensi robot dalam melakukan aktivitas juga dapat dikatakan tinggi sehingga mampu melakukan berbagai aktivitas dalam jangka waktu yang lama. Saat ini banyak industri yang membutuhkan konsistensi
bekerja yang tinggi untuk melakukan berbagai macam pekerjaan, salah satunya adalah aktivitas pengelompokan barang. Pengelompokan barang yang dilakukan manual oleh manusia membutuhkan waktu yang lama, disamping itu manusia tidak dapat melakukan suatu aktivitas secara terusmenerus dengan waktu istirahat yang singkat, apabila manusia dipaksa melakukan hal itu maka ketelitiannya akan berkurang secara otomatis dan mengakibatkan kekeliruan dalam aktivitas tersebut. Untuk itu peran robot sangat dibutuhkan untuk melakukan tugas ini. Berdasarkan hal tersebut maka penulis terdorong untuk membuat suatu robot untuk mengelompokkan benda. Robot ini dapat mengelompokkan benda berdasarkan warna benda sehingga proses pengelompokan dapat dilakukan dengan cepat dan tepat.
Hal - 1
2.3 USBasp Programmer 2
LANDASAN TEORI
2.1 Pengenalan Robot Kata robot yang berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja, mulai menjadi populer ketika seorang penulis berbangsa Czech(Ceko), Karl Capek, membuat pertunjukan dari lakon komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUL(Rossume’s Universal Robot). Ia bercerita tentang mesin yang menyerupai manusia, tapi mampu bekerja terus-menerus tanpa lelah. Beberapa penerapan robot saat ini antara lain: 1. Merakit dan mengelas kerangka mobil di industri manufaktur. 2. Pencari dan pemadam sumber api. 3. Pelayan toko. 4. Robot boneka. 5. Robot medis. 6. Robot perang (War Robot). 7. Robot penjelajah/Explorer 8. Robot intel (dapat terbang dan memfoto suatu daerah) Dan fungsi-fungsi dibidang lainnya. 2.2 Pengenalan Atmega16
Mikrokontroler
AVR
Mikrokontroler AVR merupakan pengontrol utama standar industri dan riset saat ini. Hal ini dikarenakan berbagai kelebihan yang dimilikinya dibandingkan mikroprosesor, yaitu murah, dukungan software dan dokumentasi yang memadai dan memerlukan komponen pendukung yang sangat sedikit.
Gambar 1 : Mikrokontroler ATMega16
USBasp adalah USB programer yang diperuntukan untuk mikrokontroler Atmel dari keluarga AVR. Sangat simpel dan mudah dalam membuatnya, hanya membutuhkan sebuah mikrokontroler jenis ATMega48 atau ATMega8 dan beberapa komponen pasif. Programer ini hanya menggunakan firmware USB driver dan tidak diperlukan USB controler khusus. 2.4 Pengenalan pemrograman BASIC Bahasa BASIC adalah salah satu bahasa tingkat tinggi (High Level Language) yang berorientasi ke pemecahan masalah (problem solving). BASIC yang merupakan singkatan dari Beginner’s All purpose Symbolic Instruction Code, ditemukan oleh John G. Kemeny, profesor dari Darthmouth College dan Thomas E. Kurtz pada tahun 1960. Perintah-perintah dalam bahasa BASIC relatif mudah dipahami, baik oleh orang yang awam sekalipun. Banyak sekali jenis kompiler dari versi bahasa BASIC, misalnya : BASICA, GWBASIC, Turbo BASIC, Quick BASIC, Power BASIC, dll, akan tetapi pada dasarnya kesemuanya bermuara pada style pemrograman yang sama yaitu bahasa BASIC itu sendiri.
3
PERANCANGAN ALGORITMA
ALAT
DAN
3.1 Jenis Perangkat Lunak dan Sistem Operasi yang Digunakan Perangkat lunak merupakan program komputer atau kumpulan intruksi – intruksi yang dikenal oleh komputer yang berguna untuk mengendalikan perangkat keras. Selain itu juga perangkat lunak dapat diciptakan untuk mesin tertentu dan juga perangkat lunak dapat memanfaatkan perangkat keras tersebut secara optimal. Adapun perangkat lunak yang digunakan meliputi sistem operasi dan aplikasi adalah sebagai berikut : 1. Microsoft Windows 7 Ultimate, sebagai sistem operasi untuk komputer. 2. PROTEUS, digunakan untuk membuat skematik desain rangkaian menggunakan
Hal - 2
ISIS dan membuat layout PCB dari skematik yang telah dibuat sebelumnya dengan menggunakan ARES. 3.1 Metodologi Pemecahan Masalah Metodologi yang digunakan dalam pembuatan Robot RGB Color Sorter ini menggunakan metodologi iterasi sebagai berikut :
Robot ini menggunakan 3 komponen utama yaitu Mikrokontroler AVR ATMega16 sebagai otak dari robot ini, RGB color sensor (sensor warna) untuk mendeteksi warna dari benda yang akan dikelompokkan, dan motor servo yang digunakan sebagai sendi untuk menggerakan lengan robot RGB color sorter ini. 4.
