RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL ROBOT PENGEPEL LANTAI MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
BERBASIS BLUETOOTH
DESIGN AND DEVELOPMENT OF FLOOR MOBILE ROBOT CONTROL SYSTEM USING ARDUINO UNO R3 BASED ON
BLUETOOTH
Oleh:
Imam Nurhartomo H 16201082
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRONIKA
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO 2020
1
ABSTRAK
Pada penelitian ini dirancang sebuah robot pembersih lantai atau pengepel lantai otomatis yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia terutama pada ibu rumah tangga. Sistem ini menggunakan sensor ultrasonik sebagai pengukur jarak, sistem ini tidak berfokus pada jarigan local untuk penghubung antara robot dan user digunakanlah Bluetooth yang terkonesi dengan Arduino uno R3 dan sensor ultrasinok. Pada sektor kaki- kaki digunakan roda omni-directional, penggunaan roda omni ini dimaksudkan agar gerak robot lebih efektif dan efisien karena roda omni-directional sendiri merupakan roda unik karena memiliki kemampuan bebas gerak dua arah. Untuk sumber tegangan pada sistem ini digunakan baterai LiPo 5000 mAh. Cara kerja pada sistem ini sendiri tidak menggunakan line follower artinya robot bergerak bebas, lalu MIT app inventor sebagai platfrom yang membatu komunikasi antara robot dan pengguna.
Kata kunci: Arduino uno R3, ultrasonik SRF-05, MIT App Inventor, omni-direcional
2
ABSTRACT
In this study a robot designed a floor cleaning or automatic floor mop that aims to facilitate human work, especially for housewives. This system uses an ultrasonic sensor as a distance meter, this system does not focus on local networks for the connection between the robot and the user is using Bluetooth which is connected to the Arduino uno R3 and ultrasonic sensors. In the legs sector the omni-directional wheel is used, the use of the omni wheel is intended to make the robot's motion more effective and efficient because the omni- directional wheel itself is a unique wheel because it has the ability to be free of two-way motion. For the voltage source in this system, a 5000 mAh LiPo battery is used. How to work on this system itself does not use line follower means that the robot moves freely, then the MIT app inventor as a platform that helps communication between the robot and the user.
Keywords: Arduino uno R3, ultrasonic SRF-05, MIT App Inventor, omni-directional
3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Robotika adalah teknologi yang sekarang sedang berkembang sangat pesat, banyak negara berlomba-lomba menggunakan teknologi robotika untuk otomatisasi di segala bidang dan aspek kehidupan. Mulai dari rumah tangga, industri, medis sampai dengan militer. Jenis robotika itu sendiri sangat beragam, Robotika merupakan gabungan dari barbagai macam peralatan mekanik, yang dikontrol oleh peralatan elektronika dan dapat bergerak sesuai fungsi tertentu. Pada ssat ini bidang elektronika sangat dibutuhkan,sebab dalam bidang ini terdapat beberapa sistem yang dapat membatu mempermudah pekerjaan manusia.[1]
Salah satu permasalahan dalam sebuah ruangan yang sering kita temui adalah kurangnya kesadaran manusia itu sendiri dalam menjaga kebersihan dalam suatu ruangan. Selain itu juga disebabkan oleh tingkat kesibukan manusia saat ini sehingga tidak sempat lagi memperhatikan kebersihan dalam ruangannya.
Pada perkembangannya sekarang ini telah banyak di ciptakannya berbagai macam robot salah satunya ialah robot berkaki dan robot beroda yang bergerak otomatis dengan menggunakan sensor sebagai system control ataupun yang dikendalikan secara manual oleh manusia melalui remot control. Robot mempunyai banyak fungsi diantaranya yaitu untuk membersihkan ruangan dengan cara mengepel pada bagian lantai yang kotor. Oleh karenanya telah banyak di ciptakan robot dengan pengepel otomatis pada bagian bawah depan robot. Untuk lebih praktis dan efisien penggunaan sensor ultrasonic sangat mempengaruhi pergerakan pada robot pembersih ini. Karena dalam penggunaanya robot pengepel ini dapat berjalan dan menghindari halangan di depannya sendiri tanpa bantuan remote control atau campur tangan manusia.[2]
Oleh sebab itu, judul yang diangkat dalam tugas akhir adalah “Rancang Bangun Sistem Kontrol Robot Pengepel Lantai Menggunakan Arduino Uno R3 Berbasis Android Via Bluetooth”. Robot ini akan membersihkan seluruh
4
permukaan lantai tanpa menggunakan garis artinya robot ini akan bergerak bebas dan menghindari penghalang. Sesuai dengan fungsinya sebagai salah satu solusi untuk mengatasi kebersihan suatu ruangan dengan memanfaatkan perkembangan teknologi saat ini terutama dalam bidang robotika.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang sudah di jelaskan diatas, rumusan masalah yang dapat dikaji penulis yaitu bagaimana cara merancang bangun robot beroda untuk pengepel lantai dan kinerja robot beroda pengepel lantai otomatis serta bagaimana robot beroda pengepel lantai bisa dikendalikan atau diaktifkan menggunakan Bluetooth agar dapat membantu meringankan pekerjaan manusia dengan mudah.
