12
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai konsep dasar sistem, perancangan mekanik robot, serta perangkat lunak dari algoritma robot, dan metode pengujian. 3.1. Konsep Dasar Sistem
Untuk membuat algoritma yang baik, sebelumnya harus ada sebuah sistem perangkat keras yang berguna untuk membantu kinerja dari algoritma yang diinginkan dalam mencapai tujuan suatu robot itu dibuat. Gambar 3.1 menunjukkan blok diagram sistem dari robot.
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem
Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengontrol utama robot adalah Arduino Mega2560. Sedangkan ada tiga bagian penting lainnya yang digunakan dalam robot ini sebagai penunjang, yaitu (ditunjukan dalam kotak berwarna):
Arduino
a. Kotak merah, adalah bagian sensor/input robot yang digunakan sebagai penunjang pergerakan robot serta membantu dalam pointing api. Penunjang pergerakan terdiri dari tiga buah SRF membantu dalam melakukan follow dan tiga sensor garis (photodioda) digunakan untuk menemukan room. Sedangkan dalam pointing api dibantu oleh UV-Tron dalam pendeteksi masih ada atau tidaknya api dalam room dan sensor IR untuk menandakan jarak robot dengan api sudah tepat pada saat akan memadamkan.
b. Kotak biru, adalah bagian output robot berguna dalam pergerakan serta pemadaman. Pergerakan dalam melakukan follow terdiri dari dua buah motor DC, kiri dan kanan, lalu alat untuk pemadaman digunakan kipas.
c. Kotak hijau, adalah bagian utama yang digunakan untuk pointing pemadaman api. Terdiri dari kamera pixy dan dua buah servo baik secara horisontal dan vertikal. Servo-servo tersebut dikontrol langsung oleh kamera.
3.2. Perancangan Mekanik
14
Gambar 3.2. Desain awal robot
Keterangan nomor dari gambar diatas adalah :
1. Kipas
2. Arduino Mega2560 3. Kamera
4. SRF
5. Sensor IR 6. UV-Tron 7. Sensor garis 8. Driver Motor
9. Motor
1 3
4
5
6
7 8
9
Perancangan navigasi robot saat melakukan follow kiri (menelusuri dinding melalui jalur kiri) adalah sebagai berikut :
Gambar 3.3. Peletakan SRF pada robot
SRF (Ultrasonic Range Finder) adalah sensor ultrasonik yang berfungsi untuk mengukur jarak suatu benda dengan prinsip memancarkan gelombang ultrasonik kemudian menangkap pantulannya [10]. Gelombang ultrasonik termasuk gelombang suara yang memiliki kecepatan sekitar =34400cm/s. SRF kiri adalah sensor utama ketika melakukan follow (follow kiri), di letakan 60° dari garis horizontal. Jarak ideal antara robot dengan dinding ketika follow adalah =5cm. Sehingga waktu yang diperlukan robot untuk dapat melakukan follow dengan baik adalah :
=2 × sin60
= 2 × 534400 /sin 60
= 0,000336 depan
60°
60° = 5
16
Gambar 3.4. Desain awal mekanik kamera
Terdiri dari dua buah servo di mana servo bawah bergerak secara horisontal yang artinya membuat kamera bisa melihat ke kiri atau ke kanan, dan servo atas yang bergerak secara vertikal di mana membuat kamera bisa melihat ke bawah atau ke atas.
Realisasi rancangan mekanik robot yang sudah dibuat ditunjukan oleh Gambar 3.5 dengan dimensi (p × l × t) 21cm × 21cm × 22cm dan bahan dasar untuk body adalah akrilik.
a. Tampak kanan b. Tampak tengah
c. Tampak kiri d. Tampak belakang
Gambar 3.5. Realisasi desain robot
3.3. Perancangan Elektronika
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan elektronika yang dipakai dalam sistem yang akan dibuat. Perancangan elektronika dalam pembuatan tugas akhir ini terdiri dari pengendali utama dan kamera.
3.3.1. Pengendali utama
Pengendali utama dari robot ini adalah Arduino Mega2560. Tugas-tugas yang di lakukan oleh Arduino Mega2560 antara lain :
a. Mengambil data dari SRF
18 menggunakan jalur komunikasi SPI
Berikut adalah konfigurasi pin Arduino Mega2560 yang digunakan : Tabel 3.1. Konfigurasi pin Arduino Mega2560
Nomor Pin Fungsi
4 PWM1 driver motor Kanan
5 PWM2 driver motor Kanan
6 ENABLE driver motor kanan
12 sensor IR
14 Echo SRF tengah
15 trigger SRF tengah
16 Echo SRF kanan
17 trigger SRF kanan
18 Echo SRF kiri
19 trigger SRF kiri
38 Kipas
42 UV-Tron
43 ENABLE driver motor kiri
44 PWM1 driver motor kiri
45 PWM2 driver motor kiri
A13 Sensor garis 1
A15 Sensor garis 3
51 MOSI (SPI) Kamera
50 MISO (SPI) Kamera
52 SCK (SPI) Kamera
30 RST (SPI) Kamera
3.3.2. Kamera
Salah satu kelebihan kamera pixy yang digunakan pada tugas akhir ini selain mempunyai algoritma pembacaan objek sendiri, kamera ini juga mampu mengendalikan dua buah servo. Skema konfigurasi antara kamera pixy dengan servo tersebut ditunjukan oleh Gambar 3.6.
20
3.4. Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan algoritma yang digunakan pada robot. Algoritma dapat dilihat dalam bentuk diagram alir sebagai berikut :
Gambar 3.7. Diagram alir program Mulai dapat titik api? Hadap kanan
Mendekat ke titik api
Apakah sudah 10cm dari api?
Mempoisikan badan robot dan kamera lurus di depan api
Penjelasan Algoritma
