RANCANG BANGUN ROBOT PEMADAM API
MENGGUNAKAN KONTROL ANDROID VIA BLUETOOTH BERBASIS ARDUNO UNO R3
TUGAS AKHIR
BADRIL 142408070
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
RANCANG BANGUN ROBOT PEMADAM API
MENGGUNAKAN KONTROL ANDROID VIA BLUETOOTH BERBASIS ARDUNO UNO R3
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
BADRIL 142408070
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul : Rancang Bangun Robot Pemadam Api
Menggunakan Kontrol Android Via Bluetooth Berbasis Arduino Uno R3
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Badril
NomorIndukMahasiswa :142408070
Program Studi : Diploma (D-3) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara
Diluluskan di Medan,20 April 2017
Disetujui Oleh
Ketua Program Studi D-3 Fisika Dosen Pembimbing
Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc. Drs.Aditia Warman,M.Si.
NIP: 1960060311986011002 NIP: 195705031983031003
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN ROBOT PEMADAM API MENGGUNAKAN KONTROL ANDROID VIA BLUETOOTH BERBASIS ARDUNO UNO R3
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 20 April 2017
Badril 142408070
ABSTRAK
Hasil kemajuan teknologi seperti robot banyak memberikan bantuan bagi manusia terutama dalam pekerjaan-pekerjaan yang sulit dilakukan oleh manusia. Jenis robot yang umum antara lain manipulator lengan robot dan robot mobil. Pada tugas akhir ini menggunakan mobile robot karena kemudahannya untuk diaplikasikan ke berbagai bidang dan kemudahan dalam pengontrolannya dibanding jenis robot lain. Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk membuat prototype robot pemadam api berbasis arduino uno R3 dan dapat dikontrol dengan android secara wireless menggunakan Bluetooth. Metode perancangan mencakup perancangan perangkat keras, perangkat lunak serta percobaan percobaan dan pengujian terhadap sistem yang dibuat. Implementasi dilakukan dengan melakukan pengontrolan terhadap robot dengan android, kemampuan gerak robot, pendetaksian titik api dan memadamkan api lilin. Hasil yang dicapai adalah sebuah prototype robot pemadam api yang dapat dikontrol dengan android dengan jangkauan dapat mencapai ± 20 meter.
Kata Kunci : Android, APP Inventor 2, Mikrokontroler Arduino Uno R3, Bluetooth Hc05, Sensor Api (Flame Sensor module)
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh,
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas banyaknya berkah, rahmat dan hidayahNya sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
salam dan salawat kepada Rasulullah Muhammad SAW sebagai tauladan kami yang telah menghantarkan kita selalu menuntut ilmu untuk bekal dunia dan akhirat.
Akhirnya penyusunan tugas akhir Rancang Bangun Robot Pemadam Api Menggunakan Kontrol Android Via Bluetooth Berbasis Arduino Uno R3 dapat dirampungkan. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya pada Jurusan D-3 Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Penghargaan dan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis, terima kasih atas doa dan sumber inspirasi agar dapat melakukan yang terbaik. Tak lupa penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggitingginya kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan dan petunjuk, terutama kepada :
1. Seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moral dan moril selama pembuatan tugas akhir ini.
2. Bapak Drs.Aditia Warman,M.Si. selaku Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada Penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Dr.Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
4. Bapak Dr.Saharman Gea Ph.D selaku Pembantu Dekan III Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara . 5. Bapak Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku Ketua Program Studi D-3
Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatra Utara .
6. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
7. Abangda Muhammad Andi Prasetyo yang telah memberikan bantuan berupa Ilmu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D-III yang memberikan bantuan penulisan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Semoga bantuan dan dukungan yang telah di berikan mendapatkan ridho dan balasan dari Allah SWT.
Penulis sadar bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan, namun penulis berharap tugas akhir ini memberikan kontribusi sekecil apapun bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta wacana bagi mahasiswa D-3 Fisika Instrumentasi.
Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, Amin.
Medan, 20 April 2017
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK i
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR TABEL x
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1.Latar Belakang 1
1.2.Rumusan Masalah 2
1.3.Tujuan Penelitian 2
1.4.Batasan Masalah 3
1.5.Metode Penulisan 3
1.6.Sistematika Penulisan 4
BAB II LANDASAN TEORI 5
2.1. Mikrokontroler Arduino Uno R3 5
2.1.1. Input & Output 6
2.1.2.Komunikasi 7
2.1.3. Software Arduino 7
2.1.4. Bahasa Pemtograman Arduino 8
2.1.5.Proteksi Arus Lebih USB 11
2.1.6.Karakter Fisik Arduino 11
2.2. Bluetooth Hc-05 11
2.3. Motor Dc 13
2.4. Driver motor shield L293D 14
2.4.1. Fungsi Pin driver Motor DC L293D 14 2.4.2. Feature Driver Motor DC L293D 15
2.5. Sensor Api Flame Sensor 16
2.6. Kipas (Fan Module L9110) 17
2.7. Motor Servo 18
2.8. Buzzer 19
2.9. Baterai (Ni – Cd) 20
2.10. Android 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 22
3.1.Waktu dan Tempat 22
3.2. Alat dan Bahan 22
3.3. Spesfikasi Sistem 23
3.4.Rangkaian Keseluruhan Sitem 25
3.4.1. Rangkaian Power Supply 25
3.4.2. Rangkaian Bagian Input 26
3.4.2.1. Rangkaian Sensor Api 26
3.4.2.2. Rangkaian Bluetooth 28
3.4.3. Rangkaian Bagian Output 28
3.4.3.1. Rangkaian Motor Servo 28
3.4.3.2. Rangkaian Kipas 29
3.4.3.3. Rangkaian Motor DC 30
3.5. Software Pemrograman Dan Program Robot 31
3.5.1. Software Arduino.cc 1.6.7 31
3.4.2. Program Robot 32
3.6. Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sitem Robot Pemadam Api 40
3.7. Perancangan Fisik Robot 42
3.7.1. Mekanik Robot 42
3.7.1.1. Chassis Kontruksi 42
3.7.2. Sensor dan Komponen Elektronik 44
3.7.2.1. Sensor 44
3.7.2.1. Komponen Elektronik 44
3.8. Flowchart Sistem Kerja Robot 46
BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL 48
4.1.Pengujian Rangkaian Sumber Daya (Baterai) 48 4.2.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 48 4.3.Pengujian Bluetooth dengan Android dan driver motor 49 4.4.Pengujian Bluetooth dengan Android (jarak) 51
4.5.Pengujian Sensor api 52
4.6.Pengujian Fan Module L9110 (kipas) 54
4.7.Pengujian Motor Servo 55
4.8.Pengujian Buzzer 55
BAB V PENUTUP 56
5.1.Kesimpulan 56
5.2.Saran 57
DAFTAR PUSATAKA 58
LAMPIRAN
1. Rangkaian Keseluruhan sstem robot pemadam api 2. Program robot pemadam api
3. Program pembuatan aplikasi di APP Inventor 2 4. Data sheet arduino
5. Data sheet Flame sensor
6. Data sheet Module Bluetooth hc-05 7. Data sheet Motor servo
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1. Arduino Uno R3 11
2.2. Bluetooth HC-05 12
2.3. Motor Dc 13
2.4. Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D 14
2.5. Sensor Api Flame Sensor 16
2.6. Fan Module L9110 17
2.7. Motor Servo 18
2.8. Buzzer 20
2.9. Baterai Ni – Cd 21
3.1.Diagram Blok System 24
3.2.Rangkaian Sumber Tegangan 25
3.3. Hubungan Antara Driver Motor Dc dengan Arduno 26
3.4. Hubungan Arduino Dengan sensor Api 27
3.5. Hubungan Arduino Dengan Bluetooth 28
3.6. Hubungan Motor Servo Dengan Arduino 29
3.7. Hubungan Kipas Dengan Arduino 30
3.8. Hubungan Driver Dengan Motor DC 31
3.9. Software Arduino.cc 32
3.10. Penulisan Program Pada software Arduino 38 3.11. Tampilan saat proses Compile dan Upload 39 3.12. Tampilan saat proses Compile dan Upload Telas selesai 39 3.13. Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sitem Robot Pemadam Api 40
3.14. Prototype Robot Pemadam Api tampak samping 43 3.15. Prototype Robot Pemadam Api tampak depan 45
3.16. Flowchart Robot Pemadam Api 46
4.1. Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Uno R3 48
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1. Deskripsi Arduino 6
3.1. Penjelasan Program Perbaris 35
4.1. Data Pengujian Bluetooth Dengan Android (Kendali) 49 4.2. Data Pengujian Bluetooth Dengan Android (Jarak) 51
4.3. Data Pengujian Sensor Api 52
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Teknologi adalah cara untuk medapat sesuatu dengan kualitas lebih baik (lebih mudah, lebih murah, lebih cepat dan lebih menyenangkan). Salah satu teknologi yang berkembang pesat saat ini adalah teknologi dibidang Robotika. Robot berguna untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan tertentu misalnya untuk melakukan pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi, beresiko tinggi, membosankan atau yang membutuhkan tenaga besar.
