TUGAS AKHIR Trajectory Control pada Automated Guided Vehicle (AGV) menggunakan Odometry dan PID

(1)

TUGAS AKHIR

Trajectory Control pada Automated Guided Vehicle (AGV) menggunakan Odometry dan PID

Disusun Oleh :

Muhammad Ardy Rahman 201810130311013

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2022

(2)

I

LEMBAR PERSETUJUAN

Trajectory Controlpada Automated Guided Vehicle (AGV) menggunakan Odometrydan PID

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Tanggal Ujian : 30 November 2022 Periode Wisuda : 1 Tahun 2023

Diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

M. Chasrun Hasani, S.T., M.T. Novendra Setyawan, S.T., M.T.

NIDN: 0007086808 NIDN: 0719119201

(3)

II

LEMBAR PENGESAHAN

Trajectory Controlpada Automated Guided Vehicle (AGV) menggunakan Odometrydan PID

Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

Tanggal Ujian : 30 November 2022 Periode Wisuda : 1 Tahun 2023 Disetujui Oleh :

M. Chasrun Hasani, S.T., M.T.

NIDN: 0007086808 (Pembimbing I)

Novendra Setyawan, S.T., M.T.

NIDN: 0719119201 (Pembimbing II)

Dr. Ir. Lailis Syafa’ah, M.T

NIDN: 0721106301 (Penguji I)

Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.

NIDN: 0718036502 (Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Khusnul Hidayat, S.T., M.T.

NIDN: 0723108202

(4)

III

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Muhammad Ardy Rahman

Tempat / Tgl Lahir : Tabalong, 2 November 1999

NIM : 201810130311013

Fakultas/ Jurusan : Teknik / Teknik Elektro

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir saya dengan judul “Trajectory Control pada Automated Guided Vehicle (AGV) menggunakan Odometry dan PID” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko / sanksi yang berlaku.

Malang, 16 November 2022 Yang membuat pernyataan

Muhammad Ardy Rahman

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

M. Chasrun Hasani, S.T., M.T. Novendra Setyawan, S.T., M.T.

NIDN: 0007086808 NIDN: 0719119201

(5)

IV

KATA PENGANTAR

Dengan rahmat dan hidayah Allah Subhanahu Wa Ta’ala, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : “Trajectory Control pada Automated Guided Vehicle(AGV) menggunakan Odometry dan PID”

Tugas akhir ini merupakan bentuk kontribusi dari penulis untuk kampus Universitas Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini, masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Dengan adanya saran yang tertulis di dalam naskah ini, penulis berharap tugas akhir ini dapat dikembangkan lagi oleh orang lain untuk memperbaiki sistem maupun menambahkan fitur yang sebelumnya belum tercantum dalam penelitian ini sehingga menjadi penelitian yang lebih baik.

Demikian kata pengantar ditulis, semoga naskah ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa yang akan datang. Penulis mohon maaf apabila terdapat kekeliruan baik disengaja maupun tidak disengaja.

Malang, November 2022

(Muhammad Ardy Rahman)

(6)

V

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Orang tua saya Bapak Syarifuddin dan Ibu Sunarti yang telah banyak memberikan do’a dan dukungan.

2. Seluruh keluarga saya yang telah memberikan dorongan semangat untuk saya.

3. Ketua Jurusan Teknik Elektro Bapak Khusnul Hidayat, S.T., M.T. dan Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Ibu Merinda Lestandy, S.Kom, M.T.

beserta seluruh stafnya.

4. Ibu Nur Alif Mardiyah, Ir., M.T selaku dosen Wali saya selama menjadi mahasiswa jurusan teknik elektro UMM.

5. Bapak M. Chasrun Hasani, S.T., M.T. dan Novendra Setyawan, S.T., M.T.

selaku dosen pembimbing saya selama pengerjaan Tugas Akhir.

6. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis selama proses studi.

7. Seluruh teman-teman yang telah memberi dukungan semangat dan do’a selama proses perkuliahan.

8. Seluruh teman-teman Jurusan Elektro angkatan 2018, khususnya kelas Elektro A yang telah menemani saya selama proses perkuliahan di kampus.