1.3 BATASAN MASALAH
Batasan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Alat ini tidak terkoneksi jaringan internet hanya menggunakan bluetooh saja.
2. Spesifikasi Motor DC yang dipakai Max kecepatan 680 rpm beban max 4kg.
3. Sistem minimum yang digunakan adalah Arduino uno R3.
4. Spesifikasi sensor ultrasonik SRF05 Jangkauan jarak yang dapat dideteksi 3cm sampai 400cm.
5. Interface yang digunakan hanya fokus pada sistem pengiriman satu arah atau simplex .
1.4 TUJUAN
Tujuan dari penilitian tugas akhir ini adalah merancang robot untuk membersihkan ruangan atau tempat secara otomatis tanpa mengikuti line atau garis yang artinya robot dapat bergerak bebas. Untuk menghemat waktu dalam membersihkan suatu ruangan atau tempat dan mempermudah pekerjaan manusia.
1.5 MANFAAT
Adapun manfaat dari pembuatan alat ini adalah dapat menghasilkan robot yang dapat membantu pekerjaan manusia yang efektif dan efisien terutama ibu rumah tangga dalam membersihkan lantai dan mengetahui bagaimana cara
5
kerja robot secara otomatis tanpa menggunakan lintasan yang artinya robot dapat bergerak bebas. Hasil penelitian dapat digunakaan di industri telekomunikasi.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Pada penilitian ini terbagi menjadi beberapa bab. Bab I berisikan latar belakang, rumusan masalah, manfaat dan tujuan penilitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. Bab II membahas tentang konsep yang digunakan.
Bab III berisikan tentang perancangan pembuatan alat yang digunakan dalam proses pembuatan tugas akhir ini. Bab IV membahas tentang hasil simulasi dan analisis sistem berdasarkan hasil yang di peroleh. Kesimpulan dan saran untuk kedepanya dideskripsikan pada Bab V.
6 BAB II DASAR TEORI 2.1 KAJIAN PUSTAKA
Penelitian oleh Setya Ardi yang berjudul “Pembuatan Alat Pembersih Lantai Yang Dikendalikan Dari Bluetooth Software Android”. Pada sistem ini peneliti menggunakan sensor ultrasonik digunakan untuk mencegah mobil agar tidak menabrak benda didepannya. Robot pembersih yang dibuat akan menggunakan sebuah mikrokontroler untuk mengatur sensor-sensor dan peralatan yang ingin digunakan. Penelitian ini juga menggunakan system robot pembersih yang akan di kendalikan dengan sebuah aplikasi Android secara wireless dengan menggunakan Bluetooth dimana kontrol maju dan mundur serta belok dari roda dikendalikan juga pada aplikasi Android, sedangkan kecepatan motor juga dapat dikendalikan dari aplikasi Android juga.[3]
Penilitian selanjutnya yag dilakukan oleh Umi Nur Kholifah (2015) yang berjudul “Robot Pembersih Lantai Berbasis Arduino Uno Dengan Sensor Ultrasonik”. Robot pembersih ini bergerak secara otomatis dengan arduino sebagai otak robot. Robot ini bergerak maju sampai bertemu halangan berupa tembok maka robot atau alat ini akan berbelok ke kiri otomasis sebesar 90 derajat untuk menghindari halangan dan terus membersihkan lantai yang belum di bersihkan, sehingga robot ini sangat cocok digunakan untuk para ibu rumah tangga yang tidak mempunyai waktu untuk membersihkan rumah. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan bahwa robot pembersih ini dapat bekerja dengan baik. Bergerak maju mengunakan motor DC dan mengepel lantai menggunakan sikat yang dikendalikan oleh motor DC. Sensor Ultrasonik yang terpasang pada depan robot berfungsi sebagai penentu jarak. Robot ini dapat mempermudah pekerjaan ibu rumah tangga.[4]
Dari kedua penelitian diatas yang membahas tentang robot pembersih lantai memiliki keterkaitan dengan penelitian penulis. Dipenelitian yang sudah dibuat sebelumnya hal yang menjadi permasalahan tau pokok bahasan adalah bagaimana membuat alat pembersih lantai secara otomatis.
