ALGORITMA PENJELAJAHAN PETA ROBOT PEMADAM API BERODA UNTUK MENEMUKAN DAN MEMADAMKAN API
oleh
Marcel Frans Wijadi NIM: 612011017
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
ALGORITMA PENJELAJAHAN PETA ROBOT PEMADAM API BERODA UNTUK MENEMUKAN DAN MEMADAMKAN API
oleh
Marcel Frans Wijadi NIM: 612011017
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik dalam
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Disahkan oleh
Pembimbing I Pembimbing II
Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng Deddy Susilo, M.Eng.
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA: Marcel Frans Wijadi
NIM: 612011017
JUDUL SKRIPSI: ALGORITMA PENJELAJAHAN PETA ROBOT PEMADAM API BERODA UNTUK MENEMUKAN DAN MEMADAMKAN API
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan di unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, November 2015
INTISARI
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang algoritma penjelajahan robot beroda dalam menghadapi Kontes Robot Pemadam Api Indonesia kategori beroda tahun 2015. Robot harus dapat ber-manuver secara autonomous untuk menemukan dan memadamkan api sebanyak-banyaknya pada lapangan pertandingan yang memiliki 5 buah titik api dan 2 buah daerah. Kedua daerah ini saling identik dan bercerminan bentuknya yang dibagi menjadi 2 warna, daerah merah dan biru. Salah satu daerah ini akan menjadi daerah awal
robot dijalankan dan daerah yang lain menjadi daerah robot lawan dijalankan.
Terdapat dua buah algoritma yang dirancang dan dibandingkan pada tugas akhir ini untuk kemudian dipilih algoritma terbaik yang akan digunakan pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia kategori beroda tahun 2015. Sistem yang dirancang untuk menjalankan algoritma ini terdiri dari perangkat keras pemadam api, mikrokontroler, dan sensor-sensor. Pada algoritma pertama diprioritaskan penjelajahan dan pemadaman api di daerah lawan dengan terlebih dahulu sudah memadamkan minimal 1 titik api di daerah sendiri. Sedangkan pada algoritma kedua diprioritaskan penjelajahan dan pemadaman api di daerah sendiri lalu kemudian penjelajahan dan pemadaman api di daerah lawan.
ii
ABSTRACT
The navigation algorithm is designed for wheeled robot in Indonesian Fire Fighting Robot Contest wheeled category 2015. The Robot must be autonomous in a maneuver to locate and extinguish the fire as much as possible on the game field which has 5 fires and 2 territories. Both of these territories are identical to each other and form a reflection of the territories which is divided into two colors, red and blue. One of this territory will be the initial territory of robot running and other territory become opponent’s robot running
territory.
Two algorithms are designed and compared in this project and the best algorithms will be selected and be used in Indonesian Fire Fighting Robot Contest wheeled category 2015. Designed system to run this algorithms consists of extinguisher hardware, microcontrollers and sensors. In the first algorithm prioritized navigation and extinguishing the fire in opponent’s territory, but previously at least 1 fire extinguished in own territory. While in the second algorithm prioritized navigation and extinguishing the fire in own territory and then navigation and extinguishing the fire continued in opponent’s territory.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah Bapa di Surga, Yesus Kritus putra-Nya dan Roh Kudus atas segala berkat serta karunia yang selalu menyertai penulis selama menempuh pendidikan dari awal perkuliahan hingga penyelesaian tugas akhir ini sebagai syarat kelulusan untuk memperoleh ijazah Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana dengan baik.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini:
1. Prabata Pideksa Adi sebagai bos mekanik terbaik dalam proses pembuatan tugas akhir ini.
2. Papi Herdy Wijadi, mami Susanijanti, dan adik Jenifer Yoan Wijadi tercinta sebagai keluarga yang selalu mendidik, mendukung, menghibur, memberi semangat dan mendoakan penulis dalam perkuliahan hingga penyelesaian tugas akhir ini.
3. Pembimbing I, Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. dan Pembimbing II, Bapak Deddy Susilo, M.Eng. yang telah membimbing, mengarahkan, memberikan saran dan nasihat kepada penulis selama pengerjaan tugas akhir ini.
4. Seluruh dosen pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan banyak ilmu kepada penulis.
5. Seluruh staff/karyawan dan laboran FTEK UKSW, khususnya Mbak Rista, Mbak Yola, Pak Harto, Pak Budi.
6. Keluarga besar FTEK 2011, terutama Silvester Kristian, Ivan Kurniawan, Oei Kurniawan, Kurnia Sanjaya, Rudy Santoso, Joe Boby, dan Teguh Santoso sebagai teman seperjuangan dalam perkuliahan yang selalu memberi dukungan kepada penulis.