Salah satu pekerjaan manusia yang dapat dilakukan robot adalah kegiatan pemadaman kebakaran. Jenis pekerjaan ini membutuhkan reaksi cepat karena kebakaran dapat dihindari apabila api dapat dipadamkan ketika api belum menyebar. Ketika api telah menyebar pekerjaan pemadaman kebakaran akan menjadi pekerjaan yang sulit dan beresiko tinggi. Masalah kebakaran dapat dikurangi apabila sumber api dapat ditemukan dan dimatikan dalam waktu singkat. Untuk mengatasi permasalahan di atas di buatlah sebuah robot yang bertugas untuk memadamkan api.
Robot pemadam api juga akan dilengkapi dengan sensor api dan kipas sebagai piranti pelengkap kinerja untuk memadamkan api, kipas menyala secara otomatis jika sensor api mendekati titik api, dalam pengujian titik api menggunakan lilin dengan tinggi yang disesuaikan dengan robot. Perintah pengguna dari smartphone dikirimkan kemikrokontroler pada robot untuk diproses menjadi pergerakan robot.
Dengan latar belakang tersebut maka penulis membuat “Rancang Bangun Robot Pemadam Api Menggunakan Kontrol Android Via Bluetooth Berbasis Arduino Uno R3 ”. Sebagai pembahasan dalam Tugas Akhir yang dibuat oleh penulis.
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan utama pada pembuatan tugas akhir ini adalah membahas rancang bangun robot pemadam api menggunakan kontrol android sebagai pengatur gerakan robot. Perancangan robot pemadam api menyangkut perancangan perangkat keras dan perangkat lunak sehingga dihasilkan sebuah prototype robot pemadam api. Actuator motor dc digunakan sebagai penggerak utama robot dengan menggunakan sistem kendali driver motor shield IC l293D dan arduino uno R3 sebagai mikrokontrolernya. Software yang digunakan untuk penulisan program adalah Arduino.cc dan transmitter yang digunakan dari android ke arduino adalah Bluetooth hc-05.
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari dibuatnya alat ini adalah :
1. Untuk merancang dan membuat prototype robot pemadam api menggunakan kontrol android via Bluetooth berbasis arduino uno R3.
2. Untuk merancang robot pemadam api yang dapat melakukan pemadaman api secara manual dan otomatis
3. Memperkaya pengetahuan penulis dan pembaca tentang Mikrokontroler dan aplikasinya.
1.4. Batasan Masalah
Agar perancangan yang dibahas dalam tugas akhir ini tidak terlalu luas dan menyimpang dari topik yang telah ditentukan, maka penulis perlu membatasi permasalahan sebagai berikut:
1. Perancangan yang dilakukan adalah merancang perangkat keras dan perangkat lunak sedemikan rupa sehingga dihasilkan sebuah prototype robot pemadam api.
2. Pembahasan tentang mikrokontroler Arduino Uno R3 hanya sebatas yang berkaitan dengan perancangan ini.
3. Pembahasan mengenai perangkat keras dan perangkat lunak sebatas teori umum dan yang berkaitan dengan perancangan robot pemadam api.
4. Pembahasan cara kerja robot hanya sebatas menurut kebutuhan yang meliputi analisis rangkaian tiap-tiap blok baik secara perangkat keras maupun perangkat lunak.
1.5. Metode Penulisan
Adapun metode penulisan yang digunakan dalam menyusun dan menganalisa proyek ini adalah:
1. Studi literatur yang berhubungan dengan perancanangan dan pembuatan alat ini.
2. Perencanaan dan pembuatan alat baik software maupun hardware.
3. Analisis dan uji coba fungsi dari kesuluruhan alat.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penyusunan laporan, maka dalam hal ini penulis membagi dalam beberapa bab, serta memberikan gambaran secara garis besar isi dari tiap-tiap bab.
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang masalah, tujuan dan manfaaat penelitian, identifikasi masalah, pembatasan masalah, rumusan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini merupakan landasan teori yang membahas tentang teoriteori yang mendukung dalam penyelesaian masalah.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Meliputi metode, bahan alat, perancangan dan pengambilan data penelitian.
BAB IV : HASIL dan ANALISA Meliputi hasil uji coba dan pembahasan.
BAB V : KESIMPULAN dan SARAN
Berisikan kesimpulan tentang hasil rancangan yang telah dibuat serta saran dalam pengembangan rancangan tersebut.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler Arduino Uno R3
Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.
Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu mensupport mikrokontroller;
dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.
Arduino memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam arduino.
Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial.
Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller.
Tabel 2.1 Deskripsi Arduino
Mikrokontroler ATmega 328
Tegangan pengoprasian 5 V
Tegangan Input yang disarankan 7 – 12 V
Batas Tegangan Input 6 – 20 V
Jumlah pin I/O Digital 14 Pin digital ( 6 diantaranya menyediakan keluaran PWM
Jumlah pin input Anlag 6 pin
Arus Dc tiap pin I/O 40mA
Arus Dc untuk pin 3,3 V 50mA
Memor Flash 32 KB (ATmega 328) sekitar 0,5 digunakan oleh boarder
SRAM 2 KB (ATmega 328)
EPROM 1 KB (Atmega 328)
2.1.1. Input & Output
Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().
Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50K Ohm. Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :
1 Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB ke TTL chip serial.
2 Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.
3 PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().
4 SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino.
5 LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.
2.1.2. Komunikasi
Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Ini diperlukan.
Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer.
2.1.3. Software Arduino
Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino . Pada
ATMega328 di Arduino terdapat bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal.
IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino.
Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch.
Kata“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama.
2.1.4. Bahasa Pemograman Arduino
Seperti yang telah dijelaskan diatas program Arduino sendiri menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya. Walaupun demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:
1. Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah
terbukti dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan sistem operasi, pengolah gambar (seperti pembuatan game) dan juga pembuatan kompilator bahasa pemrograman baru.
2. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.
3. Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah.
4. Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.
5. Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language) sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar muka) ke perangkat keras.
6. Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama, yang bernama main(). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali pada saat proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi lainselain fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil pada saat digunakan.
Selain itu juga dalam bahasa C kita akan mengenal file header, biasa ditulis dengan ekstensi h(*.h), adalah file bantuan yang yang digunakan untuk
menyimpan daftar-daftar fungsi yang akan digunakan dalam program. Bagi anda yang sebelumnya pernah mempelajari bahasa pascal, file header ini serupa dengan unit. Dalam bahasa C, file header standar yang untuk proses input/output adalah
<stdio.h>.
Perlu sekali untuk diperhatikan bahwa apabila kita menggunakan file header yang telah disediakan oleh kompilator, maka kita harus menuliskannya didalam tanda„<‟ dan „>‟ (misalnya <stdio.h>). Namun apabila menggunakan file header yang kita buat sendiri, maka file tersebut ditulis diantara tanda “ dan ” (misalnya
“cobaheader.h”). perbedaan antara keduanya terletakpada saat pencerian file tersebut. Apabila kita menggunakan tanda <>, maka file tersebut dianggap berada pada direktori default yang telah ditentukan oleh kompilator. Sedangkan apabila kita menggunakan tanda “”, maka file header dapat kita dapat tentukan sendiri lokasinya.
File header yang akan kita gunakan harus kita daftarkan dengan menggunakan directive #include. Directive #include ini berfungsi untuk memberi tahu kepada kompilator bahwa program yang kita buat akan menggunakan file- file yang didaftarkan. Berikut ini contoh penggunaan directive #include.
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include”myheader.h”
Setiap kita akan menggunakan fungsi tertentu yang disimpan dalam sebuah file header, maka kita juga harus mendaftarkan file headernya dengan menggunakan directive #include. Sebagai contoh, kita akan menggunakan fungsi getch() dalam program, maka kita harus mendaftarkan file header<conio.h>.
2.1.5. Proteksi Aruslebih USB
Arduino UNO mempunyai sebuah sebuah sekring reset yang memproteksi port USB komputer dari hubungan pendek dan arus lebih. Walaupun sebagian besar komputer menyediakan proteksi internal sendiri, sekring menyediakan sebuah proteksi tambahan. Jika lebih dari 500 mA diterima port USB, sekring secara otomatis akan memutuskan koneksi sampai hubungan pendek atau kelebihan beban hilang.
2.1.6. Karakteristik Fisik
Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil. (0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lainnya.
Gambar 2.1 Arduino Uno R3
2.2. Bluetooth Hc-05
Bluetooth Module HC-05 merupakan module komunikasi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz dengan koneksi sebagai slave dan master .Sangat mudah
digunakan dengan mikrokontroler untuk membuat aplikasi wireless. Interface yang digunakan adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND. Built in LED sebagai indikator koneksi bluetooth. Tegangan input antara 3.6 ~ 6V, jangan menghubungkan dengan sumber daya lebih dari 7V. Arus saat unpaired sekitar 30mA, dan saat paired (terhubung) sebesar 10mA. 4 pin interface 3.3V dapat langsung dihubungkan ke berbagai macam mikrokontroler (khusus Arduino, 8051, 8535, AVR, PIC, ARM, MSP430, etc.).
Gambar 2.2 Bluetooth Hc-05
Jarak efektif jangkauan sebesar 10 meter, meskipun dapat mencapai lebih dari 10 meter, namun kualitas koneksi makin berkurang. Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomer serinya genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC-06-S. Modul BT ini akan bekerja sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah menjadi Master, demikian juga sebaliknya misalnya HC-04M.
Default mode kerja untuk modul BT HC dengan seri genap adalah sebagai Slave. Sedangkan modul BT HC dengan nomer seri ganjil, misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave mode, tetapi pengguna bisa mengubahnya menjadi mode Master dengan AT Command tertentu. Penggunaan utama dari modul BT ini adalah menggantikan komunikasi serial via kabel.
2.3. Motor DC
Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Dalam membangun sebuah mobile robot, biasanya kita terkendala dengan chassis dan motor, terutama bila menggunakan motor DC. Bila menggunakan motor servo (continuous servo), karena bentuk fisiknya kotak maka lebih mudah menempatkannya pada chassis. Namun, motor servo umumnya memiliki kecepatan yang rendah yakni 60 rpm saja. Pada motor Dc yang digunakan untuk robot dipasangkan roda pada ke dua motor Dc yang digunakan. Pemilihan motor Dc didasarkan pada putaran dan torsi yang lebih besar jika dibandingkan dengan motor stepper atau motor servo juga didasarkan atas ketersedian di pasaran selain harga murah juga banyak variasinya.
Gambar 2.3 Motor DC
Motor Dc tidak dapat dkendalikan langsung menggunakan mikrokontroler karena kebutuhan arus yang besar, maka motor driver merupakan alternative yang dapat digunakan untuk menggerakan motor Dc.
2.4. Driver motor shield L293D
IC L293D adlah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. 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 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.
Gambar 2.4 Kontruksi pin driver motor DC IC L293D
2.4.1. Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D
1. Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.
2. Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC 3. Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver
yang dihubungkan ke motor DC
4. Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol
dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
5. Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.
2.4.2. Feature Driver Motor DC IC L293D
Driver motor DC IC L293D memiliki feature yang lengkap untuk sebuah driver motor DC sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik driver motor DC dan dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis motor DC. Feature yang dimiliki driver motor DC IC L293D sesuai dengan datasheet adalah sebagai berikut :
1. Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V 2. Separate Input-Logic Supply
3. Internal ESD Protection 4. Thermal Shutdown
5. High-Noise-Immunity Inputs
6. Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D 7. Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D) 8. Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)
9. Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)
2.5. Sensor Api (Flame Sensor)
Sensor api atau flame sensor adalah sensor yang mampu mendeteksi api dan merubahnya menjadi besaran analog sebagai representasinya. Sensor api ini berbeda dengan sensor panas, jika sensor panas parameter yang di ukur adalah temperaturnya sedengkan sensor api ini yang di deteksi adalah nyala apinya.
Sensor api flame sensor tersedia dalam bentuk module seperti gambar dibawah.
Gambar 2.5 Sensor api Flame sensor
Sensor ini bekerja berdasarkan infra merah (infrared) dalam rentang panjang gelombang 760 nM -1100 nM dengan jarak deteksi kurang dari 1 Meter dan response time sekita 15 µs . Berikut adalah sfesifikasi dari sensor api flame sensor.
