Robot Pendeteksi kondisi Gas Beracun Di Daerah Pegunungan Yang Dapat Dikendalikan Dengan Remote Kontrol
Oleh
Kristian Visi Subekti
NIM: 612008046
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
INTISARI
Sampai saat ini masih di temukan beberapa orang yang terluka akibat infeksi gas
beracun dalam tubuh di daerah pegunungan, bahkan ada yang meninggal. Hal ini sangat
meresahkan warga desa sekitar pegunungan dan juga para karyawan pabrik yang
sehari-hari bekerja di daerah yang berbahaya. Khusunya para pekerja lapangan yang berkerja di
sekitar daerah pegunungan berapi tentu saja hal ini sangat membayakan jika akan buka
lahan baru untuk proyek pembangunan atau bagi masyarakat yang ingin meluaskan lahan
untuk becocok tanam. Berdasarkan permasalahan tersebut maka akan dibuat sebuahrobot
untuk menggantikan manusia dalam mendeteksi gas beracun khususnya di daerah
pegunungan. Untuk itu diperlukan mekanik robot yang mampu menjelajah di
pengunungan. Jadi dalam skripsi ini di buatlah robot beroda yang tangguh agar dapat
menjelajahi dan mendeteksi gas beracun di daerah pegunungan.
Robot ini diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu bagian master sebagai remote
kontrol dan slave berupa robot yang akan dikendalikan. Robot ini akan dikendalikan
dengan menggunakan remote control secara wireless dan terdapat kamera pada bagian depan atas robot yang berfungsi sebagai “mata robot” sehingga manusia yang mengendalikan bisa melihat keadaan di sekitar robot secara visual pada remote yang
terdapat LCD warna ditampilannya. Hal ini memudahkan para pengendali untuk
mengendalikan Robot sambil mengamati keadaan sekitar. Pada robot ini digunakan AT
MEGA 2560 sebagai pengendali utama di modul master dan slave. Hasil tangkapan
kamera akan dikirim secara wireless dengan modul video sender sehingga robot dapat
bergerak bebas saat dikendalikan di kondisi lapangan yang cukup sulit.
Sistem yang telah teruji adalah Robot ini mampu dikendalikan untuk berjalan
maju, mundur, belok kekiri, atau kekanan dan mengirim data konsentrasi gas H2S secara
secara wireless terhadap modul Master. Robot beroda mampu bergerak melewati medan
miring dengan kemiringan 30o dan melewati dataran tidak rata hingga ketinggian10 cm dari permukaan tanah. Hasil data yang diterima dari Keluaran sensor diolah menjadi grafik
yang ditampilkan pada LCD grafik secara real time. Robot juga mampu menampilkan hasil
ABSTRACT
Nowadays there have been found some people who were injured as a result of
infections in their body due to toxic gases in mountainous areas , and some of them have
died. It is very disturbing villagers surrounding the mountains and also the farmers who
work daily in hazardous areas. Especially the field workers who work in the vicinity of
volcanoes course, it is danger if they want to open new land for development projects or
farmers who want to expand land for planting. Based on these problems, it will be made a
robot to replace humans in detecting toxic gases, especially in mountainous areas. It
requires a mechanical robot which is capable to explore throughout the mountains. So in
this thesis, it is made a tough wheeled robot that can explore dan detect poisonous gas in
mountain areas.
The robots are classified into two parts, namely the master as a remote control and
slave as the robot to be controlled. This robot will be controlled using a wireless remote
control and there is a camera on the front of the robot that serves as the " robot eye ", so
that people who controls the robot can see the situation around the robot visually by
looking at the LCD screen on its interface. This makes it easy to control the robot
controller while observing the situation around. In this robot used AT MEGA 2560 as the
main controller in the master and slave modules The capture of video will be sent
wirelessly with a video sender module so that the robot can move freely when controlled in
a pretty tough field conditions.
The system tests show that the controlled robot is able to walk forward, backward,
turn left, or right and send data H2S gas concentrations wirelessly to the master module.
