PERANCANGAN SISTEM DAN ALGORITMA KOMUNIKASI DAN
KOORDINASI PADA ROBOSOCCER HUMANOID R2C-R9
Oleh
Ivan Kurniawan Suprapto NIM: 612011049
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
INTISARI
Kontes Robot Sepak Bola Indonesia merupakan suatu kompetisi yang sangat bergengsi pada tingkat universitas dimana setiap universitas akan mengirimkan tim robot sepak bolanya untuk mengikuti kontes ini. Pada Kontes Robot Sepak Bola Indonesia (KRSBI) tahun 2014, R2C-R9 berhasil meraih juara satu di tingkat regional, namun masih mengalami kegagalan pada tingkat nasional. R2C-R9 menggunakan algoritma komunikasi dua robot yaitu antar striker, namun algoritma tersebut masih memiliki kelemahan yaitu terbatasnya robot yang dapat berkomunikasi dan belum
adanya koordinasi antar robot. Meskipun R2C-R9 menjadi juara satu pada tingkat regional, R2C-R9 harus lebih berjuang kembali untuk dapat meraih juara pada tingkat nasional.
Pada tahun 2015 ini, Kontes Robot Sepak Bola Indonesia mengembangkan peraturan kontes dengan memperbesar ukuran lapangan dan gawang pertandingan. R2C-R9 akan menggunakan algoritma komunikasi dan koordinasi dengan jumlah robot adalah tiga robot. Algoritma komunikasi dan koordinasi robot ditanamkan di dalam
smartphone Android yang berperan sebagai main processor untuk mengolah data dari
kamera dan komunikasi dari ATmega 324P dan menentukan gerakan robot yang akan dilakukan. Kemudian data komunikasi akan dikirimkan ke ATmega324P untuk diteruskan menuju ke ATmega8 untuk dikirimkan ke robot teman lain menggunakan
Xbee 2mW wire antenna – series 2.
ABSTRACT
Kontes Robot Sepak Bola Indonesia is a very prestigious competition for university level, where each university will send its soccer robotic team to take part in this contest. In Kontes Robot Sepak Bola Indonesia (KRSBI) 2014, R2C-R9 successfully achieved the first place in regional level. They were still failed in national level. R2C-R9 used communication algorithm program between 2 robots (between strikers). However, this algorithm still had weaknesses. They were, limited amount of robots which could communicate and lack of coordination between them. Even though
R2C-R9 became the winner in regional level, they still had to work hard in order to become champion in national level.
In 2015, KRSBI develops new rule by expanding the field and goal posts size. To adapt with this rule, R2C-R9 will use communication and coordination algorithm program with the total of 3 robots. Communication and coordination algorithm of these robots will be implanted in android smartphone device as a main processor to process the data from camera, the communication from ATmega 324P, and to determine movements that those robots will do. After that, communication data will be sent to ATmega324P, in order to be forwarded to ATmega8. From AT mega8, the data will be sent to each partner robot by the mean of Xbee 2mW wire antenna – series 2.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan anugerah kepada penulis selama menempuh pendidikan S1 di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga sampai sekarang sehingga penulis dapat menyusun dan merealisasikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Tuhan Yesus yang selalu memberikan anugerah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Papa Go Kiong Tjwan dan Mama Lie Bie Gwan, orang tua luar biasa yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dalam segala hal.
3. Bapak Daniel Santoso, M.S. dan Bapak Deddy Susilo, M.Eng. selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan saran yang telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.
4. Keluarga besar R2C yang selalu melakukan riset dan memberikan pengalaman tidak terlupakan selama menginap di lab robot.
5. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis
selama belajar di FTEK UKSW.
6. Keluarga besar 2011 sebagai teman seperjuangan yang selalu memberi dukungan kepada penulis.
7. Teman-teman kos, teman-teman tim robot dari universitas lain, teman-teman FTEK, teman-teman dari fakultas lain, teman-teman basket, teman-teman futsal, teman-teman DOTA2, dan seterusnya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Agustus 2015
DAFTAR ISI
1.4. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Smartphone Android ... 4
2.2. Mikrokontroler Tipe ATmega324P dan ATmega8 ... 5
2.3. Xbee 2mW wire antenna – series 2 ... 6
2.4. Modul Bluetooth ... 6
2.5. Metode Topologi Mesh ... 7
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 8
3.1. Sistem Instruksi Robot ... 8
3.1.1. Processor Utama ... 9
3.1.2. Kontrol Utama ... 9
3.1.3. Pemroses Data Komunikasi ... 9
3.2. Komunikasi dan Koordinasi ... 10
3.2.1. Goal Keeper ... 12
3.2.2. Mid Fielder ... 12
3.2.3. Striker... 13