1. Flame sensor ini sangat sensitive terhadap infrared yang panjang gelombang cahaya nya 760 – 1100 nm.
2. Analog output (A0): Real-time sinyal tegangan output pada tahan panas.
Dengan pin Analog Output ini kita bisa memperkirakan letak api karena pembacaan sensor ini yaitu 60 derajat. Dengan memasang sensor secara parallel, kita bisa memperkirakan kira – kira posisi ap dimana, meskipun tidak terlalu akurat.
3. Digital output (D0): Jika suhu mencapai batas tertentu, output akan tinggi dan rendah ambang sinyal disesuaikan melalui potensiometer. Dengan pin Digital Output kita hanya bisa tahu ada api atau tidak namun kita tidak bisa mengetahui letak api.
4. Tegangan input untuk pin Analog adalah 5V dan jika menggunakan pin digital bisa menggunakan tegangan 3.3V.
2.6. Kipas (Fan module L9110)
Fan module L9110 adalah sebuah chip yang digunakan untuk menggerakan motor, dalam hal ini digunakan untuk menggerakkan baling – baling sebagai kipas untuk memadamkan api.
Gambar 2.6 Fan Module L9110
Chip ini memiliki dua TTL / CMOS kompatibel dengan tingkat input, dengan ketahanan yang baik, dua terminal output dapat langsung maju dan mundur menggerakan motor drive, ia memiliki kemampuan besar saat mengemudi, masing-masing saluran melalui 750 ~ 800mA dari arus kontinu, kemampuan arus puncak hingga 1,5 ~ 2.0A. Sementara itu memiliki tegangan saturasi output yang rendah, built in klem dioda membalikkan dampak dari rilis induktif saat beban di relay drive, motor DC, stepper motor atau beralih menggunakan tabung daya pada L9110 aman dan terpercaya yang banyak
digunakan dalam mainan bermotor mobil drive, stepper motor penggerak dan beralih sirkuit tabung listrik. Berikut adalah sfesifikasi dari Fan module L9110.
1. Tegangan kerja: DC 5V
2. Dukungan Arduino Dan Semua Jenis mikrokontroller 3. L9110 dapat diatur Putarannya CW Dan CCW 4. Dapat dengan mudah meniup api ringan dalam 20 cm 5. Tubuh Dimensi: 4 cm x 2,6 cm x 1,5 cm
6. Dimensi baling-baling: 7,5 cm x 1,2 cm 7. Berat: 14 gr
2.7. Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.
Gambar 2.7 Motor Servo
Ada dua jenis motor servo, yaitu motor servo AC dan DC. Motor servo AC lebih dapat menangani arus yang tinggi atau beban berat, sehingga sering diaplikasikan pada mesin-mesin industri. Sedangkan motor servo DC biasanya
lebih cocok untuk digunakan pada aplikasi-aplikasi yang lebih kecil. Dan bila dibedakan menurut rotasinya, umumnya terdapat dua jenis motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous.
1. Motor servo standard (servo rotation 180⁰) adalah jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas hanya 90⁰ kearah kanan dan 90⁰ kearah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰.
2. Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya sama dengan jenis servo standard, hanya saja perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri.
2.8. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.8 Buzzer
Buzzer elektronik ini dapat diciptakan dengan merangkaikan beberapa komponen yang pada prinsipnya alat ini dapat menimbulkan pulsa dimana arus listrik adalah sebagai indikator terciptanya pulsa tersebut. Pada pembuatan alat ini, kami menggunakan IC NE555 sebagai sistem pembangkit pulsa yang tentunya arus listrik adalah indicator utama daripada pembangkit sinyalnya.Namun IC NE555 bukanlah satu – satunya komponen yang digunakan. Disini kami menambahkan beberapa komponen pelengkap yang sama bergunanya dalam pembuatan alat ini. Komponen – komponen itu antara lain adalah 1 buah potensiometer 10k, 2 buah kapasitor 0,01uF, 1 buah kapasitor 1uF, 1 buah IC NE555, 1 buah Speaker 8Ω, 0,5watt, 1 buah baterai 9volt, dan 1 buah transistor NPN 9013.
2.9. Baterai (Baterai Ni-Cd)
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable). Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali
pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).
Baterai Ni-Cd (NIcket-Cadmium) adalah jenis baterai sekunder (isi ulang) yang menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium sebagai bahan Elektrolitnya. Baterai Ni-Cd memiliki kemampuan beroperasi dalam jangkauan suhu yang luas dan siklus daya tahan yang lama. Di satu sisi, Baterai Ni-Cd akan melakukan discharge sendiri (self discharge) sekitar 30% per bulan saat tidak digunakan.
Gambar 2.9 Baterai Ni-Cd 2.10. Android
Android adalah sistem operasi berbasis linux yang drancang untuk perangkat bergerak layar sentuh seperti telepon pintar dan dan computer tablet.
Anatar muka pengguna android umumnya berupa manipulasi langsung, menggunakan gerakan sentuh yang serupa dengan tindakan nyata, misalnya menggeser, mengetuk, dan mencubit untuk memanipulasi layar, serta papan ketik virtual untuk menulis teks. Pada perancangan robot ini android digunakan sebagai pusat kendali untuk mengendalikan robot. Pengendalian dilakukan secara manual yaitu dengan cara membuka aplikasi yang telah terinstall di android.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Perancangan ini telah dilakukan pada bulan Februari 2017 sampai Maret 2017 di rumah tinggal Pancur Batu dan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
3.2. Alat dan Bahan
A. Alat yang Digunakan Dalam Penelitian Ini
1. Satu set komputer berfungsi untuk pengelolaan data dan pemrograman 2. Bor listrik berfungsi untuk melubangi material seperti chassis robot 3. Solder berfungsi untuk mencairakan timah dan menyambung beberapa
komponen elektronik
4. Lem tembak berfungsi untuk melekatkan sterofoam pada chassis robot 5. Kabel Ties berfungsi untuk merapikan jumper
6. Obeng berfungsi untuk memasang body robot B. Bahan yang Digunakan
Komponen Mekanik
1. Chassis sebagai body robot
2. Mur dan baut sebagai penyambung komponen dari robot 3. Roda plastik dan karet digunakan sebagai roda robot
4. Saklar digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan robot
Komponen Elektronik
1. Arduino berfungsi sebagai mikrokontroler dari robot
2. Driver Motor Shield berfungsi sebagai pengatur gerak motor DC 3. Modul Bluetooth HC-05 berfungsi sebagai transmitter antara android
dan Arduino
4. Flame sensor berfungsi untuk mendeteksi titik api
5. Modul Kipas L9110 berfungsi untuk memadamkan api lilin 6. Servo berfungsi untuk menggerakkan kipas
7. Baterai berfungsi sebagai supply tegangan
3.3. Spesifikasi Sistem
Dalam perancangan robot pemadam api mikrokontroler Arduino Uno R3 digunakan sebagai komponen utama yang mengatur komponen lainnya seperti: Bluetooth, Driver Motor Dc, Sensor Api, Kipas, Servo dan Buzzer.