9. Terakhir, semua teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis sampai selesai mengerjakan Tugas Akhir ini.

(7)

VIII

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN...i

LEMBAR PENGESAHAN... ii

LEMBAR PERNYATAAN...iii

KATA PENGANTAR...iv

LEMBAR PERSEMBAHAN... v

ABSTRAK... vi

ABSTRACT...vii

DAFTAR ISI... viii

DAFTAR GAMBAR...x

DAFTAR TABEL... xii

BAB I Pendahuluan...1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah...3Error! Bookmark not defined. 1.3 Tujuan Penelitian...Error! Bookmark not defined.3 1.4 Manfaat/Konstribusi...3

1.5 Sistematika Penulisan...3

BAB II Kajian Pustaka... 5

2.1 Definisi Automated Guided Vehicle (AGV)...5

2.2 Mikrokontroler STM32F103C8Tx...5

2.3 MPU-6050...6

2.3.1 Gyroscope dan Accelerometer... 7

2.4 NodeMCU ESP8266... 7

2.5 Kontrol PID (Proporsional Integral Derivative)... 8

2.6 Navigasi Odometry...9

2.6.1 Sensor Rotary Encoder... 9

2.7 Differential Drive Mobile Robot...10

BAB III Perancangan Sistem...12

3.1 Automated Guided Vehicle (AGV) ...13

3.1.1 Perancangan Body Automated Guided Vehicle (AGV) ...13

3.1.2 Perancangan Schematic Konfigurasi Sistem...13

(8)

IX

3.1.3 Kinematic Automated Guided Vehicle (AGV) ...13

3.1.4 Odometry...Error! Bookmark not defined.14 3.3 Kontrol PID ... 17Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Trajectory Control...17

3.3.2 DC Motor Speed Control... 17

3.4 Perancangan Web Server... 18Error! Bookmark not defined. BAB IV Hasil dan Pembahasan...19

4.1 Pengujian Sensor Rotary Encoder ...19

4.2 Pengujian Kontrol PID ... 20

4.3 Pengujian Sensor Gyroscope ...22

4.4 Pengujian Odometry...24

4.4.1 Pengujian odometry X = 100 dan Y = 0... 25

4.4.2 Pengujian odometry X = 0 dan Y = 100... 27

4.4.3 Pengujian odometry X = 50 dan Y = 50... 28

BAB V Kesimpulan...31

5.1 Kesimpulan...31

5.2 Saran...32

DAFTAR PUSTAKA ...33 LAMPIRAN

(9)

X

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ilustrasi Robot Automated Guided Vehicle (AGV)...5

Gambar 2.2 Modul Mikrokontroler STM32F103C8Tx... 5

Gambar 2.3 Modul MPU-6050... 6

Gambar 2.4 Pergerakan MPU-6050... 7

Gambar 2.5 Modul NodeMCU ESP8266...8

Gambar 2.6 Rotary encoder... 10

Gambar 2.7 Differential drive mobile robot...10

Gambar 3.1 Blok diagram sistem...12

Gambar 3.2 Desain 3D Automated Guided Vehicle (AGV)...13

Gambar 3.3 Schematic Konfigurasi Sistem...14

Gambar 3.4 Kinematic differential two wheeled robot... 15

Gambar 3.5 Pseudo Code Kinematic differential...16

Gambar 3.6 Pseudo Code Odometry...17

Gambar 3.7 Tampilan input web server... 18

Gambar 4.1 Hasil monitoring rotary encoder menggunakan STMStudio...19

Gambar 4.2 Grafik respon kontrol PID dengan parameter kp = 11.525, ki = 119.025, kd = 0.125... 20

Gambar 4.5 Hasil monitoring pengujian odometry X = 100 dan Y = 0...25

Gambar 4.5.1 Posisi awal AGV pengujian odometry X = 100 dan Y = 0... 26

Gambar 4.5.2 Posisi akhir AGV pengujian odometry X = 100 dan Y = 0...26

Gambar 4.6.1 Posisi awal AGV pengujian odometry X = 0 dan Y = 100... 28

Gambar 4.6.2 Posisi akhir AGV pengujian odometry X = 0 dan Y = 100...28

(10)

XI

Gambar 4.7.1 Posisi awal AGV pengujian odometry X = 50 dan Y = 50... 29 Gambar 4.7.2 Posisi akhir AGV pengujian odometry X = 50 dan Y = 50, sumbu

X... 30 Gambar 4.7.3 Posisi akhir AGV pengujian odometry X = 50 dan Y = 50, sumbu

Y... 30

(11)

XII

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Data Spesifikasi Modul Mikrokontroler STM32F103C8Tx...6 Tabel 2.2 Data Spesifikasi Modul NodeMCU ESP8266... 8 Tabel 4.1 Data hasil monitoring rotasi sumbu Z (yaw) dengan rotasi berlawanan

arah jarum jam...22 Tabel 4.2 Data hasil monitoring rotasi sumbu Z (yaw) dengan rotasi searah jarum

jam... 23

(12)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Uddin. N, “Trajectory Tracking Control System Design For Autonomous Two-Wheeled Robot,” Jurnal INFOTEL., Vol. 10(3), pp. 90–97, Aug. 2018.