Implementation
1. Planning Pada fase ini penulis merencanakan urutan kerja yang akan dilakukan dalam pembuatan Robot RGB Color Sorter. Sehingga proses pembuatan robot terstruktur dan dapat diselesaikan tepat waktu. 2.
Requirement
Pada fase ini penulis menganalisis kebutuhan dari Robot RGB Color Sorter baik perangkat lunak maupun perangkat keras yang akan digunakan untuk mendukung pembuatan robot secara keseluruhan. 3.
Analysis and Design
Pada fase ini penulis membuat solusi pengelompokkan benda dengan melakukan perancangan skematik beberapa perangkat keras yang dibutuhkan seperti rangkaian mikrokontroler, RGB color sensor, dan Power Supply. Penulis juga menganalisis konsep dasar yang akan dipakai dalam pembuatan Robot RGB Color Sorter ini. Konsep tersebut dapat dilihat pada blok diagram berikut.
Pada fase ini penulis melakukan pembuatan perangkat keras dari skematik yang sudah dirancang pada fase sebelumya. Perangkat keras yang dibuat meliputi mikrokontroler, RGB Color Sensor, dan Power Supply. Selain membuat rangkaian elektronika tersebut penulis juga membuat lengan robot beserta komponen-komponen pendukung lainnya. Setelah semua komponen selesai dibuat, penulis melakukan pengintegrasian terhadap komponenkomponen tersebut hingga menjadi satu kesatuan sistem. Penulis juga melakukan pengkodean terhadap robot yang telah selesai dibuat serta menyertakan flowchart yang menjelaskan bagaimana robot ini bekerja. 5.
Testing
Setelah robot selesai dibuat secara keseluruhan, pada fase ini penulis melakukan pengujian untuk mengetahui apakah robot yang dibuat sudah sesuai dengan konsep / rancangan awal atau belum. 6.
Evaluation
Pada fase ini penulis me-review semua yang dilakukan selama proyek, serta kemungkinan langkah pengembangan selanjutnya. 3.2 Logika Cara Kerja Robot RGB Color Sorter
Gambar 2 : Blok Diagram Robot RGB Color Sorter
Cara Kerja Robot ini secara sederhana dapat dideskripsikan sebagai berikut, Proses pertama mikrokontroler AVR ATMEGA16 memerintahkan RGB color sensor untuk aktif dan mendeteksi warna benda, lalu hasil data warna benda yang diperoleh oleh RGB color
Hal - 3
sensor diterima dan diolah oleh mikrokontroler. Setelah hasil tersebut diolah maka mikrokontroler dapat menyimpulkan apakah benda tersebut berwarna merah, hijau, biru. Setelah proses pengolahan tersebut mikrokontroler akan memerintahkan motor servo untuk menggerakkan lengan robot untuk mengambil benda dan meletakkan benda pada lokasi 1 apabila benda berwarna merah, lokasi 2 apabila benda berwarna hijau, lokasi 3 apabila benda memiliki warna biru, dan bila benda tidak terdeteksi oleh sensor maka robot akan terus menunggu dalam posisi siap hingga ada benda yang diletakkan. Robot baru akan berhenti melakukan aktivitasnya ketika power supply pada robot dinonaktifkan. 4
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS
Warna Benda
Merah
Hijau
4.1 Kelebihan / Keunggulan Alat Setelah mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan pengembangan robot RGB color sorter, didapat keunggulan-keunggulan dari robot ini. Keunggulan – keunggulannya dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Dapat mengelompokkan benda-benda berdasarkan warna merah, hijau, dan biru. 2. Dapat diimplementasikan dalam berbagai jenis industri untuk melakukan proses pengelompokkan benda. 3. Menggunakan bahan dan komponen yang relatif murah dalam pengembangan sebuah robot color sorter. 4.2 Pengujian Konsistensi Nilai RGB Color Sensor Penulis telah melakukan pengujian terhadap konsistensi nilai yang dihasilkan oleh RGB color sensor. Pengujian dilakukan dengan cara melakukan pengambilan nilai sebanyak lima kali pada setiap objek dengan warna merah, hijau, dan biru. Lalu membandingkan nilai pada ketiga pengujian tersebut untuk mengetahui tingkat konsistensi nilai yang dihasilkan oleh RGB color sensor. Hasil dari pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:
Biru
Nilai RGB Hasil Color Sensor Pengujian R G B 35 199 174 Merah 32 199 171 Merah 44 198 166 Merah 24 201 174 Merah 39 199 167 Merah 34 200 165 Merah 41 198 170 Merah 38 199 172 Merah 23 199 171 Merah 40 200 168 Merah 92 40 145 Hijau 83 48 152 Hijau 70 54 147 Hijau 88 46 152 Hijau 92 40 145 Hijau 88 41 146 Hijau 74 45 151 Hijau 91 53 145 Hijau 91 50 147 Hijau 85 48 150 Hijau 191 160 39 Biru 192 160 35 Biru 198 159 35 Biru 195 159 35 Biru 198 163 39 Biru 194 160 36 Biru 191 161 37 Biru 198 159 35 Biru 192 160 37 Biru 191 160 38 Biru
Tabel 2 : Hasil Nilai RGB Color Sensor Dari hasil pengujian pada tabel 4.3 diatas dapat dilihat bahwa hasil pengujian konsistensi warna 100% akurat dimana pada kondisi ini menggunakan respontime 200 milisekon sehingga memungkinkan RGB Color Sensor mendeteksi warna terlebih dahulu untuk mendapatkan hasil nilai yang akurat.