Hardware robot dirancang sedemikian rupa sehingga menjadi sebuah prototype Robot pemadam api yang berbentuk seperti mobile robot. Sistem Kendali dilakukan secara manual melalui android, transmitter yang digunakan adalah module Bluetooth Hc-05.
Kendali secara manual memberikan keuntungan robot dapat dihindarkan dari tabrakan dengan objek yang ada disekitarnya. Robot digerakkan oleh motor dc yang diontrol melalui driver L293D sehingga fungsi robot untuk memadamkan api lilin yang terdapat disekitarnya tercapai. Sensor api berfungsi untuk mendeteksi keberadaan titik api (api lilin), apabila sensor mendeteksi keberadaan titik api, maka sensor akan memberikan sinyal ke arduino sehingga
arduino akan mengaktifkan buzzer, motor servo dan kipas untuk memadamkan api. Hardware robot dirancang sesuai diagram blok yang terdapat pada gambar berikut.
Gambar 3.1 Diagram blok system
Berdasarkan blok di atas Mirokontroler menerima 2 buah masukan yaitu, Sensor api dan Bluetooth. Berdasarkan masukkan dari sensor api, apabila sensor mendeteksi titik api maka mikrokontroler akan menghidupkan buzeer serta menggerakkan servo dan mengaktifkan kipas. Sedangkan masukkan dari android
Ponsel Android
Transmitter Bluetooth Reciever
Bluetooth HC - 05 Arduino
UNO R3
Driver Motor Shield L293D
Motor
Buzzer Flame
Sensor
Kipas
yang ditransmitterkan ke Arduino melalui Bluetooth, mikrokontroler arduino akan dapat menggerakkan motor Dc (maju, mundur, kiri dan kanan) dan kipas.
3.4. Rangkaian Keseluruhan Sistem
Rangkaian keseluruhan sistem dari robot pemadam api dibagi menjadi 3 bagian yaitu : power supply, bagian input dan bagian output . Bagian power supply merupakan input tegangan dari baterai. Bagian input terdiri dari 2 buah input yaitu sensor Api dan Bluetooth Hc-05. Bagian output terdiri dari driver motor Dc dan motor Dc, buzzer kipas dan servo.
3.4.1. Rangkaian Power supply
Bagian power supply ini menggunakan Baterai Ni-Cd (9,6 V 1500 mAh) yang akan dihubungkan dengan Driver motor Dc. Driver Motor Dc dipilh sebagai input tegangan karena Motor Dc tidak dapat dikendalikan langsung menggunakan mikrokontroler karena kebutuhan arus yang besar, sedangkan keluaran dari mikrokontroler sangat kecil.
Gambar 3.2 Rangkaian Sumber tegangan (Baterai) Keterangan:
1. kaki positif pada baterai dihubungkan dengan input positif catu daya driver
2. kaki negatif pada baterai dihubungkan dengan input negatif catu daya driver motor shield.
Gambar 3.3. Hubungan antara driver motor Dc dengan arduino Keterangan:
semua pin pada driver motor shield terhubung dengan pin Arduino sesuai dengan nama pin yang sama atau dalam kata lain driver motor shield dan arduino saling digabungkan
Driver pada gambar di atas dihubungkan dengan motor DC. Motor Dc diletakkan dibagian bawah bodi robot. Pergerakan robot tidak hanya sebatas maju, namun juga dapat mundur, belok kanan, belok kiri dan berputar, Driver motor L293D dugunakan untuk membuat gerakan seperti itu dan juga untuk mengatur kecepatan dari motor Dc.
3.4.2. Rangkaian Bagian Input 3.4.2.1. Rangkaian Sensor Api
Robot pemadam api ini menggunakan flame sensor, sensor ini dipilih karena sudah dalam bentuk module sehingga tidak memerlukan rangkaian ADC lagi,
jangkaun sensor ini bias menjangkau sekitar ± 80 cm, selain itu alasan pemilihan sensor ini juga karena harga yang terjangkau. Sensor ini memiliki kepekaan sekitar 600, dengan jangkauan seperti itu akan mudah mendeteksi titik api, akan tetapi menjadikannya juga peka akan cahaya matahari yang cukup terang sehingga ia akan mendeteksi sinar matahari sebagai titik api. Untuk menagtasinya sensor diberi pelindung sehingga mengurangi jangkauan sudut dari sensor ini.
Gambar 3.4 Hubungan Arduino dengan sensor api Keterangan:
1. Kaki DO (digital output) pada sensor api dihubungkan ke pin input SERVO2 pada driver motor shield yang juga terhubung dengan pin 9 pada Arduino 2. Kaki VCC pada sensor api dihubungkan ke pin VCC pada SERVO2 driver
motor shield
3. Kaki GND pada sensor api dihubungkan ke pin GND pada SERVO2 driver motor shield
3.4.2.2. Rangkaian Bluetooth
Pada robot pemadan api ini Bluetooth yang digunakan adalah Bluetooth Hc- 05. Penggunaan Bluetooth adalah sebagai transmitter antara android dengan arduino, dimana apabila android mengirimkan input (missal F(forward)) maka arduino akan menerimanya melalui bluetooth dan mengirim perintah ke driver motor untuk menggerakan robot ke depan (maju).
Gambar 3.5 Hubungan arduino dengan Bluetooth Keterangan:
1. Kaki TX pada Bluetooth dihubungkan dengan pin RX pada Arduino 2. Kaki RX pada Bluetooth dihubungkan dengan pin TX pada Arduino 3. Kaki VCC pada Bluetooth dihubungkan dengan pin VCC pada Arduino 4. Kaki GND pada Bluetooth dihubungkan dengan pin GND pada Arduino
3.4.3. Rangkaian Bagian Output 3.4.3.1. Rangkain Motor Servo
Pada robot pemadam api ini penggunaan motor servo dimaksudkan untuk membantu menggerakan kipas secara naik turun saat sensor api mendeteksi titik api. Dan juga dapat dikendalikan dari android dengan cara menekan icon kipas
pada aplikasi yang terdapat di android. Saat icon kipas ditekan servo akan bergerak naik turun dan juga sekaligus mengaktifkan kipas.
Gambar 3.6. Hubungan motor servo dengan arduino Keterangan:
1. Kaki input pada Servo dihubungkan pada pin input SERVO1 driver motor shield yang juga terhubung dengan pin 10 pada Arduino
2. Kaki VCC pada Servo dihubungkan ke pin VCC pada SERVO1 driver motor shield
3. Kaki GND pada Servo dihubungkan ke pin GND pada SERVO1 driver motor shield
3.4.3.2. Rangkaian Kipas
Pada robot pemadam api ini kipas digunakan untuk memadamkan api, kipas yang digunakan adalah Fan module L9110, alasan penggunaan kipas jenis ini adalah karena memiliki perputaran yang cepat sehingga mengghasilkan angin yang cukup kuat dengan jangkauan mencapai 20 cm.
Kipas akan aktif apabila flame sensor mendeteksi adanya keberadaan titik api dan juga dapat dikendalikan melalui android dengan cara menekan icon kipas yang terdapat pada android. Berikut ini adalah rangkaian yang menujukkan hubungan anatara kipas dengan arduino.
