• Tidak ada hasil yang ditemukan

TUGAS AKHIR PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT BERKAKI PEMADAM API

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2019

Membagikan "TUGAS AKHIR PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT BERKAKI PEMADAM API"

Copied!
114
0
0

Teks penuh

(1)

TUGAS AKHIR

PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT

BERKAKI PEMADAM API

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

ARIE WONGSO

NIM : 075114009

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

FINAL PROJECT

APPLICATION ANT GAIT ON THE FIRE EXTINGUISHER

LEGGED ROBOT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

ARIE WONGSO

NIM : 075114009

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)
(4)
(5)
(6)

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Anda bisa sukses, sekalipun tak ada orang yang percaya anda

bisa. Tapi anda tak pernah akan sukses jika tidak percaya pada diri

sendiri.

Skripsi ini kupersembahkan untuk…

Papa dan Mama tercinta…

Lina, Mulyono, dan Sunita adekku tersayang

yang selalu memberikan dukungan dan support

untukku

Selyna wong tercinta yang memberikan

semangat, dukungan dan warna baru dalam

(7)
(8)

INTISARI

KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) menjadi sebuah wadah bagi seluruh

universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu pengetahuan

di bidang robot. Robot berkaki 6 ini membantu mahasiswa dalam mengembangkan,

mempelajari, dan memberikan wawasan gerakan semut.

Robot ini dikendalikan dengan 2 mikrokontroler yaitu mikrokontroler

ATmega8535 dan Atmega128. Robot ini memiliki tombol yang dirancang untuk memilih

pola gerakan pada robot dan memiliki LCD yang menampilkan status dari sensor api.

Aktuator pada setiap kaki robot menggunakan motor servo dan dilengkapi sensor TPA81

sebagai pendeteksi keberadaan api. Robot juga dilengkapi dengan kipas untuk

memadamkan api.

Hasil dari Tugas akhir ini yaitu sebuah robot pemadam api berkaki 6 dengan

metode gerakan semut sudah berhasil dibuat. Gerak rotasi gerakan

tripod

lebih stabil

daripada gerakan

metachronal

. Gerakan

metachronal

lebih cepat 1,45 detik daripada

gerakan

tripod

. Robot sudah bisa menemukan api dan memadamkan api 100%.

(9)

ABSTRACT

KRCI (Indonesian Intelligent Robot Contest) becomes a container for all

universities in Indonesia to appreciate the creativity, innovation and knowledge of robotic.

Six legged robot help students to develop, learn, and give concept of ant movement.

This robot is controlled by two microcontroller which are the microcontroller

ATmega8535 and ATmega128. The robot has button that designed to select movement

patterns of the robot, and LCD to view status of fire sensor. Actuator

on each robot’s

legs

using servo motor and equipped with sensor TPA81 to detect position of fire. Robot is also

equipped with fan to extinguish the fire.

The results of this final research is a six legged robot fire extinguisher with ant gait

method has successfully created. Tripod movement is more stable than metachronal

movement on rotational motion. Metachronal movements 1.45 seconds faster than tripod

movement. Robot has found the fire and extinguish the fire 100%.

(10)

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga tugas

akhir dengan judul

“Penerapan Metode Gerakan Semut Pada Robot Berkaki

Pemadam Api”

ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa

Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan,

gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

1.

Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2.

Ibu Wuri Harini S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan,

kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat

diselesaikan.

3.

Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan

bimbingan kepada peneliti selama kuliah.

4.

Bapak dan Ibuku tercinta, Kakakku, Adikku, Pacarku, serta keluarga yang telah

memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

5.

Teman-teman seperjuangan: Addy Heriadi Jauhari patner dalam pembuatan robot,

Christian Novianto S.T. yang sudah memberikan masukkan dan teman-teman

angkatan 2007 untuk kebersamaan dan dukungannya.

(11)
(12)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1

Latar Belakang ... 1

1.2

Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3

Batasan Masalah ... 2

1.4

Metodologi Penelitian... 2

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1

Mikrokontroler AVR ... 5

2.1.1

Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535 ... 6

2.1.2

Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535 ... 7

2.1.3

Pewaktuan CPU ... 8

2.1.4

Pewaktu atau Pencacah 16

Bit ...

9

2.1.5

Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ...

10

2.1.6

Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ...

10

2.2

Mikrokontroler ATmega128 ... 11

2.2.1

Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128 ... 12

2.3

Program Pendukung ... 13

(13)

2.4

TPA81

Thermopile Array ...

14

2.4.1

Field of View (FOV) ...

15

2.4.2

Connections ...

15

2.4.3

Register

... 16

2.5

Motor Servo ... 17

2.6

LCD ... 18

2.7

Semut ... 19

2.8

Konfigurasi Transistor

Feedback Pair ...

20

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ... 22

3.1

Perancangan Perangkat Keras ... 23

3.1.1

Desain Mekanik Robot ... 23

3.1.2

Rangkaian Sensor TPA81 ... 24

3.1.3

Rangkaian LCD ... 25

3.1.4

Rangkaian

Driver

Kipas ... 25

3.1.5

Rangkaian

Current Booster

... 26

3.2

Perancangan Perangkat Lunak ... 29

3.2.1

Diagram Alir Utama ... 29

3.2.2

Diagram Alir Subrutin Maju

Tripod

... 30

3.2.3

Diagram Alir Subrutin Mundur

Tripod ...

31

3.2.4

Diagram Alir Subrutin Belok Kiri

Tripod ...

32

3.2.5

Diagram Alir Subrutin Belok Kanan

Tripod ...

33

3.2.6

Diagram Alir Subrutin Maju

Metachronal ...

34

3.2.7

Diagram Alir Subrutin Mundur

Metachronal ...

35

3.2.8

Diagram Alir Subrutin Belok Kiri

Metachronal ...

36

3.2.9

Diagram Alir Subrutin Belok Kanan

Metachronal ...

37

3.2.10

Diagram Alir Subrutin Netral ... 38

3.2.11

Diagram Alir Subrutin Api ... 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40

4.1

Implementasi Alat... 40

4.2

Pengujian

Metachronal Gait

dan

Tripod Gait

... 44

4.3

Pengujian Waktu Maju, Mundur, Putar Kanan dan Putar Kiri ... 45

4.4

Pengujian Robot Saat Posisi Berputar ... 46

(14)

4.6

Pengujian Mekanik Robot ... 48

4.7

Pengujian Rangkaian Regulator Servo ... 48

4.8

Pengujian Rangkaian Regulator Sensor Api, LCD, dan Kipas ... 49

4.9

Perbandingan Antara Gerakan Metachronal dan Gerakan Tripod ... 50

4.10

Pembahasan Program pada Mikrokontroler ... 51

4.10.1

Pembahasan Program Untuk Sistem Sensor, Kipas dan LCD... 51

4.10.2

Pembahasan Program Servo ... 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 72

5.1

Kesimpulan ... 72

5.2

Saran ... 72

DAFTAR PUSTAKA ... 73

LAMPIRAN ... 74

(15)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1

Blok Model Perancangan ... 3

Gambar 2.1

Susunan kaki-kaki ATmega8535 ... 6

Gambar 2.2

Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535 ... 7

Gambar 2.3

Menggunakan Osilator Internal ... 8

Gambar 2.4

Menggunakan sumber detak eksternal ... 8

Gambar 2.5

Distribusi pewaktu ... 8

Gambar 2.6

Register

TCCR1B ... 9

Gambar 2.7

Register

TIMSK ... 10

Gambar 2.8

Register

TIFR ... 10

Gambar 2.9

Susunan kaki-kaki ATmega128 ... 12

Gambar 2.10

Worksheet

dan

toolbar

code vision

AVR

... 14

Gambar 2.11 TPA81

Thermopile array ...

