Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Algoritma Penjelahan Peta Robot Pemadam Api Beroda untuk Menemukan dan Memadamkan Api T1 602011017 BAB II

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini akan dibahas teori-teori pendukung yang digunakan sebagai acuan dalam merancang algoritma.

2.1. Mikrokontroler ATMega 128

Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer dalam chip tunggal[3]. Pada suatu mikrokontroler, Central Processing Unit (CPU), Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), I/O Port, Serial I/O, timer dan clock circuit yang merupakan pembentuk sebuah komputer digabungkan menjadi sebuah chip. Mikrokontroler mempunyai fungsi yang lebih spesifik dibandingkan dengan Personal Computer (PC).

Gambar 2.1. Modul Mikrokontroler ATMega 128

Beberapa fitur yang tersedia pada ATMega 128 adalah[4] : 1. Bekerja pada frekuensi clock hingga 16 MHz.

2. Memiliki 4 KBytes EEPROM dan 4 Kbytes Internal SRAM.

3. Terdapat 53 PORT I/O yang dikelompokkan dalam 7 PORT yaitu PORTA, PORTB, PORTC, PORTD, PORTE, PORTF, PORTG.

4. Analog to Digital Converter 10-bit sebanyak 8 channel.

5. Memiliki dua buah timer/counter 8-bit dan dua buah timer/counter 16-bit. 6. Delapan bit Pulse Width Modulation(PWM) sebanyak 2 channel.

7. Tersedia antarmuka Two-wire Serial Interface.

9. Antarmuka Serial Paralel Interface (SPI) master maupun slave.

10.Watchdog Timer yang dapat dirogram. 11.Tersedia analog comparator.

12.Dapat beroperasi pada tegangan 4,5 volt – 5,5 volt.

2.2. Sensor Jarak SRF04

SRF04 adalah sensor yang dapat mengukur jarak benda atau objek yang ada di depannya. Sensor ini bekerja dengan sinyal ultrasonik (40 KHz) dengan mengirimkan pulsa selama 10 mikrodetik. Sinyal akan dipantulkan ke objek yang ada di depan sensor tersebut dan akan diterima oleh modul yang sama. Waktu yang ditempuh untuk proses pemancaran sinyal disebut echo. Echo berbentuk sinyal high pada keluaran modul sensor, lamanya sinyal echo ini akan menunjukkan jarak benda terhadap sensor. Lebar pulsa echo antara 100 mikrodetik – 18 milidetik dan sebanding dengan jarak 3 sentimeter – 3 meter.

Spesifikasi yang dimiliki SRF04 di antaranya[6] : 1. Bekerja pada level tegangan 5 volt.

2. Arus yang dibutuhkan 30 - 50 miliampere. 3. Mengukur jarak antara 3 sentimeter – 3 meter.

4. Keluaran berupa tegangan TTL. 5. Dimensi 43 mm × 20 mm × 17 mm.

Gambar 2.2. Sensor Jarak SRF04[6]

2.3. Sensor Cahaya Ultraviolet (UV-Tron)

algoritma tambahan agar robot bisa memadamkan lilin dengan sukses. Sensor UV-Tron

ini membutuhkan driver untuk konversi tegangan 5 VDC menjadi ±200 VDC agar UV-Tron dapat bekerja.

Gambar 2.3. Sensor UV-Tron dan Board Driver[5].

Sensor UV-Tron ini juga mempunyai keterbatasan jangkauan deteksi, dari datasheet dapat dilihat batas jangkauan deteksinya adalah seperti Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Batas Pendeteksian UV-Tron[5].

2.4. Sensor Api TPA81 (Thermopile Array)

TPA81 dapat mendeteksi sinar inframerah dengan panjang gelombang 2µ m-22µ m[7]. Panjang gelombang yang dideteksi sensor ini adalah panjang gelombang radiasi

panas dari benda tersebut. Jadi, sensor ini dapat mendeteksi suhu dari panas benda tersebut. Sensor ini dapat mendeteksi nyala lilin sejauh 2 meter tanpa dipengaruhi oleh cahaya ruangan.

TPA 81 memiliki array yang terdiri dari 8 titik thermopiles yang disusun satu baris.

jangkauan pendeteksian. Setiap titik thermopiles tersebut memiliki sudut pandang 5,12°

terhadap sumbu horizontal. Sehingga total sudut pandang pada sumbu horizontal ada 41°. Sedangkan sudut pandang pada sumbu vertikal terdapat 6° saja. Secara keseluruhan sudut pandang dari TPA81 dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Sudut Pandang TPA81[8].

Komunikasi data pada TPA81 dengan menggunakan I2C (Inter Integrated Circuit) dengan 2 kabel saja. TPA81 dapat dipasang secara paralel sebanyak 8 buah tanpa perlu menambah jalur komunikasi. Pada jalur data SDA dan SCL diperlukan resistor pull-up

1,8 kilo-ohm.

2.5. Sensor Warna TCS3200[9]

2.6. Lapangan Pertandingan[10]

2.6.1. Bentuk dan Ukuran Lapangan

Lapangan merupakan gabungan dari dua lapangan pemadam api type Trinity College yang berbentuk simetris (cermin) antara daerah Merah dan daerah Biru. Lapangan terbuat dari papan multipleks dengan tebal 2 sentimeter. Bentuk dan ukuran Lapangan ditunjukkan pada Gambar 2.6.