Gambar 3.7 Hubungan kipas dengan arduino Keterangan:
1. Kaki INB pada kipas dihubungkan ke pin A2 Arduino 2. Kaki VCC pada kipas dihubungkan ke pin 5V Arduino 3. Kaki GND pada kipas dihubungkan ke pin GND Arduino
3.4.3.3. Rangkai Motor Dc
Pada robot pemadam api penggerak utama dari robot ini adalah motor Dc yang di control melalaui driver Motor Dc L293D, dengan menggunkan driver ini kita dapat mengatur keceptan dari motor Dc dan juga pergerakannya, misalnya untuk maju driver akan memberikan perintak kepada kedua motor Dc untuk bergerak maju, untuk mundur pun demikian juga Motor Dc akan memberikan perintah kepada kedua motor Dc untuk bergerak mundur. Untuk belok kiri dan kanan perintahnya agak sediikit berbeda,untuk belok kiri printahnya adalah motor
sebelah kiri bergerak mundur dan motor sebelah kanan bergerak maju, begitu juga sebaliknya untuk belok kanan, motor sebelah kanan akan bergerak mundur dan motor sebelah kiri akan bergerak maju.
Gambar 3.8 Hubungan Driver dengan motor Dc Keterangan:
1. Kaki positif motor roda kiri dihubungkan ke input positif M4 driver motor shield
2. Kaki negatif motor roda kiri dihubungkan ke input positif M4 driver motor shield
3. Kaki positif motor roda kanan dihubungkan ke input positif M3 driver motor shield
4. Kaki positif motor roda kanan dihubungkan ke input positif M3 driver motor shield
3.5. Software Pemrograman dan Program Robot 3.5.1. Software Arduino.cc 1.6.7
Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup popular dan handal untuk pemrograman mikrokontroler. Dalam melakukan pemrograman mikrokontroler diperlukan suatu software pemrograman, salah satunya yang
mendukung bahasa c adalah Arduino.cc. Software Arduino.cc hanya digunakan untuk mikrokontroler keluarga arduino saja.
Gambar 3.9 Software Arduino.cc 3.5.2. Program Robot
Persiapan pertama sebelum memasukkan program adalah menghubungkan mikrokontroler arduino dengan PC melalui USB port. Langkah berikutnya adalah membuka sotware arduino.cc, langkah selanjutnya adalah penulisan program pada software, berikut ini adalah program yang di tuliskan pada software.
int flame = 9;
int kipas = A2;
int buzzer = A3;
int api;
#include <Servo.h>
Servo myservo;
#include <AFMotor.h>
char val;
AF_DCMotor motor1(4, MOTOR12_64KHZ); //Jadikan motor 1, 64KHz AF_DCMotor motor2(3, MOTOR12_64KHZ); //Jadikan motor 2, 64KHz
void setup() {
motor1.setSpeed(150);
motor2.setSpeed(150);
Serial.begin(9600);
pinMode(flame, INPUT);
pinMode(kipas, OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
myservo.attach(10);
}
void loop() {
if( Serial.available() >0 ) {
//Variable val untuk menyimpan sementara hasil dari bluetooth val = Serial.read();
Serial.println(val);
}
if( val == 'F' ) {
motor1.run(FORWARD);
motor2.run(FORWARD);
}
if( val == 'B') {
motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(BACKWARD);
}
if( val == 'R' ) {
motor1.run(FORWARD);
motor2.run(BACKWARD);
}
if( val == 'L' ) {
motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(FORWARD);
}
if( val == 'S' ) {
motor1.run(RELEASE);
motor2.run(RELEASE);
}
delay(80);
{ {
api = digitalRead (flame);
if (api == HIGH) {
digitalWrite (buzzer, LOW);
digitalWrite (kipas, HIGH);
myservo.write(100);
} else {
myservo.write(75);
digitalWrite(kipas,LOW);
digitalWrite(buzzer,HIGH);
} } } }
Adapun penjelasan lengkap program dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3.1 Penjelasan Program Perbaris.
PROGRAM KETERANGAN
int flame = 9; Variabel untuk sensor api pada pin 9 int kipas = A2; Variabel untuk kipas pada pin A2 int buzzer = A3; Variabel untuk buzzer pada pin A3
int api; Variabel untuk output dari sensor api
#include <Servo.h> Library untuk menggunakan servo
#include <AFMotor.h> Library untuk menggunakan driver motor shield
char val; Untuk menyimpan karakter
berdasarkan ASCII kode yang akan dikirim melalui bluetooth
AF_DCMotor motor1 Konfigurasi library untuk menggunakan motor 1 AF_DCMotor motor2 Konfigurasi library untuk
menggunakan motor 2
void setup() { Program yang hanya dijalankan sekali
motor1.setSpeed(150); Set kecepatan motor 150 (Range 0- 255)
motor2.setSpeed(150); Set kecepatan motor 150 (Range 0- 255)
Serial.begin(9600); Kecepatan komunikasi serial
pinMode(flame, INPUT); Menentukan sensor api sebagai input pinMode(kipas, OUTPUT); Menentukan kipas sebagai output pinMode(buzzer, OUTPUT); Menentukan buzzer sebagai output myservo.attach(10); Setting servo pada pin 10
void loop() { Untuk membaca program secara
terus menerus
if( Serial.available() >0 ) Variable val untuk menyimpan sementara hasil dari bluetooth val = Serial.read(); Konfigurasi bluetooth
Serial.println(val); Konfigurasi bluetooth
if( val == 'F' ) { Jika kondisi variabel adalah „F‟
motor1.run(FORWARD) Motor kiri maju motor2.run(FORWARD); Motor kanan maju
if( val == 'B') { Jika kondisi variabel adalah „B‟
motor1.run(BACKWARD); Motor kiri mundur motor2.run(BACKWARD); Motor kanan mundur
if( val == 'R' ) { Jika kondisi variabel adalah „R‟
motor1.run(FORWARD); Motor kiri maju motor2.run(BACKWARD); Motor kanan mundur
if( val == 'L' ) { Jika kondisi variabel adalah „L‟
motor1.run(BACKWARD); Motor kiri mundur motor2.run(FORWARD); Motor kanan maju
if( val == 'S' ) { Jika kondisi variabel adalah „S‟
motor1.run(RELEASE); Motor kiri stop motor2.run(RELEASE); Motor kanan stop
if( val == 'K' ) Jika kondisi variabel adalah „K‟
digitalWrite (kipas, HIGH); Mengirimkan tegangan 5V pada pin kipas
myservo.write(100); Menggerakkan servo 100 derajat
Else Akan menjalankan program jika
kondisi if tidak terpenuhi if( val == 'X' ) Jika kondisi variabel adalah „X‟
myservo.write(75); Menggerakkan servo 75 derajat digitalWrite(kipas,LOW); Mengirimkan 0V kepada pin kipas digitalWrite(buzzer,HIGH); Mengirimkan 5V pada pin buzzer
Gambar 3.10 Penulisan program pada software arduino.cc
Setelah pengetikan program selesai langkah selajutnya adalah compile program untuk mengubah bahasa pemrograman (code program) menjadi bahasa mesin (kode biner) dan memastikan apakah terdapat error atau warning pada program. Jika tidak terjadi error maka upload program berhasil.