14

Gambar 2.12 Sudut pandang TPA81 ... 15

Gambar 2.13 Konfigurasi pin TPA81 ... 16

Gambar 2.14 Motor servo ... 17

Gambar 2.15 Timing pulsa servo ... 18

Gambar 2.16 Semut ... 19

Gambar 2.17 Pola gerakan

metachronal

... 20

Gambar 2.18 Pola gerakan

tripod

... 20

Gambar 2.19 Konfigurasi

feedback pair

... 20

Gambar 3.1

Blok diagram perancangan sistem pada robot ... 22

Gambar 3.2

Tampak depan ... 23

Gambar 3.3

Tampak samping ... 23

Gambar 3.4

Tampak atas ... 24

Gambar 3.5

Tampak belakang ... 24

Gambar 3.6

Rangkaian tambahan sensor TPA81 ... 24

Gambar 3.7

Rangkaian LCD ... 25

Gambar 3.8

Rangkaian

driver

kipas ... 26

(16)

Gambar 3.10 Rangkaian feedback pair ... 27

Gambar 3.11 Diagram alir utama ... 29

Gambar 3.12 Diagram alir subrutin gerak maju

tripod gait

... 30

Gambar 3.13 Diagram alir subrutin gerak mundur

tripod gait

... 31

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin belok kiri

tripod gait

... 32

Gambar 3.15 Diagram alir subrutin gerak belok kanan

tripod gait

... 33

Gambar 3.16 Diagram alir subrutin gerak maju

metachronal gait

... 34

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin gerak mundur

metachronal gait

... 35

Gambar 3.18 Diagram alir subrutin gerak belok kiri

metachronal gait

... 36

Gambar 3.19 Diagram alir subrutin gerak belok kanan

metachronal gait

... 37

Gambar 3.20 Diagram alir subrutin netral ... 38

Gambar 3.21 Diagram alir subrutin api ... 39

Gambar 4.1

Tampak atas ... 40

Gambar 4.2

Tampak depan ... 41

Gambar 4.3

Tampak samping ... 41

Gambar 4.4

Tampak belakang ... 41

Gambar 4.5

Regulator sensor ... 42

Gambar 4.6

Regulator servo ... 42

Gambar 4.7

Modul LCD ... 42

Gambar 4.8

Modul ATmega128 ... 43

Gambar 4.9

Modul ATmega8535 ... 43

Gambar 4.10 Sensor TPA81 ... 43

Gambar 4.11

Metachronal gait

... 44

Gambar 4.12

Tripod gait

... 44

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu pergerakan ... 46

(17)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1

Prescaler timer/counter 1

... 9

Tabel 2.2

Register

TPA81 ... 16

Tabel 2.3

Command

dan

action

TPA81 ... 17

Tabel 2.4

Konfigurasi pin LCD ... 18

Tabel 4.1

Perbandingan waktu pergerakan ... 45

Tabel 4.2

Pengujian posisi ... 46

Tabel 4.3

Perbandingan waktu memadamkan api ... 47

Tabel 4.4

Pengukuran arus servo ... 49

Tabel 4.5

Pengukuran arus regulator sensor api, LCD, dan kipas ... 49

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) setiap tahun dengan tujuan untuk

menumbuh-kembangkan dan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi serta

mengembangkan kreativitas dan inovasi mahasiswa. KRCI menjadi sebuah wadah bagi

seluruh universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu

pengetahuan di bidang robot.

Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat sebuah robot berkaki 6 yang

diharapkan mampu bersaing dalam KRCI serta bisa berguna bagi mahasiswa khususnya

mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari dan mengembangkan robot berkaki ini

menjadi lebih kompetitif.

Robot berkaki 6 ini akan dibuat dengan meniru gerakan semut saat berjalan. Semut

merupakan salah satu hewan berkaki 6 dan sering dijumpai dimana-mana. Meskipun

ukuran tubuhnya relatif sangat kecil, semut adalah hewan terkuat kedua di dunia. Bila

dibandingkan dengan gajah yang hanya mampu menopang beban dengan berat 2 kali dari

berat badannya sendiri, semut jantan mampu menopang beban dengan berat 50 kali dari

berat badannya sendiri.

Robot berkaki 6 yang terinspirasi dari semut sudah pernah dibuat sebelumnya, yaitu

insect inspired actively compliant hexapod capable of object manipulation

[1] dan

insect

inspired actively compliant robotic hexapod

[2]. Konstruksi badan robot ini dibuat

menyerupai semut, dengan pola gerakan berjalan menyerupai

stick insect

(serangga dengan

bentuk badan seperti tongkat). Robot ini bisa menentukan beban total yang dibawa robot

secara otomatis.

(19)

1.2

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a.

Menghasilkan sebuah robot berkaki 6 yang berjalan meniru 2 gerakan semut yaitu

metachronal gait

dan

tripod gait

.

b.

Menghasilkan robot yang dapat melacak serta memadamkan api secara otomatis.

Manfaat dari penelitian ini adalah:

a.

Membantu mengembangkan robot berkaki 6 dan diharapkan mampu berkompetisi

di KRCI.

b.

Membantu mahasiswa khususnya mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari

dan mengembangkan robot ini menjadi lebih kompetitif.

c.

Memberikan wawasan gerakan semut pada mahasiswa.

d.

Memberikan pemilihan gerakan yang efisien pada robot berkaki enam.

1.3

Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a.

Menggunakan TPA81 sebagai sensor api.

b.

Menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dan ATMega 128.

c.

Menggunakan motor servo

Tower Pro

MG945.

d.

Setiap kaki menggunakan 3 buah motor servo.

e.

Menggunakan bahasa pemrograman C untuk mengendalikan motor servo dan

menjalankan sensor.

f.

Robot berjalan meniru 2 gerakan semut saat berjalan dengan tombol pemilihan.

g.

Memadamkan api dan mendeteksi api dengan menggunakan sensor TPA81.

h.

Menggunakan lilin sebagai sumber api.

1.4

Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode sebagai berikut :

a.

Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku, artikel dan jurnal-jurnal.

b.

Perancangan sistem

hardware

dan

software

. Tahap ini bertujuan untuk mencari dan

(20)

c.