3.3. Jalur Data Komunikasi... 13
3.3.1. Pengiriman Data Komunikasi ... 13
3.4. Bagian Perangkat Keras ... 14
3.4.1. Smartphone ... 14
3.4.2. Modul Bluetooth ... 15
3.4.3. Xbee 2mW wire antenna – series 2 ... 15
3.4.4. Regulator Tegangan 3.3v ... 16
3.4.5. Board Mikrokontroler ATmega324P ... 16
3.4.6. Board Mikrokontroler ATmega8 ... 17
3.5. Bagian Perangkat Lunak ... 18
3.5.1. Komunikasi ... 18
3.5.2. Koordinasi ... 22
3.5.2.1. Stiker ... 23
3.5.2.2. Mid Fielder ... 25
3.5.2.3. Goal Keeper ... 27
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 28
4.1. Pengujian Modul Komunikasi Robot ... 28
4.1.1. Pengujian Waktu ... 29
4.1.2. Pengujian Algoritma ... 29
4.1.3. Pengujian Jarak ... 31
4.2. Pengujian Algoritma Koordinasi Robot ... 33
4.2.1. Striker... 34
4.2.2. Mid Fielder ... 40
4.2.3. Goal Keeper ... 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 44
5.1. Kesimpulan ... 44
5.2. Saran Pengembangan ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Smartphone Android Sony Xperia Mini st15i ... 4
Gambar 2.2. Xbee 2mW wire antenna – series 2 [4] ... 6
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... 8
Gambar 3.2. Mesh Topology[5] ... 10
Gambar 3.3. Topologi Mesh dan Pembagian Job antar robot dalam lapangan ... 11
Gambar 3.4. Robot sebagai Goal Keeper ... 12
Gambar 3.5. Robot sebagai Mid Fielder... 12
Gambar 3.6. Robot sebagai Striker ... 13
Gambar 3.7. Jalur Data Komunikasi ... 14
Gambar 3.8. DF-Bluetooth V3 ... 15
Gambar 3.9. HC-05 Bluetooth Module ... 15
Gambar 3.10. HC-06 Bluetooth Module ... 15
Gambar 3.11. Xbee 2mW wire antenna – series 2 [4] ... 15
Gambar 3.12. Configuration Xbee ... 15
Gambar 3.13. Skematik LP2950-3.3v ... 16
Gambar 3.14. Skematik resistor sebagai pembagi tegangan ... 16
Gambar 3.15. Skematik board ATmega324P ... 17
Gambar 3.16. Skematik board ATmega8 ... 17
Gambar 3.17. Diagram Kotak Algoritma Sampling Data Komunikasi pada Smartphone ... 17
Gambar 3.18. Diagram Kotak Algoritma Pengiriman Data Komunikasi pada Smartphone ... 19
Gambar 3.19. Diagram Kotak Algoritma Komunikasi pada ATmega 324P ... 20
Gambar 3.20. Diagram Kotak Algoritma Komunikasi pada ATmega8 ... 21
Gambar 3.21. Diagram Kotak Algoritma Koordinasi R2C-R9 (striker dan mid fielder) ... 22
Gambar 3.22. Diagram Kotak Algoritma Koordinasi R2C-R9 (goal keeper). ... 23
Gambar 3.23. Diagram Kotak Algoritma Koordinasi pada robot striker ... 24
Gambar 3.24. Diagram Kotak Algoritma Koordinasi pada robot mid fielder ... 25
Gambar 3.25. Diagram Kotak Algoritma Koordinasi pada robot goal keeper ... 27
Gambar 4.2. WPAN ID modul komunikasi ... 28
Gambar 4.3. Pengujian jarak tiap modul ... 31
Gambar 4.4. Jarak terjauh dari kedua robot pada lapangan ... 32
Gambar 4.5. Tata Posisi Awal Robot pada Awal Kick Off ... 34
Gambar 4.6. Skema Algoritma Robot Mid Fielder menjaga striker mengeksekusi bola ... 36
Gambar 4.7. Robot Mid Fielder menjaga striker mengeksekusi bola ... 36
Gambar 4.8. Skema Algoritma Robot Mid Fielder bergeser agar tidak menutupi arah tendang striker ... 38
Gambar 4.9. Robot Mid Fielder bergeser agar tidak menutupi arah tendang striker ... 38
Gambar 4.10. Skema Algoritma Robot Goal Keeper kembali ke tengah-tengah gawang ... 39
Gambar 4.11. Robot Goal Keeper kembali ke tengah-tengah gawang ... 40
Gambar 4.12. Skema Algoritma Robot Striker melakukan positioning ... 41
Gambar 4.13. Robot Striker sedang melakukan positioning ... 42
Gambar 4.14. Skema Algoritma Robot Striker dan Mid Fielder menuju ke daerah pertahanan ... 43
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Pengujian waktu modul untuk bertukar data ... 29
Tabel 4.2. Pengujian modul mid fielder untuk bertukar data ... 30
Tabel 4.3. Pengujian modul striker untuk bertukar data... 30
Tabel 4.4. Pengujian modul goal keeper untuk bertukar data ... 30
Tabel 4.5. Pengujian jarak antar modul komunikasi ... 32
Tabel 4.6. Pengujian algoritma koordinasi robot secara keseluruhan ... 34
Tabel A.1. Pengujian Algoritma dengan data-1 mid fielder ... Lampiran A Tabel A.2. Pengujian Algoritma dengan data-2 mid fielder ... Lampiran A Tabel A.3. Pengujian Algoritma dengan data-1 striker ... Lampiran A Tabel A.4. Pengujian Algoritma dengan data-2 striker ... Lampiran A Tabel A.5. Pengujian Algoritma dengan data goal keeper ... Lampiran A Tabel A.6. Pengujian Modul dengan jarak 5 meter ... Lampiran A
Tabel A.7. Pengujian Modul dengan jarak 10 meter ... Lampiran A Tabel A.8. Pengujian Modul dengan jarak 15 meter ... Lampiran A Tabel A.9. Pengujian Algortima mid fielder menjaga striker mengeksekusi bola ... Lampiran A
Tabel A.10. Pengujian Algortima mid fielder memposisikan diri agar tidak menutupi arah tendang bola ... Lampiran A Tabel A.11. Penjaga gawang menuju posisi tengah gawang ... Lampiran A