4.3 Hasil Pengujian Intensitas Cahaya Penulis melalukan pengujian terhadap tinggi rendahnya intensitas cahaya dikarenakan intensitas cahaya dapat mempengaruhi kinerja dari RGB Color Sensor.
Hal - 4
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan beberapa jenis lampu yang memiliki intensitas cahaya yang berbeda. Berikut ini merupakan hasil dari pengujian intensitas cahaya yang dapat dilihat pada tabel 3 Tabel 3 : Hasil Pengujian Intensitas Cahaya Warna Nilai RGB Benda Color Sensor R G B Merah 67 199 184 Hijau 88 75 174 Mati Biru 211 167 57 Empty 246 249 232 Merah 51 192 174 103 54 156 Bohlam Hijau (5W) Biru 201 167 91 Empty 222 243 217 Merah 48 192 166 78 60 158 Bohlam Hijau (25W) Biru 195 166 60 Empty 199 235 201 Merah 44 193 163 79 51 124 Bohlam Hijau (75W) Biru 190 159 38 Empty 145 206 143 Merah 71 195 185 PLC Hijau 120 57 169 (20W) Double Biru 206 166 65 U Empty 240 248 231 Merah 56 204 188 PLC Hijau 94 63 167 (23W) Triple Biru 224 243 134 U Empty 216 240 216 Merah 63 198 184 Hijau 95 59 176 Neon (36W) Biru 216 166 63 Empty 148 147 135 Jenis Lampu
Hasil Sensor Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Empty Merah Hijau Biru Biru
Dari hasil pengujian intensitas cahaya diatas dapat dilihat bahwa intensitas cahaya berpengaruh terhadap kinerja RGB Color Sensor dimana pada pengujian lampu neon (36W) pada posisi empty RGB Color Sensor mendeteksi warna yang salah. Robot ini dapat bekerja dengan maksimal dengan intensitas cahaya ruangan lebih rendah dari cahaya lampu neon (36W).
5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan Pada bab ini dipaparkan kesimpulan dari pengerjaan skripsi yang didapat selama masa pembuatan dan pengujian. Berikut adalah beberapa kesimpulan mengenai skripsi ini. 1. Robot RGB color sorter dapat mengelompokkan benda berdasarkan warna dengan menggunakan RGB color sensor dan ATMega16 sebagai mikrokontroler dengan tingkat akurasi 100% dan waktu respon 200 milisekon. 5.2 Saran Untuk pengembangan perangkat ini, penulis memberikan beberapa saran yang dapat dilakukan, beberapa saran tersebut sebagai berikut : 1. Untuk pengembangan selanjutnya, disarankan menggunakan sensor yang dapat mendeteksi lebih banyak warna sehingga dapat mengelompokkan benda dengan variasi warna yang lebih banyak.
DAFTAR PUSTAKA [1]
Arifianto, Deni 2007, Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana, Kawan Pustaka, Jakarta.
[2]
Blocher, Richard 2007, Dasar Elektronika, Andi Publisher, Yogyakarta.
[3]
Budiharto, Widodo 2006, Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas, Elex Media Komputindo, Jakarta.
[4]
Budiharto, Widodo 2008, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATMega 16, Elex Media Komputindo, Jakarta.
[5]
Hadi, Mokh.Sholihul 2008, Mengenal Mikrokontroler ATMega 16, ilmukomputer.org/wp-
Hal - 5
content/uploads/2008/08/sholihulatmega16.pdf, Jakarta. (Diakses Oktober 2012)
6
[6]
Pitowarno, Endra 2006, Robotika: Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan, Andi, Yogyakarta.
[7]
Rangkuti, Shayban 2011, Mikrokontroller ATMEL AVR : Simulasi dan Praktek Menggunakan ISIS Proteus dan CodeVisionAVR, Informatika, Bandung.
[8]
Setiawan, Afrie 2011, 20 Aplikasi Mikrokontroler 8535 & ATMega 16 Menggunakan Bascom-AVR, Andi, Yogyakarta.
[9]
Setiawan, Sulhan 2009, Mudah dan Menyenangkan : Belajar Mikrokontroler, Andi, Yogyakarta.
[10] Simanjuntak, Raymon T 2008, Perancangan Robot Pemadam Api Berbasis Mikrokontroler AT89C51, repository.usu.ac.id/bitstream/1234567 89/11875/1/09E00114.pdf, Medan. (Diakses 8 Oktober 2012) [11] Syarif, Iwan 2008 Konsep Dasar Pemrograman Basic-Diktat Kuliah Bahasa Komputer I, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya-ITS, Surabaya.
Hal - 6