Pembuatan sistem

hardware

dan

software

. Sistem akan bekerja apabila user

menekan tombol

start

pada robot. Setelah itu mikrokontroler 1 akan menjalankan

sensor api dan kipas, sedangkan mikrokontroler 2 akan menjalankan motor servo.

Robot berjalan meniru gerakan semut saat berjalan, kemudian robot mencari

sumber api dengan sensor api dan memadamkan api dengan kipas.

Gambar 1.1. Blok model perancangan

d.

Pada gambar 1.1 dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler 1 mengendalikan kipas

dan sensor api. Kipas akan diaktifkan oleh mikrokontroler 1 apabila robot sudah

dekat dengan sumber api. Kemudian untuk mendeteksi dan mendekati sumber api,

mikrontroler 1 mengaktifkan sensor api dan membaca nilai-nilai suhu yang

terdeteksi oleh sensor api. Setelah itu mikrokontroler 1 akan berkomunikasi satu

arah dengan mikrokontroler 2 untuk menggerakkan motor servo.

e.

Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara

mengambil beberapa gambar masing-masing gerakan robot pada saat berjalan.

Setelah itu dilakukan perhitungan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

memadamkan api. Percobaan akan dilakukan dengan 3 letak lilin pada posisi yang

berbeda.

(21)
(22)

BAB II

DASAR TEORI

2.1

Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler adalah suatu kombinasi mikroprosesor, piranti I/O (

Input/Output

)

dan memori, yang terdiri atas ROM (

Read Only Memory

) dan RAM (

Random Access

Memory

), dalam bentuk keping tunggal (

single chip

). Mikrokontroler ATmega8535 adalah

mikrokontroler 8

bit

buatan ATMEL dengan 8

KByte System Programable Flash

dengan

teknologi memori (

nonvolatile

), kepadatan tinggi, dan kompatibel dengan pin

out

dan set

instruksi standar industri MCS51 INTEL. Arsitektur yang digunakan dengan RISC

(

Reduce Instruction set in singgle chip

). Mikrokontroler ATmega8535 memiliki

karakteristik sebagai berikut [3]:

1.

Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

2.

Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

3.

Programmable Flash Memory

sebesar 8 K Byte.

4.

Memiliki 512

Bytes

EEPROM yang dapat diprogram.

5.

Ketahanan (

endurance

) : 10.000 siklus tulis/hapus.

6.

Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

7.

Fully Static Operation

: 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega8535.

8.

Dua level

Program Memory Lock

yaitu

flash program

dan EEPROM

data security.

9.

RAM Internal 128 X 8

bit

.

10. Memiliki 32 jalur I/O yang dapat diprogram.

11. Satu pencacah 8

bit

dengan

separate prescaler

.

12. Satu pencacah16

bit

dengan

separate prescaler.

13. Sumber interupsi (

interrupt source

) eksternal dan internal.

14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-

UniversalAsynchronous

Receiver-Transmitter

) yang dapat diprogram.

(23)

2.1.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535

[3]

Bentuk kemasan dan susunan kaki-kaki mikrokontroler dari ATmega8535

diperlihatkan seperti pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535

Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

1.

VCC (kaki 10) dihubungkan ke Vcc.

2.

GND (kaki 11) dihubungkan ke

ground

.

3.

Port

A (PA7..PA0) (kaki 33-40) merupakan

port

ADC sebagai

input analog. Port

A akan menjadi

port

8 bit dua arah (

bidirectional

) I/O, jika ADC tidak digunakan.

Port

ini berfungsi sebagai

port

data/alamat I/O ketika menggunakan SRAM

eksternal.

4.

Port

B (PB7..PB0) (kaki 8-1) merupakan

port

8 bit dua arah (

bidirectional

) I/O,

untuk berbagai keperluan (

multi purpose

).

5.

Port

C (PC7..PC0) (kaki 29-22) adalah

port

8 bit dua arah I/O, dengan internal

pull-up

resistor.

Port

C ini juga berfungsi sebagai

port

alamat ketika menggunakan

SRAM eksternal.

6.

Port

D (PD7..PD0) (kaki 21-14) adalah

port

8 bit dua arah I/O dengan resistor

pull-up

internal.

Port

D juga dapat berfungsi sebagai terminal khusus.

(24)

8.

XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi

rangkaian operasi detak internal.

9.

XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

10. ICP (kaki 20) adalah masukan bagi masukan fungsi

Capture Timer/counter1

.

11. OC1B (kaki 18) adalah kaki keluaran bagi fungsi

Output CompareB

keluaran

Timer/Counter1

.

12. Aref adalah pin referensi analog untuk

A/D Converter (ADC)

2.1.2 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535

[3]

(25)

2.1.3 Pewaktuan CPU

[3]

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki osilator internal (

on chip

osilator) yang

dapat digunakan sebagai sumber detak bagi CPU. Untuk menggunakan osilator internal

diperlukan sebuah kristal atau resonator keramik antara kaki Xtal1 dan kaki Xtal2 dan dua

buah kapasitor yang ditambahkan seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Menggunakan osilator internal

Gambar 2.4 Menggunakan sumber detak eksternal

(26)

2.1.4 Pewaktu atau Pencacah 16

Bit

[3]

Pencacah pada ATmega8535 diatur oleh

register

TCCR1B (

Timer/Counter1

Control Register B

).

Register

TCCR1B dijelaskan pada Gambar 2.6

Gambar 2.6

Register

TCCR1B

Penjelasan dari masing-masing bit adalah sebagai berikut:

Bit 7 ICNC1 (

Input Capture

1

Noise Canceler

(4 CKs). Bit ini berfungsi

meng-enable

/

disable

fungsi

noise canceler.

Bit 6 ICES1 (

Input Capture

1

Edge Select

). Bit ini berfungsi memilih jenis tepian

untuk memicu ICP.

Bit 4:3 WGM13:2 (

Waveform Generation Mode

). Bit ini berfungsi mengaktifkan

fungsi

Waveform Generation.

Bit 2:0 CS12, CS11, CS10:

Clock Select

1, Bits 2, 1 dan 0

(27)

2.1.5

Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK)

Gambar 2.7

Register

TIMSK

Bit 5 TICIE

1

(Input Capture Interrupt Enable).

Bit

ini berguna untuk mengaktifkan

interupsi

input capture

(penangkap kejadian pada

pin

ICP1/PB0) ketika

bit

ini di

set.

Bit 4 OCIE

1

A (Output Compare A Match Interrupt Enable).

Bit

ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi

Output Compare A Match

ketika

bit

ini di set.

Bit 3 OCIE

1

B (Output Compare B Match Interrupt Enable).

Bit

ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi

Output Compare B Match

ketika

bit

ini di set.

Bit 2 TOIE

1

(Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable).

Bit

ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi

Overflow TCNT

1

ketika

bit

ini di set.

2.1.6

Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR)

Gambar 2.8

Register

TIFR

Bit 5 ICF

1

(Input Capture Flag).