7. R2C-Deus Vult 2013, R2C-Aphrodite 2014, dan R2C-EOS 2015, Bos Wang
iv
Bos Feliks 2012, Solafide 2012, dan Albert 2013 atas pengalaman dan
kerjakeras bersama dalam tim KRPAI kategori beroda R2C UKSW.
8. Keluarga besar tim R2C UKSW lainnya Bos besar Andin “Pakde” 2009, Bos
besar Yonas 2009, Bos Handoko 2009, Bos Gigih 2009, Bos Bob 2010, Bos Adit 2010, Bos Bayu 2010, Bos besar Ivan 2011, Bos Bani 2011, Bos Jati 2011, Bos Chris 2011, Bos Shadrak 2011, Bos Choliq 2011, Evan 2012, Novembri “Ucok” 2012, Adi 2012, Alvin 2012, Anton 2013, dan Danta 2013 dalam suka dan duka selama melakukan riset serta mempersiapkan Kontes Robot Indonesia. “MY TEAM IS MY BLOOD”
9. Teman-teman FTEK UKSW yang telah memberikan pengalaman dan bimbingannya kepada penulis dalam perkuliahan.
10. Saudara-saudara komunitas Emmanuel Indonesia yang sudah memberi dukungan dan doanya untuk penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca sehingga tugas akhir ini
dapat berguna bagi kemajuan pendidikan FTEK UKSW dan riset tim R2C UKSW.
Salatiga, 15 November 2015
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not defined. 1.1. Tujuan... Error! Bookmark not defined. 1.2. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2.1. Pendahuluan ... Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Permasalahan ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.4. Sistematika Penulisan... Error! Bookmark not defined. BAB II DASAR TEORI ... Error! Bookmark not defined. 2.1. Mikrokontroler ATMega 128 ... Error! Bookmark not defined. 2.2. Sensor Jarak SRF04 ... Error! Bookmark not defined. 2.3. Sensor Cahaya Ultraviolet (UV-Tron) ... Error! Bookmark not defined. 2.4. Sensor Api TPA81 (Thermopile Array) ... Error! Bookmark not defined. 2.5. Sensor Warna TCS3200 ... Error! Bookmark not defined. 2.6. Lapangan Pertandingan ... Error! Bookmark not defined.2.6.1. Bentuk dan Ukuran Lapangan ... Error! Bookmark not defined. 2.6.2. Asesori Lapangan ... Error! Bookmark not defined. 2.6.3. Letak Lilin dan Asesori Lapangan ... Error! Bookmark not defined. 2.7. Aturan Pertandingan ... Error! Bookmark not defined. BAB III PERANCANGAN ... Error! Bookmark not defined.
vi
3.2.3. Sensor Jarak SRF04 dan Infrared... Error! Bookmark not defined. 3.2.4. Sensor Cahaya Ultraviolet (UV-Tron) dan Sensor Api TPA81 ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Modul Mikrokontroler ATMega 128 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.2. Sensor Jarak SRF04 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.3. Sensor UV-Tron dan Board Driver ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4. Batas Pendeteksian UV-Tron... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.5. Sudut Pandang TPA81 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.6. Penyusunan fotodioda TCS3200 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.7. Bentuk dan Ukuran Lapangan Pertandingan ... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2.8. Kandidat posisi lilin, furniture, dan bonekaError! Bookmark not defined. Gambar 2.9. Contoh posisi lilin, furniture, dan boneka .. Error! Bookmark not defined. Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.2. (a) Bentuk fisik dari sisi depan ... Error! Bookmark not defined.
(b) Bentuk fisik dari serong kiri ... Error! Bookmark not defined. (c) Bentuk fisik dari sisi kiri ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.3. Peletakan sensor jarak SRF04 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.4. Sensor infrared ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.5. Peletakan sensor cahaya UV-Tron dan sensor api TPA81 ... Error! Bookmark not defined.
viii
DAFTAR TABEL
DAFTAR SINGKATAN
KRPAI Kontes Robot Pemadam Api Indonesia
CPU Central Processing Unit
RAM Random Access Memory
ROM Read Only Memory
I/O Input/Output
PC Personal Computer
ADC Analog to Digital Converter
PWM Pulse Width Modulation
USART Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmiter
SPI Serial Paralel Interface
I2C Inter Integrated Circuit