Gambar 3.11 Tampilan saat proses compile dan upload
Gambar 3.12 Tampilan saat proses compile dan upload telah selesai.
3.6. Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sitem Robot Pemadam Api
Gambar 3.13 Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sitem Robot Pemadam Api
Roda dan Motor Kiri Roda dan Motor Kanan
Modul kipas
Modul Bluetooth HC 05 Buzzer
Flame Sensor
Driver Motor Shiled
Arduino UNO R3 Motor Servo
Pada gambar rangkaian di atas menunjukkan hubungan keseluruhan sistem dari robot pemadam api. Baterai yang digunakan sebagai sumber tegangan adalah baterai Ni-Cd AA 1500mAH 9,6 V. Supply tegangan diubungkan dengan driver motor Sheild, kenapa sumber tegangan dihubungkan dengan driver dan bukan pada arduino, karena driver yang digunakan adalah module driver motor shield for arduino. Jadi karena tipe shield driver dapat ditempel (ditimpakan) langsung dengan arduino (sesuai dengan nama pin yang sama).
Motor DC yang terdapat pada sisi kiri dan kanan robot dihubungkan dengan driver motor shield masing – masing pada M3 dan M4 motor ini berguna sebagai penggerak robot dengan tambahan roda. Module buetooth dihubungkan dengan arduino dengan konfigurasi pin Vcc-Vcc, Gnd-Gnd, RX-TX dan TX-RX.
Bluetooth ini berfungsi sebagai transmitter antara android dengan arduino.
Selanjutnya flame sensor berfungsi sebagai detector untuk mendeteksi keberadaan titik api melalui panjang gelombang infra red. Buzzer digunakan sebagai indicator yang akan aktif apabila flame sensor mendeteksi adanya keberadaan titik api.
Selanjutnya module kipas dan motor servo pada prototype robot dibuat menyatu dimana kipas ditempelkan pada motor servo, keduanya akan sama – sama aktif apabila sensor mendeteksi adanya titik api, penyatuan keduanya diharapkan untuk mempercepat proses pemadaman api dengan cara kipas digerakkan secara naik turun oleh motor servo.
3.7. Perancangan Fisik Robot 3.7.1. Mekanik Robot
Dalam mendesain sebuah robot, perlu disesuaikan dengan fungsi dan pembuatan robot tersebut. Misalkan seperti perancangan robot dengan menggunakan sistem roda dan sistem kaki biasanya digunakan sebagai navigasi (perpindahan). Mekanik robot adalah sistem mekanik yang dapat terdiri dari setidak – tidaknya sebuah sistem gerak.
3.7.1.1. Chassis Kontruksi
Dalam pembuatan chassis yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut : 1. Gunakan bahan – bahan yang lebih sedikit dan sederhana.
2. Jangan menggunakan lebih dari 2 atau 3 jenis baut yang berbeda.
a. Rangka
Rangka robot adalah struktur dasar yang memudahkan dalam peletakan komponen – komponen elektronik. Bahan rangka harus disesuaikan dengan bahan komponen yang diletakkan. Untuk bahan yang bisa digunakan bahan yang kaku namun ringan dan kuat. Pada perancngan robot ini rangka yang digunakan terbuat arkrilik sehingga memudahkan dalam pemebentukkan dan peletakkan komponen.
b. Material
Perhitungkan baik – baik apa yang dibutuhkan dalam membangun sebuah robot. Perhitungkan sebuah kegagalan dalam pembuatannya. Agar pembelanjaan bahan – bahan untuk pembuatan robot tidak terlalu besar.
c. Perakitan
Setiap bagian pada robot memiliki metode yang berbeda dalam perakitannya, hal ini disebabbkan beberapa faktor seperti berat, penempatan, ukuran, fungsi dan lain - lain. Pada pembuatan prototype robot pemadam api ini proses perakitan dilakukan sedemikian rupa dengan memperhatikan penempatan komponen – komponen yang digunakan sehingga akan membentuk sebuah robot yang menyerupai mobil. Untuk menghubungkan anatar komponen yang terdapat pada robot digunakan kabel jumper. Agar pengakabelan tidak terlihat acak – acakan kabel dirapikan dengan menggunakan kabel ties untuk menyatukan dan mengikat beberapa komponen robot yang diperlukan. Untuk lebih jelas hasil perancangan dapat kita lihat pada gambar dibawah.
Gambar 3.14 Prototype robot tampak samping Roda
Flame sensor jumper
Rangka robot
Free wheel
3.7.2. Sensor dan Komponen Elektronik 3.7.2.1. Sensor
Pada perancangan robot pemadam api ini sensor yang kita gunakan adalah flame sensor. Sensor api ini berbeda dengan sensor panas, jika sensor panas parameter yang didetaksi adalah temperaturnya sedangkan sensor api ini yang di deteksi adalah nyala apinya. Sensor ini sangat sensitive terhadap infra red sehingga apabila cahaya matahari yang mengenai sensor cukup terang akan deteksi sebagai titik api oleh sensor.
Untuk mengatasinya sensor yang kita letakkan pada robot di beri cover sebagai pelindung sensor agar tidak terlalu banyak cahaya yang mengenai sensor.
Sensor api diletakkan dibagian depan robot untuk lebih jelas pada pembuatannya dapat kita lihat pada gambar 3.15.
3.7.2.2. Komponen Elektronik a. Arduino dan Driver Motor Dc
Pada perakitan robot pemada api ini arduino dan driver motor dc disatukan.
Hal ini memungkinkan untuk dilakukan karena driver yang digunakan adalah module driver motor shield for arduino. Jadi, driver ditempel langsung ke arduino sesuai dengan pin yang sama. Untuk penempatannya diletakkan pada bagian belakang robot.
b. Module Bluetooth Hc-05
Pada perakitan robot pemadam api ini module Bluetooth diletakkan pada bagian belakang robot bersebelahan dengan arduino dan driver motor Dc.
c. Buzzer
Pada perakitan robot pemadam api ini buzzer diletakkan pada bagian belakang robot bersebelahan dengan arduino dan driver motor Dc.
d. Baterai
Pada perakitan robot pemadam api ini baterai diletakkan pada bagian tengah robot. Karena baterai memiliki bobot yang cukup berat maka diletakkan dibagian tengah sehingga dapat berfungsi sebagai penyeimbang dari robot.
e. Kipas dan Motor Servo
Pada perakitan robot pemadam api ini kipas dan motor servo disatukan dengan menempelkan kipas pada servo. Hal ini dilakukan agar dapat mempercepat proses pemadaman api. Sehingga nantinya apabila sensor api mendeteksi adanya keberadaaan titik api maka kipas akan aktif dan servo akan bergerak naik turun untuk memepercepat proses pemadaman api.
Gambar 3.15 Prototype robot pemadam api tampak depan.
servo
Driver motor dan arduino
Flame sensor setelah diberi cover
Module Bluetooth Hc-05 Buzzer
Fam module L9110
3.8. Flowchart Sistem Kerja Robot
Gambar. 3.16 Flowchart program robot pemadam api tidak
Mematikan Kipas Menyalakan Kipas Gerakan Robot Maju
Menyalakan Kanan Gerakan Robot Kiri Gerakan Robot Mundur Ada Perintah ?