Bit

ini akan set secara otomatis ketika menangkap

trigger

pada

pin

ICP.

Bit

ini akan

clear

juga secara otomatis ketika mengeksekusi

vector

interupsi

input capture

. Untuk meng-

clear

secara manual

bit

ini maka

bit

ini

harus di-set.

Bit 4 OCF

1

A (Output Compare A Match Flag).

Bit

ini akan set secara otomatis

ketika terjadi

compare match A

.

Bit

ini akan

clear

juga secara otomatis ketika

mengeksekusi

vector

interupsi

output compare A

. Untuk meng-

clear

secara manual

(28)

Bit 4 OCF

1

B (Output Compare B Match Flag).

Bit

ini akan set secara otomatis

ketika terjadi

compare match B

.

Bit

ini akan

clear

juga secara otomatis ketika

mengeksekusi

vector

interupsi

output compare B

. Untuk meng-

clear

secara manual

bit

ini maka

bit

ini harus di-set.

Bit 2 TOV

1

(Timer/Counter1, Overflow Flag).

Bit

ini akan set secara otomatis

ketika terjadi

overflow

pada

register

pencacah TCNT1.

Bit

ini akan

clear

juga

secara otomatis ketika mengeksekusi

vector

interupsi

overflow timer/counter1

.

Untuk meng-

clear

secara manual

bit

ini maka

bit

ini harus di-set.

2.2

Mikrokontroler ATmega128

[4]

Mikrokontroler ATmega128 adalah mikrokontroler 8

bit

buatan ATMEL dengan

128

KByte System Programable Flash

dengan teknologi memori (

nonvolatile

), kepadatan

tinggi, dan kompatibel dengan pin

out

dan set instruksi standar industri MCS51 INTEL.

Arsitektur yang digunakan dengan RISC (

Reduce Instruction set in singgle chip

).

Mikrokontroler ATmega128 memiliki karakteristik sebagai berikut [3]:

1.

Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

2.

Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

3.

Programmable Flash Memory

sebesar 128 K

Bytes.

4.

Memiliki 4 K

Bytes

EEPROM yang dapat diprogram.

5.

Ketahanan (

endurance

) : 10.000 siklus tulis/hapus.

6.

Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

7.

Fully Static Operation

: 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega128.

8.

Dua level

Program Memory Lock

yaitu

flash program

dan EEPROM

data security.

9.

RAM Internal 128 X 8

bit

.

10. Memiliki 48 jalur I/O yang dapat diprogram.

11. Dua pencacah 8

bit

dengan

separate prescaler

.

12. Dua tambahan pencacah16

bit

dengan

separate prescaler.

13. Sumber interupsi (

interrupt source

) eksternal dan internal.

14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-

UniversalAsynchronous

Receiver-Transmitter

) yang dapat diprogram.

15.

Low-power Idle

dan

Power-down Model.

(29)

2.2.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128

Bentuk kemasan dan susunan kaki mikrokontroler dari ATmega128 diperlihatkan

seperti pada gambar 2.9

Gambar 2.9 Susunan kaki-kaki ATmega128

Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

1.

VCC (kaki 52) dihubungkan ke Vcc.

2.

GND (kaki 53) dihubungkan ke

ground

.

3.

Port

A (PA7..PA0) (kaki 44-51) merupakan

port

8 bit dua arah (

bidirectional

) I/O

dengan

pull up

internal.

4.

Port

B (PB7..PB0) (kaki 17-10) merupakan

port

8 bit dua arah (

bidirectional

) I/O

dengan pull up internal.

5.

Port

C (PC7..PC0) (kaki 42-35) adalah

port

8 bit dua arah I/O dengan internal

pull-up

resistor.

(30)

7.

Port

E (PD7..PD0) (kaki 32-25) adalah

port

8 bit dua arah I/O dengan resistor

pull-up

internal.

8.

Port

F (PD7..PD0) (kaki 9-2) adalah

port

yang difungsikan sebagai masukkan

analog ADC.

Port

F akan berfungsi sebagai

port

8 bit dua arah I/O, jika tidak

difungsikan sebagai masukkan analog

A/D Converter (ADC)

.

9.

Port

G (PD4..PD0) (kaki 19-18,34-33) adalah

port

8 bit dua arah I/O dengan

resistor

pull-up

internal.

10.

Reset

(kaki 9) ketika kondisi rendah dimana lebih lama dari 50 nS mikrokontroler

akan

reset

walaupun detak tidak berjalan.

11. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi

rangkaian operasi detak internal.

12. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

13. AVCC adalah pin penyuplai tegangan untuk

port

F dan

A/D Converter (ADC).

14. Aref adalah pin referensi analog untuk

A/D Converter (ADC).

Register TCCR1B,

Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK), dan

Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR)

untuk ATmega128 sama dengan register

ATmega8535.

2.3

Program Pendukung

Pada pembuatan program mikrokontroler, dibutuhkan sebuah

software

untuk

menulis dan menempatkan program.

Software

pendukung yang digunakan pada modul ini

adalah

codevision AVR

versi

1.25.8

profesional

.

2.3.1

CodeVision AVR 1.25.8 Profesional

CodeVision AVR merupakan salah satu

software

kompiler yang khusus digunakan

untuk mikrokontroler keluarga AVR. Menurut pendapat penulis dari beberapa

software

compiler C yang pernah digunakan, CodeVision AVR merupakan yang terbaik bila

dibandingkan dengan kompiler-kompiler yang lain.

CodeVision AVR memiliki beberapa kelebihan antara lain [5]:

1.

Menggunakan

Integrated Development Environment

(IDE).

(31)

3.

Memiliki fasilitas

CodeWizard AVR

yang berfungsi untuk membangkitkan kode

program secara otomatis.

4.

Memiliki fasilitas

debugger

sehingga dapat menggunakan

software

kompiler lain

untuk mengecek kode

assembler

, contoh

AVR studio

.

5.

Memiliki terminal komunikasi serial yang terintegrasi dalam

CodeVision AVR

sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah dibuat

khususnya yang menggunakan fasilitas komunikasi serial UART.

Code vision AVR

menyediakan area kerja dan

toolbar

yang mudah untuk

melakukan berbagai operasi.

Code vision AVR

memiliki beberapa menu aplikasi

windows

yaitu meliputi

File, Project, Edit, Debug, View, Tool, Windows, Help, check syntak error

compile dan make.

Gambar 2.10

Worksheet

dan

toolbar

code vision

AVR

2.4 TPA81

Thermopile Array

[6]

TPA81 dapat mendeteksi sinar infra m

erah dengan panjang gelombang 2μm

-

22μ

m

(1

μm

= sepersejuta meter). Panjang gelombang ini dihasilkan oleh benda-benda yang panas

dapat dideteksi oleh TPA81. TPA81 dapat mengukur suhu tanpa harus menyentuh sumber

panas, karena TPA81 dapat mendeteksi radiasi panas. Sebagai gambaran, TPA81 dapat

mendeteksi suhu api lilin dalam jarak 2 meter tanpa terpengaruh cahaya ruangan.