[2] Saleh. Ameer L, Maab A. Hussain, and Sahar M.Klim, “Optimal Trajectory Tracking Control for a Wheeled Mobile Robot Using Fractional Order PID Controller,” Engineering Sciences., Vol. 26(4), 2018.

[3] Fahmizal, Uddin R. D, Budiyanto. M, and Mayub. A, “Trajectory Tracking pada Robot Omni dengan Metode Odometry,” JNTETI., vol. 8(1), pp. 35–44, Feb. 2019.

[4] Djahi. H. J, Doo. S. Y, dan Nuga. A. M. P, “Rancang Bangun Robot Mobil Dengan Sistem Navigasi Berbasis Odometry Menggunakan Rotary Encoder,”

Jurnal Media Elektro., Vol. VIII(1), pp. 54–61, Apr. 2019.

[5] Nabila. A, dan Trihastuti. A, “Trajectory Tracking with Input Constraint Based on Linear Matrix Inequalities Approach of A Nonholonomic Mobile Robot,” Journal on Advanced Research in Electrical Engineering., Vol. 5(1), pp. 71-75, Apr. 2021.

[6] Ramadhani. A, M. Taufiqurrohman, dan Joko. S, “Rancang Bangun Penentuan Posisi Sepak Bola Beroda Menggunakan Metode Odometry Dan Kontrol PID (Proportional Integral Derivative). Jurnal Borneo Informatika &

Teknik Komputer (JBIT)., Vol. 1(1), pp. 38–51, Okt. 2021.

[7] Kurniawan, Ghufron Wahyu. “Perancangan Kestabilan Robot Humanoid Dengan Metode Zero Moment Point Dan Artificial Neuro Fuzzy Inference System”. Undergraduate (S1) thesis, Universitas Muhammadiyah Malang.

2020.

[8] Setiawan. R, Hendri. H. T, dan Muhammad. F, “Gesture Control Menggunakan IMU MPU 6050 Metode Kalman Filter Sebagai Kendali Quadcopter”. Prosiding Seminar Nasional Sains Teknologi Dan Inovasi Indonesia (SENASTINDO)., Vol. 3, pp. 411–422, Nov. 2021.

[9] Ouldzira. H, Ahmed. M, Hajar. L, Mostafa. C, Abdelmoumen. T, and Said. A,

“Remote monitoring of an object using a wireless sensor network based on NODEMCU ESP8266”. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science., Vol. 16(3), pp. 1154–1162. Des. 2019.

(13)

[10] Aziz, Izzan Silmi. “IMPLEMENTASI TELEKONTROL PERGERAKAN SPY ROBOT HEXAPOD MENGGUNAKAN WIFI DENGAN BERBASIS WEB SERVER”. Undergraduate (S1) thesis, Universitas Muhammadiyah Malang. 2020.

[11] Purbowaskito. W, dan Chung-Hao. H, “Sistem Kendali PID untuk Pengendalian Kecepatan Motor Penggerak Unmanned Ground Vehicle untuk Aplikasi Industri Pertanian”. JURNAL INFOTEL., Vol. 9(4), pp. 376-281, Nov. 2017.

[12] Myint. C, and Nu. N. W, “Position and Velocity control for Two-Wheel Differential Drive Mobile Robot”. International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR)., Vol. 5(9), pp. 2849–2855, Sept. 2016.

[13] Muhsin. M. A, Dahnial. S, dan Rizal. M, “Implementasi Kontrol Proportional Sebagai Kontrol Pergerakan Mobile Robot Odometry Dalam Menuju Koordinat Target”. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer., Vol. 3(7), pp. 7294–7300, Jul. 2019.

[14] Turky Rashid. M, Huda. A. Z, and Rana. J. M, ”Simulation of Autonomous Navigation Mobile Robot System”. Journal of Engineering and Development., Vol. 18(4), pp. 25–38, Jul. 2014.

[15] Rafsanjan, Alexander. “NAVIGASI ROBOT BERBASIS PATH

PLANNING DENGAN PEMULIHAN JALUR OTOMATIS”.

Undergraduate (S1) thesis, Universitas Jember. 2017.

(14)