Maju ?
Mundur ?
Kiri ?
Kanan ?
Kipas On ?
Kipas Off ?
Selesai Mulai
Input Data Sensor Mendeteksi
Api ?
Menyalakan Kipas tidak
ya
ya
ya ya ya
ya
ya ya
tidak
tidak
tidak
tidak tidak
Pengaktifan Robot dilakukan sesuai dengan tahapan berikut, langkah pertama adalah menekan saklar ke posisi On untuk mengalirkan supply tegangan dari batre ke driver motor sheild, aktifkan Bluetooth pada android kemudian buka aplikasi “sistem kendali android” yang terdapat pada android lalu connectkan dengan Bluetooth Hc-05.
Jika tidak ada perintah robot akan diam, jika ada perintah misalkan maju (Menekan icon maju pada Android) maka robot akan bergerak maju, jika perintah yang diberikan mundur (Menekan icon mundur pada Android) maka robot akan bergerak mundur, jika perintah yang diberikan belok kanan (Menekan icon belok kanan pada Android) maka robot akan berbelok kearah kanan, jika perintah yang diberikan belok kiri (Menekan icon belok kiri pada Android) maka robot akan bergerak berbelok ke arah kiri dan jika perintah yang diberikan mnegaktifkan kipas (Menekan icon kpas pada Android) maka robot akan mengaktifkan kipas. Di bagian sensor api pada saat sensor api mendeteksi adanya keberadaan titik api (api lilin) maka robot akan menghidupkan buzzer sebagai indicator, kipas akan aktif untuk mematikan api dan servo akan menggerakan kipas secara naik turun untuk mempercepat proses pemadaman api.
BAB IV
PENGUJIAN DAN HASIL
3.9. Pengujian Rangkaian Sumber Tegangan (Baterai)
Untuk supply tegangan robot digunakan Baterai Ni-Cd (NIcket-Cadmium) yaitu baterai sekunder (isi ulang) yang menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium sebagai bahan Elektrolitnya. Baterai Ni-Cd memiliki kemampuan beroperasi dalam jangkauan suhu yang luas dan siklus daya tahan yang lama. Untuk pengujian baterai digunakan Voltmeter dimana baetrai memiliki keluaran 9.6v dan 1500mAh. Dan untuk recharger menggunakn adaptopr dengan supply 10v.
3.10. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program Arduino.cc.
Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Arduino Genuino/Uno.
Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Uno R3
Apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler Arduino Uno R3 bekerja dengan baik dengan mode ArduinoISP-nya.
4.3. Pengujian Bluetooth dengan Android dan Driver Motor (Kendali) Bagian ini dilakukan uji coba pengendalain robot dengan android proses pengujan dilakukan dengan pengamatan saat robot dikendalikan dengan Android.
Berdasarkan pengamtan di dapat data sebagai berikut.
Tabel 4.1 Data Pengujian Bluetooth dengan Android (Kendali)
Tombol pada Android Hasil
Robot bergerak ke arah depan (maju) Robot bergerak ke arah
belakang (mundur) Robot berbelok ke arah
kanan
Robot berbelok ke arah kiri
Mengaktifkan kipas pada Robot
Berdasarkan keterangan di atas adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk Kontrol adalah sebagai berikut:
char val;
AF_DCMotor motor1(4, MOTOR12_64KHZ); //Jadikan motor 1, 64KHz AF_DCMotor motor2(3, MOTOR12_64KHZ); //Jadikan motor 2, 64KHz void setup() {
motor1.setSpeed(150); //Set kecepatan motor 240 (Range 0-255) motor2.setSpeed(150); //Set kecepatan motor 240 (Range 0-255) Serial.begin(9600); //Kecepatan komunikasi serial
} void loop() {
if( Serial.available() >0 ) {
//Variable val untuk menyimpan sementara hasil dari bluetooth val = Serial.read();
Serial.println(val);
}
if( val == 'F' ) { //Motor Maju
motor1.run(FORWARD); //Motor kiri maju motor2.run(FORWARD); //Motor kanan maju }
if( val == 'B') { //Motor Mundur
motor1.run(BACKWARD); //Motor kiri mundur motor2.run(BACKWARD); //Motor kanan mundur }
if( val == 'R' ) { //Motor Berbelok kanan
motor1.run(FORWARD); //Motor kiri maju motor2.run(BACKWARD); //Motor kanan mundur }
if( val == 'L' ) { //Motor Berbelok kiri
motor1.run(BACKWARD); //Motor kiri mundur motor2.run(FORWARD); //Motor kanan maju }
if( val == 'S' ) { //Motor Berhenti
motor1.run(RELEASE); //Motor kiri berhenti motor2.run(RELEASE); //Motor kanan berhenti }
Program di atas adalah konfigurasi tombol pada Android yang dikirim menggunakan transmitter Bluetooth Hc-05. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan.
4.4. Pengujian Bluetooth dengan Android (Jangkaun Jarak)
Bagian ini dilakukan uji coba pengendalain robot dengan android, proses pengujian dilakukan dengan mengamati pergerakan dan respon robot saat robot dikendalikan dengan Android . Uji coba dilakukan untuk mengetahui jangkaun dari Android dengan Robot Berdasarkan pengamatan di dapat data sebagai berikut.
Tabel 4.2 Pengujian Bluetooth dengan Android (Jangkaun Jarak)
Jarak ( Meter) Status
5 Berhasil/respon robot cepat
10 Berhasil/respon robot cepat 15 Berhasil/respon robot cepat 16 Berhasil/respon robot cepat 17 Berhasil/respon robot cepat 18 Berhasil/respon robot cepat 19 Berhasil/respon robot cepat 20 Berhasil/respon robot cepat 21 Berhasil/respon robot cepat 22 Berhasil/respon robot cepat 23 Berhasil/respon robot cepat 24 Berhasil/respon robot cepat 25 Berhasil/respon robot cepat 26 Lost connection (jarak maksimal)
4.5. Pengujian Sensor Api
Pengujian sensor api dilakukan dengan melihat respon sensor apabila sensor diberi penghalang anatara sensor dengan api dan apabila tidak diberi penghalang.
Dan juga untuk menentukan luas dan jauh jarak jangkaun dar sensor.
Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk di gunakan, berikut adalah data sensor ketika diberi penghalang dan tidak diberi penghalang dan luas serta jauh jarak jangkauan sensor tersebut.
Tabel 4.3 Pengujian Sensor Api
Data Pengujian Hasil
Sensor diberi penghalang Sensor tidak berfungsi Sensor tidak di beri penghalang Sensor berfungsi
Jarak Maksimal (tanpa cover cahaya matahari)
60 Cm
Jarak Maksimal (menggunakan cover cahaya matahari)
15 Cm
Berdasarkan keterangan di atas adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk Sensor Api adalah sebagai berikut:
int flame = 9;
void setup() {
Serial.begin(9600); //Kecepatan komunikasi serial pinMode(flame, INPUT);
}
void loop() { {
api = digitalRead (flame);
if (api == HIGH) {
digitalWrite (buzzer, LOW);
digitalWrite (kipas, HIGH);
myservo.write(100);
}