(32)

2.4.1

Field of View (FOV)

TPA81 dapat mendeteksi suhu pada 8 titik sekaligus, karena di dalam TPA81

terdapat 8 buah sensor

thermopile

yang masing-masing memiliki sudut pandang (

Field of

View

) 5,12

o

terhadap sumbu horizontal dan 6

o

terhadap sumbu vertikal. Jadi total sudut

pandangnya adalah 41

o

dengan 6

o

.

Gambar 2.12 Sudut pandang TPA81

2.4.2

Connections

(33)

Gambar 2.13 Konfigurasi pin TPA81

2.4.3

Register

TPA81 memiliki 10

register

yang dapat dibaca dan ditulis, yaitu:

Tabel 2.2

Register

TPA81

Pada TPA81, hanya

register

0 dan 1 yang dapat ditulisi.

Register

0 adalah

command register

yang digunakan untuk mengatur posisi servo dan mengubah

address

TPA81.

Register

ini tidak bisa dibaca. Membaca

register

0 akan menghasilkan pembacaan

(34)

Tabel 2.3

Command

dan

Action

TPA81

2.5

Motor Servo

Motor servo pada dasarnya adalah motor DC dengan kualifikasi khusus yang sesuai

dengan “sevosing” didalam teknik kontrol.

Secara umum dapat didefinisikan bahwa motor

memiliki kemampuan yang baik dalam mengatasi perubahan yang cepat dalam posisi dan

kecepatan. Motor servo juga handal beroperasi dalam lingkup torsi yang berubah-ubah

[7].

Gambar 2.14 Motor servo

(35)

Gambar 2.15 Timing pulsa servo

2.6

LCD

[8]

LCD adalah alat display yang dapat menampilkan karakter dua baris, dengan tiap

baris 16 karakter. LCD memiliki dua jenis layar, yaitu hijau dan biru. Layar hijau kontras

dan tampilan karakter satu warna (hitam s.d. abu). Sedangkan layar biru kontras

abu-abu dan tampilan karakter putih. LCD memiliki 16 pin, fungsi dan konfigurasi pin

ditunjukkan pada tabel 2.4.

(36)

2.7

Semut

Semut

adalah serangga eusosial yang berasal dari keluarga

formicidae

, semut

termasuk dalam ordo

hymenoptera

bersama dengan lebah dan tawon. Semut terbagi atas

lebih dari 12.000 kelompok, dengan perbandingan jumlah yang besar di kawasan

tropis.

Semut dikenal dengan koloni dan sarang-sarangnya yang teratur, yang terkadang terdiri

dari ribuan semut per koloni. Tubuh semut seperti serangga lainnya, memiliki

eksoskeleton

atau kerangka luar yang memberikan perlindungan dan juga sebagai tempat menempelnya

otot, berbeda dengan kerangka manusia dan hewan bertulang belakang. Pada bagian dada

semut terdapat tiga pasang kaki dan di ujung setiap kakinya terdapat semacam cakar kecil

yang membantunya memanjat dan berpijak pada permukaan [9].

Gambar 2.16 Semut

(37)

Gambar 2.17 Pola gerakan

metachronal

Gambar 2.18 Pola gerakan

tripod

2.8

Konfigurasi Transistor

Feedback Pair

[11]

Disebut juga pasangan senyawa / Sziklai, karena Konfigurasi ini ditemukan oleh

George Sziklai dari Hungaria. Konfigurasi Sziklai adalah konfigurasi dari dua transistor

bipolar polaritas berlawanan, jadi selalu akan terdiri dari satu NPN dan satu transistor PNP.

(38)
(39)

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Perancangan sistem penerapan metode gerakan semut pada robot pemadam api

dibagi dalam dua bagian besar yaitu:

1.

Perancangan perangkat keras seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 yang terdiri

dari: mikrokontroler ATmega128 dan sistem pendukung, mikrokontroler

ATmega8535 dan sistem pendukung, kipas DC, sensor

pin

g, sensor TPA81, motor

servo, dan kerangka robot.

2.

Perancangan perangkat lunak terdiri dari: program utama, subrutin gerakan semut,

subrutin sensor

pin

g, subrutin sensor TPA81, dan LCD.

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem pada robot

Cara kerja dari blok diagram yang ditunjukkan oleh gambar 3.1 adalah sebagai

berikut:

1.

Kipas DC diaktifkan oleh mikrokontroler ATmega8535 apabila jarak robot sudah

dekat dengan api.

2.

LCD 2x16 digunakan untuk mengetahui status dari sensor api. LCD ini akan

diaktifkan dengan mode

nibble

oleh mikrokontroler ATmega8535.

(40)

4.

Mikrokontroler ATmega8535 berkomunikasi satu arah dengan mikrokontroler

ATmega128 untuk menggerakan motor servo.

3.1

Perancangan Perangkat Keras

3.1.1 Desain Mekanik Robot

Pada perancangan kerangka robot, bahan yang digunakan adalah

acrylic

dan

dimensi robot yang akan didesain adalah 36cm x 30cm x 26cm. Gambar desain kerangka

robot ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.2 Tampak depan

(41)

Gambar 3.4 Tampak atas

Gambar 3.5 Tampak belakang

3.1.2 Rangkaian Sensor TPA81

Pada perancangan sensor TPA81 hanya menambahkan resistor

pull-up

sebesar 1K8

pada jalur

SDA

dan

SCL

, agar sinyal pada jalur

SDA

dan

SCL

stabil. Rangkaian ini

diperoleh dari dasar teori tentang TPA81. Rangkaian

pull up

sensor TPA81 ditunjukkan

pada gambar 3.6.

(42)

3.1.3 Rangkaian LCD

LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang memiliki tipe LMB162A. LCD 16x2

bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit

atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol

dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit maka akan ada 11 jalur data (3

untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN

(

Enable

), RS (

Register Select

) dan R/W (

Read

/

Write

).

Interface LCD merupakan sebuah

parallel bus

, hal ini sangat memudahkan dan

sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang

ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode

4 bit yang digunakan, maka 2

nibble

data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8 bit

(pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa

clock

EN setiap

nibble

nya).

Berdasarkan datasheet tegangan kontras (Vlcd) maksimum sebesar 5V sehingga

dalam perancangan digunakan sebuah resistor variabel sebesar 10K yang berfungsi untuk

membatasi tegangan yang masuk ke

pin

Vlcd. Rangkaian LCD dengan mode 4 bit

ditunjukkan pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Rangkaian LCD

3.1.4 Rangkaian

Drive

r Kipas

(43)

Gambar 3.8 Rangkaian

drive

r kipas

Pada rangkaian ini arus I

b

max = 20 mA. Agar arus keluaran sebesar 500 mA, maka

besarnya resistor R1 adalah:

Besar nilai resistor yang diperoleh adalah sebesar 300,7

Ω, dengan asumsi nilai β

transistor adalah 35. Setengah dari nilai β maksimum transistor.