7
Dari kedua penelitian tersebut untuk dapat mengatasi masalah dalam sebuah ruangan adalah kurangnya kesadaran manusia itu sendiri dalam menjaga kebersihan dalam suatu ruangan, diperlukan alat yang dapat membersikan ruangan secara otomatis menggunakan sensor ultrasonik sebagai penentu jarak dan motor DC sebagai penggerak dengan menggunakan roda omni pergerakan robot akan lenih efisien dan efektif dan terintegrasi dengan ardunino uno R3.
Menggunakan roda biasa memiliki kelemahan yaitu gerak roda tidak terlalu efisien dan efektif, tidak bisa bergerak bebas dua arah. Untuk sistem mobil mainan juga memiliki kelemahan sama seperti penggunaan roda biasa gerak robot kurang efektif dan efisien. Roda omni dipilih karena memiliki kemampuan bergerak bebas dua arah. Roda ini berputar seperti roda pada umumnya serta mampu bergeser kesamping menggunakan roda di sepanjang lingkar luar roda. Roda omni-directional holonomic dapat bergerak maju mundur, geser ke samping, dan berputar pada posisi tetap.
Kemampuan ini memungkinkan robot yang menggunakan omnidirectional mampu bermanuver untuk lebih lincah dan lebih efisien.
Arduino uno R3 dipilih karena memiliki keunggulan bahasa pemrograman sangat mudah dan sederhana, arduino juga merupakan software open source ini berarti dipublikasikan untuk siapa saja serta memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial bisa menggunakanya. Memiliki modul siap pakai yang bisa ditancapkan pada board arduino. Disertai berbagai library yang siap digunakan untuk berekperimen. Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
8 2.2 DASAR TEORI
2.2.1 ARDUINO UNO R3
Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroller ATmega 328 (sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Piranti seperti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks. Dengan penambahan komponen tertentu, piranti ini bisa dipakai untuk pemantau jarak jauh melalui internet. mikrokontroller sering dikenal dengan sebut µC, uC, atau MCU. Terjemahan bebas dari pengertian tersebut, bisa dikatakan bahwa mikrokontroller adalah komputer yang berukuran mikro dalam satu chip IC (integrated circuit) yang terdiri dari processor, memory, dan antarmuka yang bisa diprogram. Jadi disebut komputer mikro karena dalam IC atau chip mikrokontroller terdiri dari CPU, memory, dan I/O yang bisa kita kontrol dengan memprogramnya.[5]
Gambar 1.1 Arduino uno R3
Table dibawah ini adalah table spesifikasi dari Arduino uno R3
9
Table 2.1 Spesifikasi Arduino uno R3 SPESIFIKASI ARDUINO UNO R3
Operasi Tegangan 5 Volt
Input Tegangan 7 -12 Volt
Pin I/O Digital 14
Pin Analog 6
Arus DC tiap Pin I/O 50 mA
Arus DC ketika 3.3V 50 mA
Memori Flah 32KB
SRAM 2 KB
2.2.2 SENSOR ULTRASONIC SRF05
Sensor ultrasonic adalah suara dan getaran yang memiliki frekuensi tinggi, seperti lumba-lumba yang menggunakan gelombang ini untuk berkomunikasi, dan kelelawar yang menggunakan ultrasonic untuk navigasi. Dalam hal ini gelombang ultrasonic merupakan gelombang ulta (diatas) frekuensi gelombang suara (sonic). Pada SRF05 ini merupakan sensor pengukur jarak yang menggunakan gelombang ultrasonic. Sensor ultrasonic memiliki dua transuder yaitu transmitter sebagai pemacara dan receiver sebagai penerima gelombang pantulan. Prisip kerja ini adalah pemancar mengirimkan gelombang ultrasonic dengan frekuensi 40Khz, kemudian diukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya gelombang pantulan dari obyek.