Warna lantai untuk sisi merah maupun biru sama, yaitu hitam. Pada beberapa tempat dilapisi karpet berwarna merah di sisi merah dan biru di sisi biru yang lokasinya ditunjukkan pada Gambar 2.6. Sedangkan dinding berwarna putih.

Gambar 2.7. Bentuk dan Ukuran Lapangan Pertandingan[10, h.14]

2.6.2. Asesori Lapangan

2.6.2.1. Boneka

2.6.2.2. Furniture

Furniture mensimulasikan peralatan yang ada di dalam rumah. Furniture berbentuk silinder berwarna kuning diameter 11 sentimeter, tinggi 30 sentimeter, dan berat lebih dari 1 kilogram. Furniture selalu diletakkan sedemikian sehingga paling tidak ada suatu jalan untuk robot selebar lebih dari 31 sentimeter. Furniture tidak akan menghalangi pintu masuk ruang, dan robot berukuran maksimum akan bisa masuk ke ruang paling tidak separuhnya sebelum menemukan furniture. Furniture bisa menghalangi pandangan robot ke lilin. Robot boleh menyentuh furniture, tetapi tidak boleh menggeser letak furniture. Robot yang menggeser furniture lebih dari 5 sentimeter akan mendapat penalti.

2.6.2.3. Api

Api akan disimulasikan dengan nyala lilin. Tinggi lilin adalah 15 sampai 20 sentimeter dari lantai. Peserta tidak boleh mengukur tinggi lilin sebelum pertandingan dimulai. Diameter lilin antara 2-3 sentimeter. Tinggi dan besarnya nyala lilin tidak ada ketentuan yang pasti. Tinggi dan besar nyala api ini akan berubah-ubah sepanjang pertandingan. Robot harus mampu mendeteksi api berapapun tinggi dan besar nyala lilin. Lilin akan dipasang pada tempat lilin yang berbentuk silinder dengan warna kuning. Lilin

ini ada yang memakai juring lingkaran berwarna putih, ada yang tidak. Juring lingkaran ini tidak akan menyentuh garis pintu. Lilin tidak akan diletakkan di pintu ruang.

2.6.3. Letak Lilin dan Asesori Lapangan

Di lapangan ada 5 lilin. Dua di lapangan merah, dua di lapangan biru, dan satu di

lapangan antara merah dan biru, yaitu di ruang 2. Letak dua lilin di lapangan sendiri bisa di ruang 1 dan 3, ruang 3 dan 4, atau ruang 1 dan 4. Di antara kedua lilin tersebut, salah satunya memakai juring. Di dalam ruang 1 dan ruang 3 akan ada masing-masing satu furniture. Di sekitar ruang 4 akan ada satu boneka.

Gambar 2.8. Kandidat posisi lilin, furniture, dan boneka[10, h.15]

Posisi lilin, juring, furniture, dan boneka akan ditentukan melalui undian. Salah satu contoh kemungkinan konfigurasi lapangan dan perlengkapannya ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.9. Contoh posisi lilin, furniture, dan boneka[10, h.16]

2.7. Aturan Pertandingan[10]

1) Setiap kali pertandingan, akan berhadapan dua robot yang berada di sisi merah dan di sisi biru. Pada robot di sisi merah akan dilekatkan bola dengan topi merah, dan pada robot di sisi biru akan dilekatkan bola dengan topi berwarna biru.

biru. Disamping itu akan terdapat furniture, dan boneka. Letak lilin, dan asesori lain

adalah simetris cermin dan sama jumlahnya antara sisi merah dan biru.

3) Masing-masing robot harus menemukan dan mematikan lilin sebanyak-banyaknya. Setiap mematikan lilin dengan benar, tim akan mendapatkan tambahan nilai 1. 4) Masing-masing robot harus mematikan lilin paling tidak satu lilin di daerahnya

sendiri sebelum mematikan lilin di daerah lain.

5) Untuk mematikan lilin ke 5 robot harus sudah pernah memasuki daerah lawan melewati lorong tengah. Ada garis putih di lantai yang membatasi daerah biru dan merah.

6) Jika Robot merah dan Robot biru bertabrakan, baik keduanya tidak bisa berjalan atau berjalan bersama-sama, maka jika setelah 5 detik sejak tabrakan kedua robot tidak berpisah, akan dipisah wasit dan diletakkan kembali dengan arah berlawanan dari arah perjalanan semula.

7) Salah satu lilin di ruang sendiri dan lilin ke 5 ada juring nya, sedangkan lilin yang lain tanpa juring.

8) Untuk mematikan lilin yang tanpa juring :

a) Sebelum mematikan lilin, Robot harus menyalakan LED secara berkedip sebagai

tanda menemukan lilin. Frekuensi kedipan 2 Hz. LED harus tetap berkedip selama 5 detik setelah lilin mati.

b) Robot hanya boleh mematikan lilin sesudah seluruh badan robot masuk ke ruangan.

9) Untuk lilin dengan juring :

a) Robot hanya boleh mematikan lilin setelah sebagian badan robot memasuki juring lingkaran.

10)Pelanggaran dari ketentuan 4, 5, 8 dan 9 mengakibatkan robot tidak mendapat nilai, dan terkena penalty.