3.1.5 Rangkaian

Current booster

Rangkaian ini berfungsi untuk mensuplai LCD, sensor TPA81, motor servo dan

kipas. Pada rangkaian ini digunakan transistor TIP2955 sebagai penguat arus dan regulator

LM7805 sebagai penurun tegangan menjadi 5V. Suplai tegangan untuk motor servo adalah

sebesar 6V, maka digunakan regulator LM7806 untuk menurunkan tegangan menjadi 6V.

Rangkaian

current booster

ditunjukkan pada gambar 3.9.

Q1

TIP3055

port uc

R1

RESISTOR

(44)

Gambar 3.9 Rangkaian

current booster

Pada rangkaian

current booster

yang digunakan untuk men

drive

motor servo.

Transistor Q2 digantikan dengan konfigurasi

feedback pair

. Transistor yang digunakan

pada

feedback pair

adalah TIP32 dan TIP3055. Rangkaian

feedback pair

ditunjukkan pada

gambar 3.10.

Gambar 3.10 Rangkaian

feedback pair

(45)

Arus yang masuk ke regulator adalah sebesar:

Disipasi daya pada transistor Q1 adalah sebesar:

Disipasi daya pada transistor Q2 adalah sebesar:

Nilai resistor R2 adalah sebesar:

Rangkaian yang digunakan untuk men

drive

sensor TPA81, kipas, dan LCD adalah

rangkaian

current booster

tanpa

feedback pair

. Arus regulator LM7805 dibatasi sebesar

100 mA dan arus keluaran yang harus di

drive

adalah 1 A. Berikut perhitungannya :

Arus yang masuk ke regulator adalah sebesar:

(46)

Pada perancangan ini akan digunakan dua buah rangkaian

current booster,

yaitu

current booster

dan

current booster

dengan konfigurasi

feedback pair

.

3.2

Perancangan Perangkat Lunak

3.2.1 Diagram Alir Utama

Start

Reg > 30 ?

Reg 5 & 6 ? Reg > Reg 6 ? Reg < Reg 5

Reg 5&6 > 100?

Nyalakan Kipas

Stop Reg = Pixel suhu

Subrutin Netral Subrutin

Api

Subrutin maju

Subrutin Belok kanan

Subrutin Belok

kiri Subrutin

maju

Subrutin maju

Subrutin Netral

Gambar 3.11 Diagram alir utama

(47)

apakah nilai suhu dari 8 channel sudah melebihi 30. selanjutnya jika iya, maka mengecek

channel mana yang mempunyai nilai suhu lebih dari 30. Jika tidak, maka memanggil

subrutin maju dan memanggil subrutin api lagi. Apabila nilai suhu sudah melebihi 100,

maka memanggil subrutin netral dan menyalakan kipas. Lebih jelasnya ditunjukkan pada

gambar 3.11.

3.2.2 Diagram Alir Subrutin Maju

Tripod

start

(48)

Diagram alir subrutin gerak maju

tripod gait

ditunjukkan pada gambar 3.12.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan maju dengan metode

tripod gait

.

Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak bersamaan. Kaki 1

kiri, kaki 3 kiri dan kaki 2 kanan diangkat bersamaan dan bergerak maju. Tiga kaki yang

lain menjadi tumpuan. Pada gerakan berikutnya tiga kaki yang bergerak maju menjadi

tumpuan dan saling bergantian. Lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.12.

3.2.3 Diagram Alir Subrutin Mundur

Tripod

(49)

Diagram alir subrutin gerak mundur

tripod gait

ditunjukkan pada gambar 3.13.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan mundur dengan metode

tripod

gait

. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak bersamaan.

Pada gerakan mundur, posisi 3 kaki yang diangkat bergerak mundur. Pada gerakan

berikutnya kaki yang bergerak mundur menjadi tumpuan. Lebih jelasnya ditunjukkan pada

gambar 3.13.

3.2.4 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri

Tripod

start

(50)

Diagram alir subrutin belok kiri

tripod gait

ditunjukkan pada gambar 3.14. Subrutin

ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kiri dengan metode

tripod gait

. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan belok kiri, posisi kaki 2 kiri mundur, kaki 1 dan kaki 3 kanan

pada posisi maju. Kemudian pergerakan berikutnya 3 kaki yang menjadi tumpuan diangkat

dan secara bersamaan posisi kaki 2 kiri, kaki 1 dan kaki 3 kanan bergerak kembali ke

posisi netral. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.14.

3.2.5 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan

Tripod

(51)

Diagram alir subrutin belok kanan

tripod gait

ditunjukkan pada gambar 3.15.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kanan dengan

metode

tripod gait

. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan belok kanan, posisi kaki 2 kiri maju, kaki 1 dan kaki 3 kanan

pada posisi mundur. Kemudian pergerakan berikutnya 3 kaki yang menjadi tumpuan

diangkat dan secara bersamaan posisi kaki 2 kiri, kaki 1 dan kaki 3 kanan bergerak kembali

ke posisi netral. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.15.

3.2.6 Diagram Alir Subrutin Maju

Metachronal

start

(52)

Diagram alir subrutin gerak maju

metachronal gait

ditunjukkan pada gambar 3.16.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan maju dengan metode

metachronal gait

. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan maju kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan bergerak ke posisi maju.

Berikutnya kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan bergerak ke posisi maju. Dalam waktu yang

bersamaan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan kembali ke posisi netral. Kemudian kaki 3

kiri dan kaki 2 kanan bergerak ke posisi maju. Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2

kiri dan kaki 1 kanan kembali ke posisi netral, sedangkan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3

kanan ke posisi mundur. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.16.

3.2.7 Diagram Alir Subrutin Mundur

Metachronal

(53)

Diagram alir subrutin gerak maju

metachronal gait

ditunjukkan pada gambar 3.17.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan mundur dengan metode

metachronal gait

. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan mundur kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan bergerak ke posisi mundur.

Berikutnya kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan bergerak ke posisi mundur. Dalam waktu yang

bersamaan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan kembali ke posisi netral. Kemudian kaki 3

kiri dan kaki 2 kanan bergerak ke posisi mundur. Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki

2 kiri dan kaki 1 kanan kembali ke posisi netral, sedangkan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3

kanan ke posisi maju. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.17.

3.2.8 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri

Metachronal

start

(54)

Diagram alir subrutin belok kiri

metachronal gait

ditunjukkan pada gambar 3.18.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kiri dengan

metode

metachronal gait

. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki

bergerak bersamaan. Pada gerakan belok kiri kaki 1 kiri mundur dan kaki 2 kanan maju.

Berikutnya kaki 2 kiri mundur dan kaki 1 kanan maju. Dalam waktu bersamaan kaki 1 kiri

dan kaki 2 kanan ke posisi netral. Kemudian kaki 3 kiri mundur dan kaki 3 kanan maju.

Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan ke posisi netral,

sedangkan posisi kaki 1 kiri maju dan kaki 2 kanan mundur. Untuk lebih jelasnya

ditunjukkan pada gambar 3.18.

3.2.9 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan

Metachronal

(55)

Diagram alir subrutin belok kanan

metachronal gait

ditunjukkan pada gambar 3.19.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kanan dengan

metode

metachronal gait

. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki

bergerak bersamaan. Pada gerakan belok kiri kaki 1 kiri maju dan kaki 2 kanan mundur.

Berikutnya kaki 2 kiri maju dan kaki 1 kanan mundur. Dalam waktu bersamaan kaki 1 kiri

dan kaki 2 kanan ke posisi netral. Kemudian kaki 3 kiri maju dan kaki 3 kanan mundur.

Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan ke posisi netral,

sedangkan posisi kaki 1 kiri mundur dan kaki 2 kanan maju. Untuk lebih jelasnya

ditunjukkan pada gambar 3.19.

3.2.10 Diagram Alir Subrutin Netral

Start

Port A = sevo Port C = servo Port D = servo Netral = sudut servo 0 derajat

Kaki 1 kiri netral Kaki 2 kiri netral Kaki 3 kiri netral Kaki 1 kanan netral Kaki 2 kanan netral Kaki 3 kanan netral

return

Gambar 3.20 Diagram subrutin netral

(56)

3.2.11 Diagram Alir Subrutin Api

Portb.0 = SDA Portb.1 = SCL X[8] = data register 2-9

Reg = 0x02 I = 0

Delay 40 ms Start I2C I2C write (0xD0)

I2C write (Reg) I2C write (0xD1) Data = I2C read (0)

I2C stop

I = 8? X[i] = Data

i=i+1 Reg=Reg+1

Stop Start

Tampilkan suhu

Gambar 3.21 Diagram alir subrutin api

(57)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi gambar fisik

hardware

yang dibuat, hasil pengujian rangkaian, data

waktu, pembahasan tentang data waktu yang diperoleh, dan pembahasan tentang program

untuk masing-masing gerakan semut. Data yang akan dibahas terdiri dari data utama dan

data pendukung. Data utama merupakan data-data yang menunjukkan lamanya waktu

pergerakan setiap pola gerakan. Pengujian posisi robot melakukan rotasi pada area yang

sudah ditentukan. Waktu untuk mencapai titik api pada setiap pola gerakan serta berhasil

tidaknya memadamkan api. Data pendukung merupakan nilai parameter setiap blok dari

diagram blok. Pengujian berupa pengukuran terhadap perangkat keras.

4.1

Implementasi Alat

Hasil mekanik robot yang dibuat tampak dari atas (gambar 4.1), tampak depan

(gambar 4.2), tampak samping (gambar 4.3), dan tampak belakang (gambar 4.4).

Kemudian hasil rangkaian regulator sensor yang sudah dibuat ditunjukkan pada gambar 4.5

dan rangkaian regulator servo ditunjukkan pada gambar 4.6. Modul LCD yang digunakan

untuk menampilkan status sensor ditunjukkan pada gambar 4.7, modul ATmega128 untuk

mengontrol motor servo (gambar 4.8), modul ATmega8535 untuk mengontrol sensor,

kipas dan LCD ditunjukkan pada gambar 4.9, dan modul TPA81 sebagai sensor api

ditunjukkan pada gambar 4.10.

(58)

Gambar 4.2 Tampak depan

Gambar 4.3 Tampak samping

(59)

Gambar 4.5 Regulator sensor

Gambar 4.6 Regulator servo

(60)

Gambar 4.8 Modul Atmega128

Gambar 4.9 Modul Atmega8535

(61)

4.2

Pengujian Gerakan

Metachronal Gait

dan

Tripod Gait

Pengujian dilakukan dengan melihat gerakan kaki pada masing-masing gerakan

yaitu gerakan

metachronal

gait

dan

tripod

gait

. Gambar hasil dari pengujian gerakan

dibandingkan dengan gambar gerakan pada dasar teori.

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

Gambar 4.11

Metachronal

gait

(a) (b) (c) (d) (e)

(62)

Hasil pengujian pola gerakan

metachronal

pada robot yang ditunjukkan pada

gambar 4.11 dan pola gerakan

metachronal

pada semut yang ditunjukkan pada gambar

2.17. Gerakan kaki

metachronal

robot saat bergerak dipilih berlawanan dengan gerakan

kaki

metachronal

semut. Pada gambar 2.17a terlihat ada 3

step

pergerakan yaitu kaki 1 dan

kaki 4 bergerak, kemudian kaki 0 dan kaki 3 yang bergerak, setelah itu kaki 2 dan kaki 5

yang bergerak. sedangkan pada gerakan robot urutan kaki dimulai dari kaki 0 dan kaki 5

yang bergerak (gambar 4.11a), kemudian kaki 1 dan kaki 2 yang bergerak (gambar 4.11d),

setelah itu kaki 3 dan kaki 4 yang bergerak (gambar 4.11f). Hasil pengujian pola gerakan

tripod

pada robot ditunjukkan pada gambar 4.12 dan urutan kaki yang dipilih adalah

gerakan kaki

tripod

semut yang ditunjukkan pada gambar 2.18a dan 2.18b. Gerakan

tripod

ini memiliki 2

step

pergerakan. Pada gambar 2.18a terlihat kaki 1,2,5 bergerak, kemudian

kaki 0,3,4 yang bergerak seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.18b. Sedangkan pada

gerakan robot urutan kaki dimulai dari kaki 1,2,5 yang bergerak seperti pada gambar 4.12b,

setelah itu kaki 0,3,4 yang bergerak seperti pada gambar 4.12d. Secara keseluruhan pola

gerakan

tripod

pada robot sudah sesuai dengan pola gerakan

tripod

pada semut.

4.3

Pengujian Waktu Maju, Mundur, Putar Kanan dan Putar Kiri

Pengujian dilakukan dengan melihat lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

berjalan maju dan mundur sejauh 30 cm. Kemudian lamanya waktu berputar ke kiri sejauh

90

o

dari posisi tegak lurus dan berputar ke kanan sejauh 90

o

dari posisi tegak lurus.

Perpindahan

step by step

untuk setiap pola gerakan adalah 100 ms. Pengujian dilakukan

dengan membandingkan waktu antara gerakan

metachronal

dan gerakan

tripod

. Pengujian

dilakukan sebanyak 1 kali dengan kondisi robot dibuat sama. Hasil data pengujian

ditunjukkan pada tabel 4.1 dan gambar grafik 4.13.