Gambar 2.2 Sensor Ultrasonik SFR-05
Tabel dibawah ini merupakan spesifikasi dari sensor ultrasonik SRF-05
10
Tabel 2.2 Spesifikasi Sensor Ultrasonik SRF-05 SPESIFIKASI ULTRASONIK SRF-05 Bekerja pada tegangan DC
5 Volt
Beban arus sebesar
30 mA – 50 mA
Menghasilkan gelombang dengan frekuensi
40 KHz
Jangkauan jarak yang dapat dideteksi
3 cm-400cm
Membutuhkan trigger input minimal sebesar
10 uS
2.2.3 RODA OMNI
Roda omni-directional merupakan roda unik karena memiliki kemampuan bebas gerak dua arah. Cara kerja roda ini sama seperti roda pada umumnya mampu bergeser kesamping menggunakan roda disepanjang lingkaran luar roda. Roda ini memungkinkan robot atau alat untuk mengkonversi robot nonholonomric menjadi robot holonomric. Sebuah robot non-holonomric yang menggunakan roda normal hanya memiliki 2 DOF (Degree Of Freedom) yang kendali, yaitu bergerak maju/mudur dan rotasi. Robot ini tidak memiliki kemampuan bergerak kekiri dan kekanan sehingga membuat robot ini bergerak lambat untuk sampai ketujuan dan kurang efisien. Berbeda dengan roda omni-directional holonomric yang mampu mengatasi masalah inimkarena memiliki 3 DOF (Degree Of Freedom). Robot holonomric mampu bergerak kesegala arah tanpa mengubah arah roda. Kemampuan ini memungkinkan robot yang menggunakan roda omni-directional mampu bermanuver lebih lincah dan lebih efisien.[6]
11
Gambar 2.3 Roda omni 2.2.4 BATERAI LIPO 5000 mAh
Baterai LiPo ini tidak menggunakan cairan sebagai elektrolit polimer kering yang berbentuk seperti lapisan plastic film tipis. Lapisan ini disusun berlapis-lapis diantara anoda dan katoda yang dapat mengakitbatkan pertukaran ion. Dengan metode ini, baterai LiPo dapat dibuat dalam berbagai ukuran dan bentuk. Diluar dari arsitektur baterai LiPo, terdapat juga kekurangan yaitu lemahnya aliran pertukaran ion yang terjadi melalui elektrolik polimer. Hal ini menyebabkan penurunan penurunan pada charging dan discharging rate. Sebenarnya masalah ini dapat diatasi degan memanaskan baterai sehingga menyebabkan pertukan ion yang lebih cepat, namun metode ini dianggap tidak dapat diaplikasikan pada keadaan sehari- hari. Padahal baterai jenis ini tidak sepenuhnya menggukan elektrolit kering seperti yang telah dijelaskan diatas. Degan menggunakan elektrolit tipe gel terhadap polimer, pertukaran ion yang terjadi menigkat pesat. Elektrolit gel menyebabkan berjurangnya kebocoran, namuun tetap masih mudah terbakar.
Baterai ini tidak terlalu berbahaya jika dibandingkan dengan baterai Li-Ion, namun tetap apabila tidak diperlakukan dengan benar seperti baterai tebakar api, recharge, korslet, dll beterai ini dapat memicu ledakan.[7]
12
Gambar 2.4 Baterai Lithium Polimer (Lipo)
Table dibawah ini merupakan spesifikasi tegangan dari baterai LiPo Table 2.3 Spesifikasi Tegangan Baterai LiPo
SPESIFIKASI TEGANGAN BATERAI LIPO 3.7volt battery 1 cell x 3.7 volts 7.4volt battery 2 cells x 3.7 volts (2S) 11.1volt battery 3 cells x 3.7 volts (3S)
14.8volt battery 4 cells x 3.7 volts (4S) 18.5volt battery 5 cells x 3.7 volts (5S) 22.2volt battery 6 cells x 3.7 volts (6S) 2.2.5 BLUETOOTH HC-05
Bluetooth adalah protocol komunikasi wireless yang bekerja pad frekuensi radio 2.4 GHz untuk melakukan pertukaran data pada perangkat bergerak seperti PDA, laptop, HP, dan lain lain. Salah satu contoh model sebuah Bluetooth yang paling banyak digunakan adalah tipe HC-05. Model Bluetooth HC-05 merupakan salah satu model Bluetooth yang sapat ditemukan dipasaran dengan harga yang relative murah. Model Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektornya memiliki
13
fungsi yang berbeda-beda. Modul Bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 sebagai VCC. Pin 1 pada modul sebagai transmitter, kemudian pin 2 pada Bluetooth sebagai receiver. Modul Bluetooth HC-05 merupakan module Bluetooth yang bisa menjadi slave ataupun master hal ini dibuktikan dengan bisa memberikan notifikasi untuk melakukan pairing keperangkatlain. Untuk model Bluetooth dapat dilihat pada gambar dibawah ini:[8]
Gambar 2.5 Bluetooth HC-05
2.2.6 MOTOR DC
Motor DC merupakan perangkat yang berfungsi merubah besaran listrik menjadi besaran mekanik. Prinsip kerja motor didasarkan pada gaya elektromagnetik. Motor DC bekerja bila mendapatkan tegangan searah yang cukup pada kedua kutupnya. Tegangan ini akan menimbulkan induksi elektromagnetik yang menyebabkan motor berputar. Pada umumnya, motor diklasifikasikan menurut jenis power yang digunakan dan prinsip kerja motor.[9]
14
Gambar 2.6 Motor DC
Table dibawah ini merupakan spesifikasi dari Motor DC Table 2.4 Spesifikasi dari Motor DC
SPESIFIKASI DARI MOTOR DC
Power 12volt
Max Rpm 620 Rpm
Rated load 0.4kg.cm
Max Torque 2kg.cm
2.2.7 LIMIT SWITCH
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limith switch sama seperti saklar push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat satu katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam katagori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Prinsip kerja limith switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah
15
yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkain tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombol tersebut tertekan.[10]
Gambar 2.7 Limith Switch 2.2.8 PCB FIBER
Dalam kehidupan ini tidak terlepas dari penggunaan barang elektronik seperti televisi, handphone, komputer, radio dan peralatan elektronik lainnya.
Didalam peralatan tersebut terdapat banyak komponen-komponen elektronika yang membentuk satu rangkaian sehingga menjadi sistem yang dibuat untuk tujuan tertentu. Komponen-komponen tersebut biasanya disusun dan dipasang pada papan rangkaian yang disebut PCB (Printed Circuit Board). Printed Circuit Board disingkat PCB adalah sebuah papan komponen-komponen elektronika yang tersusun membentuk rangkaian elektronik atau tempat rangkaian yang menghubungkan komponen elektronik yang satu dengan lainnya tanpa menngunakan kabel. Disebut papan sirkuit karena diproduksi secara massal dengan cara mencetak Ada tiga tipe PCB yang sering digunakan yaitu single side, double side dan multilayer. Single side artinya papan PCB tersebut hanya mempunyai satu sisi dilapisi oleh lempeng tembaga. Double side artinya papan PCB tersebut mempunyai dua sisi yang dilapisi oleh lempeng tembaga dan lapisan fiber-nya ada diantara dua lapisan tembaga tersebut, sehingga dapat membuat jalur di layer atas maupun layer bawah. Multilayer terdiri dari beberapa lapis tembaga yang bersifat konduktor yang disusun secara bergantian.[11]
16
Gambar 2.8 PCB Fiber 2.2.9 MOTOR DRIVER DC L293D
IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroller. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap driver. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver Hbridge untuk 2 buah motor DC.[12]
Gambar 2.9 Driver Motor DC L293D
Table dibawah ini merupakan spesifikasi fungsi pin dari Driver Motor
17
Table 2.4 Spesifikasi Fungsi Pin Driver Motor DC
SPESIFIKASI FUNGSI PIN Pin EN (Enable, EN1.2,
EN3.4)
Berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC
Pin In (Input, 1A,2A,3A,4A) Pin input sinyal kendali motor DC
Pin Out (Output, 1Y,2Y,3Y,4Y)
Adalah jalur output masing- masing driver yang
dihubungkan ke motor DC Pin VCC (VCC1, VCC2) Adalah jalur input tegangan
sumber driver motor DC.
Pin GND (Ground) Adalah jalur yang harus dihubungkan ke ground.
2.2.10 MIT APP INVERTOR
MIT App Inventor adalah aplikasi inovatif yang dikembangan Google dan MIT untuk mengenalkan dan mengembangkan pemrograman android dengan mentrasformasikan bahasa pemrograman yang kompleks berbasis teks menjadi berbasis visual (drag and drop) berbentuk blok-blok.[13]
18
Gambar 2.10 Tampilan MIT App Inventor 2.2.11 ARDUINO IDE
Arduino ide adalah salah satu software untuk menulis program pada arduino, ditulis menggunakan bahasa C. Pada arduino ide kode program ditulis dan di upload ke arduino, kesalahan pada kode program dapat langsung terlihat pada arduino ide. Setelah program ditulis maka board dan mikropengendali di dalamnya akan mampu melakukan perintah atau intruksi yang telah di atur sebelumnya.[14]
Gambar 2.11 Tampilan Arduino Ide
19
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 ALAT DAN BAHAN
Pada perancangan dan pembuatan alat ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan untuk membuat alat monitoring galon. Daftar alat dan bahan yang digunakan dalam melakukan perancangan dan pembuatan alat ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 3.1 Alat dan bahan
No Alat dan Bahan Jumlah
1 Laptop Toshiba Satellite C640 1
2 Arduino Uno R3 1
3 Sensor Jarak SRF 04 6
4 Limit Switch 6
5 Driver Motor DC L293D 1 6 Sensor Bluetooth HC-05 1
7 Motor DC 5
8 Servo 2
9 Roda Omni 4
10 Akrilik 3 mm
11 Handphone Android 1
Penjelasan perangkat keras : 3.1.1 LAPTOP
Dalam perancangan alat digunakan laptop untuk membuat program yang digunakan pada Bahasa pemrograman Arduino uno R3 dengan menggunakan software ArduinoIDE. Laptop yang digunakan menggunakan spesifikasi Prosesor Intel Pentium, dan 8GB memory RAM dan Intel R HD graphics, yang menggunakan system operasi windows 10 Pro 64bit.