Tabel 4.1 Tabel Perbandingan Waktu Pergerakan

Gerakan

Tripod

(s)

Metachronal

(s)

Maju

11,06

10,53

Mundur

9,82

8,72

Kiri

10,85

9,5

(63)

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu pergerakan

Berdasarkan data pengujian tabel 4.1 dan gambar 4.13 terlihat bahwa pola gerakan

metachronal

lebih cepat 1,45 detik daripada pola gerakan

tripod

jika di rata-rata. Faktor

yang mempengaruhi kecepatan pola gerakan

metachronal

adalah pola gerakan

metachronal

memiliki 3

step

pergerakan dalam 1 kali proses, sedangkan pola gerakan

tripod

memiliki 2

step

pergerakan dalam 1 kali proses. Jika diasumsikan 100 ms = 1 cm,

maka gerakan metachronal bergerak sejauh 3 cm dalam 1 kali proses. Sedangkan gerakan

tripod hanya bergerak sejauh 2 cm dalam 1 kali proses. Perbedaan waktu antara maju dan

mundur pada pola gerakan yang sama, dikarenakan beban yang di

handle

setiap kaki robot

berbeda, beban tidak terpusat dan mekanik robot yang kurang baik.

4.4

Pengujian Posisi Robot Saat Berputar

Pengujian dilakukan dengan melihat posisi robot saat berputar apakah keluar dari

area pengujian atau tidak. Area pengujian adalah 60 cm x 60 cm dengan robot diletakkan

pada posisi tengah, kemudian melakukan rotasi sejauh 90

o

dari posisi awal. Hasil data

pengujian ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Tabel Pengujian Posisi

Posisi

Keluar Area (Ya / Tidak)

Putar kiri

tripod

Tidak

Putar kanan

tripod

Tidak

Putar kiri

metachronal

Ya

(64)

Berdasarkan data pengujian pada tabel 4.2 terlihat bahwa pola gerakan

tripod

lebih

stabil daripada pola gerakan

metachronal

pada saat melakukan rotasi 90

o

. Hal ini

disebabkan tumpuan pola gerakan

tripod

lebih kokoh untuk menahan beban robot dengan

mekanik robot yang kurang baik dan penempatan beban yang tidak terpusat.

4.5

Pengujian Data Pemadaman Api

Pengujian dilakukan dengan membandingkan lamanya waktu yang dibutuhkan

untuk mencapai dan memadamkan api untuk masing-masing pola gerakan. Posisi api

dibuat menjadi 3 posisi yaitu tengah, 30 cm ke kanan dari posisi tengah dan 30 cm ke kiri

dari posisi tengah. Jarak dari robot ke sumber api pada posisi sumber api di tengah adalah

90 cm. Kemudian jarak robot ke sumber api pada posisi sumber api di kiri dan di kanan

adalah 97 cm. Waktu perpindahan

step by step

untuk setiap pola gerakan adalah 100 ms.

Robot berhenti dan memadamkan api pada saat data suhu yang terukur oleh sensor api

bernilai 100. Hasil data pengujian ditunjukkan pada tabel 4.3 dan gambar grafik 4.14.

Tabel 4.3 Tabel Perbandingan waktu memadamkan api

Posisi api

Metachronal

(s)

Tripod

(s)

Berhasil (ya/tidak)

Tengah

13

14

ya

Kanan

14

12

ya

Kiri

16

12

ya

Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu memadamkan api

(65)

tripod

pada saat posisi api di tengah. Hal ini disebabkan posisi robot berhenti pada saat

memadamkan api kurang tepat dengan posisi api. Sehingga waktu yang dibutuhkan lebih

lama 1 detik dibandingkan pola gerakan

metachronal

. Adapun faktor yang mempengaruhi

posisi berhenti robot kurang tepat dengan posisi api adalah mekanik robot yang kurang

baik, sehingga

range

sensor api dibuat lebih lebar. Agar robot tidak menabrak sumber api

pada saat robot sudah mendekati api. Kelemahan dari

range

sensor diperlebar adalah robot

berhenti pada posisi kurang tepat saat memadamkan api.

Pada tabel 4.3 terlihat juga bahwa pola gerakan

tripod

lebih cepat 2 detik dan 4

detik saat memadamkan api pada posisi api di kanan dan di kiri. Hal ini disebabkan

gerakan

tripod

pada saat berputar ke kiri dan ke kanan lebih stabil dibandingkan gerakan

metachronal

. Secara keseluruhan dari data tabel di atas gerakan

tripod

lebih cepat 1,67

detik daripada gerakan

metachronal

.

4.6 Pengujian Mekanik Robot

Berdasarkan gambar yang ditunjukkan 4.1-4.4, terlihat bahwa ada perbedaan

mekanik robot pada perancangan yang ditunjukkan pada gambar 3.2-3.5. Mekanik robot

yang dibuat tidak menggunakan tempat untuk meletakkan sensor ping, karena tidak

menggunakan sensor ping sebagai navigasi. Kemudian untuk letak baterai, sensor, servo,

rangkaian dan kipas sudah sesuai dengan perancangan. Pengujian mekanik dilakukan

dengan melakukan beberapa kali uji gerakan pada robot. Kemudian terlihat robot tidak

stabil pada saat melakukan rotasi 90

o

, seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2. Kaki

belakang dan kaki tengah robot sering goyang setelah beberapa kali pengujian gerakan. Ini

terjadi karena beban pada robot dibebankan pada servo dan beban tidak terpusat.

4.7

Pengujian Rangkaian Regulator Servo

Gambar

Gambar 1.1. Blok model perancangan
Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535
Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535
Gambar 2.3 Menggunakan osilator internal
+7

Referensi

Dokumen terkait

Jaringan telepon tetap nirkabel atau Fixed Wireless Access (FWA) , adalah suatu teknologi akses nirkabel yang menghubungkan pengguna telepon dengan jaringan telepon tanpa kabel

Total and marketable green chile yields were higher for both daily and 3-day drip irrigation than for alternate row furrow irrigation in 1995 and 1996 regardless of infestation,

Occam Razor merupakan sebuah prinsip yang dikembangkan oleh Willian of Occams, Prinsip dari Occam Razor adalah “ the siple answer usually righ” atau jawaban

Pelayanan asuhan keperawatan yang optimal akan terus sebagai suatu tuntutan bagi organisasi pelayanan kesehatan. Saat ini terdapat suatu keinginan untuk mengubah sistem

Jadi pH 6 ditetapkan sebagai pH optimum untuk adsorpsi logam Zn(II) oleh adsorben zeolit A dengan kapasitas adsorpsi sebesar 49,82 mg/g dan jumlah logam Zn(II) yang teradsorp

Data pengamatan terakhirdisidik ragam atau Analysis of Variance (ANOVA) taraf nyata 5%., bila F hitung &gt; F Tabel 5% dilanjutkan dengan BNT pada taraf nyata

Melakukan sosialiasi tentang rencana dana penelitian, anugerah iptek, dan anugerah penelitian Pemerintah Kota Yogyakarta kepada perguruan tinggi, lembaga/organisasi masyarakat

Pemilik usaha harus memutuskan untuk melupakan ide tersebut dan memulai lagi dengan produk yang berbeda atau mempelajari apakah ongkos produksi dapat dikurangi dengan