20
Gambar 3.1 Spesifikasi Laptop 3.1.2 ARDUINO UNO R3
Arduino Uno R3 digunakan sebagai penerima informasi dari sensor dan sebagai pengirim ke aplikasi. Arduino Uno R3 dipilih karena memiliki pin yang cukup untuk membuat rancang bangun ini dan support dengan sensor-sensor yang digunakan serta mudah dimengerti.
3.1.3 SENSOR JARAK SRF 05
Sensor jarak SRF-05 digunakan untuk mendeteksi jarak pada benda disekitar robot sehingga meminimalis beturan atau geresak terhadap benda disekitar.
3.1.4 LIMIT SWITCH
Limit Switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan kinerja sensor jarak apabila terjadi benturan sehingga limit swich mengirimkan sinyal ke Arduino untuk menghidari benda tersebut.
3.1.5 DRIVER MOTOR DC L293D
Driver Motor DC L293D adalah driver khusus motor dc yang didalamnya terdapat IC khusus L293D yang berfungsi untuk mengontrol motor DC atau stepper yang berdiri sendiri. IC ini mampu mengontrol 2
21
buah motor DC dengan control arah bolak balik yang digunakan untuk mengontrol kecepatan dah arah laju robot.
3.1.6 MOTOR DC
Morot DC disini digunakan untuk menggerakan roda omni dan alat pel pada robot.
3.1.7 SERVO
Servo digunakan untuk alat penggerak pembersih tambahan jika ada sisi yang tidak dapat dijangkau oleh robot.
3.1.8 RODA OMNI
Roda omni berfungsi membuat suatu robot bergerak dengan direksi yang tidak biasa sehingga gerak robot lebih variative.
3.1.9 AKRILIK
Akrilik adalah bahan yang dapat digunakan untuk berbagai macam benda dan akrili digunakan sebagai bahan dasar body atau casing robot ini.
3.1.10 HANDPHONE ANDROID
Handphone Android digunakan sebagai perintah untuk mengontrol robot. Handphone Android yang di pakai adalah Smartisan U3 Pro dengan spesifikasi RAM 6GB dengan prosesor Qualcomm SDM660.
Pada Handphone Android akan diinstal aplikasi Android App inventor yang sudah terintegrasi dengan alat.
3.2 ALUR PENELITIAN
Dalam melakukan pembuatan alat ini dilakukan perancangan setelah mengetahui latar belakang dari alat ini dibuat. Setelah itu menentukan alat dan bahan apa saja yang dibutuhkan untuk membuat rancang bangun robot pembersih lantai berbasis arduino. Dalam penyusunan tugas akhir ini, terdapat beberapa tahapan yang dapat dilihat pada diagram alur dibawah ini:
22
Mulai
Permasalahan
Studi Literatur
Alat dan Bahan
Perancangan alat
Perancangan Software
Uji Coba Alat
Terdapat Kesalahan Tidak
Ya
Pengumpulan Data Pengujian
Analisa Hasil Data Uji Coba
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.2 Diagram Alur Penelitian
Berdasarkan dengan flowchart alur penelitian pada gambar 3.2 dimulai dari studi literatur yang berkaitan dengan judul penelitian untuk membandingkan teori dari penelitian sebelumnya. Studi literatur dilakukan dengan membaca jurnal ilmiah, buku dan artikel di internet yang menunjang teknologi yang digunakan, cara kerja perangkat yang digunakan, serta kelemahan alat. Sehinga pada tahap studi literatur dapat ditentukan peralatan yang digunakan.
Penentuan alat dan bahan yang tepat dan efisien perlu diperhatikan agar nantinya alat bekerja dengan semestinya tanpa gangguan dan kendala.
23
Kemudian dilanjutkan mendesain hardware dan mendesain software. Sensor harus dapat tepat berjalan tanpa kesalahan dan di lanjutkan ke membuat hardware dan simulasi setelah itu melakukan pengujian robot.
3.2.1 STUDY LITERATUR
Studi literatur dilakukan setelah melakuka identifikasi masalah.
Sebelum melakukan perancangan Hardware studi literatur penting dilakukan karena pada tahapan ini dilakukan pencarian referensi yang berkaitan dengan judul penelitian penulis. Studi literatur diambil dari penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan judul. Pada tahap ini perbandingan pada setiap penelitian sebelumnya dilakukan untuk menentukan teknologi, penggunaan perangkat, dan kelemahan dari alat untuk penelitian ini. Perancangan penelitian ini berbeda dengan penelitian sebelumnya dari karena perbedaan perangkat yang digunakan.
3.2.2 PERANCANGAN HARDWARE
Pada perancangan ini digunakan Arduino Uno R3 sebagai pengendali dari sistem, dipilih karena Arduino Uno R3 sudah terdapat fitur-fitur yang mendukung kinerja robot. Bluetooth HC-05 digunakan untuk menghubungkan robot dengan handphone yang akan mengontrol robot pengepel untuk bekerja. Untuk mengetahui jarak antara robot dengan benda yang ada disekitar digunakanlah sensor jarak SRF-04. Selain sensor SRF-04 disini juga digunakan limit switch sebagai sensor bantu supaya mengantisipasi gesekan atau benturan terhadap benda disrkitar pada robot.
Motor servo dan motor DC penggerak pembersih digunakan untuk membersihkan objek yang kotor (lantai). Disini untuk gerak laju robot pembersih menggunakan roda omni. Driver motor DC L293D digunakan untuk mengatur arah laju motor pada roda omni dan mengatur kecepatan motor DC. Disini robot menggunakan dua catu daya yaitu IC regulator 7805 yang bertugas mensuply 5volt pada Bluetooth HC-05, Arduino Uno R3, sensor jarak SRF-04, Driver motor DC L293D dan servo, supply DC 12volt digunakan untuk memberi daya kepada Driver motor dc L293D untuk kemotor dc penggerak roda omni.
24
Gambar 3.3 Blok diagram alat
Gambar di atas merupakan gambar blok diagram alat yang akan di buat, Sensor Ultrasonic SRF-04 dapat melakukan pengukuran jarak 3 cm sampai 3 meter dan sangat mudah untuk dihubungkan ke mikrokontroler menggunakan sebuah pin Input dan pin Output. lalu pengendalian control melalui handphone yang akan dikirm ke Bluetooth, dari Bluetooth ke Arduino dan kemudian robot akan aktif .
Gambar 3.4 Gambar rancangan alat
25
Perancangan alat ini untuk membentuk design dari alat agar dapat berfungsi dengan baik saat dioperasikan. Perancangan alat ini dengan menghubungkan komponen satu persatu agar bias saling terkoneksi. Berikut Rancangan antar muka komponen.
1. Perancangan Sensor Ultrasonic SRF-05 dengan Arduino R3 Sensor SRF-05 digunakan untuk mendeteksi jarak benda yang ad disekitarnya. Prinsip kerja dari sensor ini adalah transmitter mengirimkan seberkas gelombang ultra yang memiliki kecepatan lalu mengukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari objek. Berikut perancangan sensor dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.5 Skematik Sensor Ultrasonic SRF-05
Sensor ultrasonic menghubungkan pin trigger ke pin 13 arduino untuk mengirimkan pulsa positif minimal 10µs selanjutnya pin eco SRF-05 dihubungkan ke pin 12 ardiuno untuk mengirimkan pulsa positif hingga 18ms.
2. Perancangan antarmuka Bluetooth HC-05 dengan Arduino R3 Antarmuka komunikasi untuk android menggunakan Bluetooth HC-05 dengan Arduino. Pin 1 dari Arduino (TX) menghubungkan ke pin RX dari Bluetooth HC-05, sedangkan pin TX dari Bluetooth HC-
26
05 menghubungkan ke pin 0 (RX) dari arduino. Untuk sumber tegangan Bluetooth HC-05 membutuhkan supply 5volt yang menghubungkan ke kaki vcc dan key, lalu gnd ke gnd dari Arduino.
Berikut tampilan dari antarmuka Bluetooth HC-05 dengan Arduino uno R3.
Gambar 3.6 Skematik antarmuka Bluetooth HC-05 dengan Arduino
3. Perancangan antarmuka Driver Motor DC dengan Arduino R3 Driver motor L293D mendapatkan supply 12volt dan 5volt dari kaki yang menghubungkan ke pin Arduino adalah kaki 1,7,2. Kaki 1 menghubungkan ke kaki 11 arduino, sedangkan kaki 7 dan kaki 2 menghubungkan ke pin A0 dari Arduino. Sedangkan kaki dari L293D yaitu 9,10,15. Kaki 9 menghubungkan ke pin 10 dari Arduino, sedangkan kaki 10 dan kaki 15 dari L293D menghubungkan ke pin A1 arduino. Berikut gambar skematiknya.
27
Gambar 3.7 Skematik antarmuka Driver Motor DC dengan Arduino 3.2.3 PERANCANGAN SOFTWARE
Setelah perancangan hardware maka selanjutnya dilanjutkan dengan perancangan software atau code agar sensor dapat bekerja. Code ditulis dengan menggunakan bahasa C, Penulisan code dilakukan pada aplikasi Arduino IDE. Code dibuat untuk dapat memfungsikan sensor dan keseluruhan alat agar dapat bekerja dengan baik dan sesuai dengan perintah.
Untuk memulai jalanya robot pertama start melakukan penyambungan Bluetooth HC-05 ke handphone lalu mengkoneksikan ke Arduino uno.
Jika Arduino uno tidak terkoneksi maka kembali ke tahap penyambungan koneksi. Jika berhasil maka Arduino akan mengirimkan perintah ke sensor-sensor dan komponen yang digunakan untuk kinerja robot. Jika sudah maka sistem keseluruhan akan bekerja sesuai perintah dari otak robot yaitu Arduino. Jika tidak maka kembali lagi ke tahap Arduino uno terkoneksi namun jika berhasil berarti robot sudah selesai menerima perintah atau sistem atau dengan kata lain sistem keseluruhan sudah berjalan.
28
Gambar 3.8 Flow chart alur software
Start
Sistem Keseluruhan bejalan / bekerja sesuai
perintah...?
Menyambungkan Bluetooth Hc-05 for
Hanphone
Sensor Ultrasonic, Driver L293D, liimit Swtch, Servo, Motor DC.
Bekerja sesuai perintah Arduino Uno R3
Terkoneksi
Selesai
Tidak
Tidak
Ya Ya
29
DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Pengolahan et al., “Universitas Gunadarma,” pp. 1–13, 2010.
[2] M. D. Faraby, M. Akil, A. Fitriati, and I. Isminarti, “Rancang Bangun Robot Pembersih Lantai Berbasis Arduino,” JTT (Jurnal Teknol. Terpadu), vol. 5, no. 1, p. 70, 2017.
[3] S. Ardhi, “Pembuatan Alat Pembersih Lantai Yang Dikendalikan Dari Bluetooth Software Android,” Senati, vol. E.55-8, no. August, pp. 55.1- 55.8, 2016.
[4] Y. Yuliza and U. N. Kholifah, “Robot Pembersih Lantai Berbasis Arduino Uno Dengan Sensor Ultrasonik,” J. Teknol. Elektro, vol. 6, no. 3, pp. 136–
143, 2015.
[5] P. Handoko, “Sistem Kendali Perangkat Elektronika Monolitik Berbasis Arduino Uno R3,” Semin. Nas. Sains dan Teknol. 2017, no. November, pp.
1–2, 2017.
[6] W. S. Pambudi, “Rancang Bangun 3 Wheels Omni-Directional Mobile Robot Menggunakan Sensor Position Sensitive Device (Psd) Serta Sensor Vision Dengan Metode Kendali Fuzzy Logic Controller (Flc) Untuk Menghindari Halangan,” Semantik, vol. 2011, no. Vol 1, No 1 (2011):
Prosiding Semantik 2011, 2011.
[7] Y. Joko, H. Widodo, J. T. Elektro, F. Sains, D. A. N. Teknologi, and U. S.
Dharma, “Tugas Akhir Charger Baterai Li-Po 3 Sel Menggunakan Flyback Konverter Dengan Masukan 220 Vac Final Project Charger Battery Li-Po 3 Cell Using Flyback Converter With 220 Vac Input,” 2017.
[8] L. W. Santoso, “Studi Dan Uji Coba Teknologi Bluetooth Sebagai Alternatif Komunikasi Data Nirkabel,” J. Inform., vol. 5, no. 2, pp. 114–
114, 2004.
[9] M. Irfan, “Desain Dan Implementasi Kendali Kecepatan Motor Pada Robot
30
Dengan Empat Roda Omni Menggunakan Metode Logika Fuzzy Design and Implementation of Motor Speed Control on Four Omni Wheeled Robot Using Fuzzy Logic Method,” vol. 3, no. 2, pp. 1344–1351, 2016.
[10] H. Munnik, “Rancang Bangun Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Relay,” Teknol. Elektro, Univ. Mercu Buana, vol. 8, no. 3, pp. 181–186, 2017.
[11] P. S. Maria and E. Susianti, “Analisis Karakteristik Elektrik Bentuk Geometri Jalur PCB Menggunakan Pendekatan Finite Element,” J. Tek.
Elektro, vol. 10, no. 1, pp. 11–17, 2018.
[12] D. Setiawan, “Sistem Kontrol Motor Dc Menggunakan Pwm Arduino Berbasis Android System,” J. Sains, Teknol. dan Ind., vol. 15, no. 1, pp. 7–
14, 2017.
[13] K. Dwinaputri, “pengenalan App Inventor,” 2017.
[14] R. O. Ph, “panduan praktis Arduino untuk pemula.”