Wheeled robot is able to move passing the slopy terrain with a slope of 30o and passed
uneven plains to a height of 10 cm from the ground. The results of the data received from
the sensor output is processed into a graphic that is displayed on the LCD graph in real
time. The robot is also able to display the streaming video recordings conditions of its
KATA PENGANTAR
Segala pujian dan ucapan syukur penulis naikan kepada Yesus Kristus sebagai Tuhan
dan Juruselamat kita yang sangat baik karena atas kasih dan anugrahNya penulis bisa
menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Dan akhirnya penulis dapat menyelesaikan studi di “Kawah Candradimuka” Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga tercinta ini dengan tepat waktu, semata-mata bukan karena
kemampuan saya pribadi namun semua karena campur tangan Tuhan sehingga semua
boleh terjadi dengan begitu indah.
Skripsi ini tidak akan pernah berhasil dengan usaha penulis sendiri. Semua yang
boleh terealisasikan adalah hasil dari bantuan, dukungan, doa, dan bimbingan dari
orang-orang disekitar penulis. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis hendak mengucapkan
banyak terima kasih pada:
1. Keluargaku tercinta, papa Bambang Sugondo, M.Th., mama Dwi titik S. Pd.,
adik Kristian Abram Santosa, adik Kristian Wahyu Saputro dan Shania Agelica.
Terima kasih untuk segalanya, Kalianlah pendorong semangat untuk segalanya di
hidupku. Terima kasih yang tak terhingga buat doa dan dorongan kalian yang
tulus sepanjang waktu untukku.
2. Bapak Gunawan D, M.Sc.Eng dan Ir. F. Dalu Setiaji, M.T. selaku pembimbing I
dan II, terima kasih atas kesabaran dan ketulusan bapak untuk membimbing dan
mengarahkan penulis selama pengerjaan skripsi ini.
3. Seluruh staff, dosen, karyawan, dan laboran FTEK atas dukungan material
maupun moral selama penulis berkuliah di fakultas tercinta ini.
4. Kak Nicodemus Widiutomo dkk. dan Kakak-kakak di Eagle’s Nest yang sangat
saya sayangi. Terimakasih banyak buat pelajaran yang teramat istimewa dalam
hidup saya selama saya berkuliah di Salatiga. Buat kak Hanna, Kak bob, kak
Steve, kak Lia, Kak kis, kak Ira, kak Yuli, kak Guna, kak Tirza, Paulus, Yogi,
Niko dan kakak-kakak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
Trimakasih untuk didikan dan nasehat yang telah kalian berikan sehingga saya
boleh belajar mengenai hati sebagai hamba yang selalu merasa kosong, haus,
5. Untuk kalian yang pernah ada dihatiku Valentina Sri Dianasrani S.E. dan
Yustiani S.Pd. trimakasih atas segala pelajaran yang pernah kalian berikan
berupa pengalaman-pengalaman yang membentuk karakterku menjadi lebih
dewasa dalam menghadapi persoalan.
6. Sahabat-sahabat setiaku,Andreas Kristianto S.T., Henry “betab” Sutanto S.T.,
“Om” Edwin C. Mone S.T., bang Ernanda A.W. S.T. Trimakasih sudah
membantuku untuk semuanya sehingga masa berkuliahku di FTEK terasa yang
sangat mengesankan.
7. Teman-teman penghuni lab skripsi XT selama penulis berkarya di sana, Riyo 08, Ditya “Bagong” 08, Yahya 08, Yudha 08, Ricky Cuk 08, Dhika 08, Danus 06, Penda 06, Rofian 07, Evan 07, Toras 07, Roy 07, Indra 07, Putu 07, Eka08 “Pak Jon”, Rudi 08, bang Catur “001”.
8. Seluruh pihak yang telah membantu pengerjaan skripsi ini, Toko-toko power
window di salatiga, toko Gloria, Digital, Bina Jaya,Bapak “Tukang Las”,Bapak “Tukang Bubut”, serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Terima kasih untuk semuanya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi
ini dapat lebih berguna, khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Akhir kata, semoga
pengerjaan dan penulisan skripsi ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi
siapapun yang membacanya.
Salatiga, Oktober2014
DAFTAR ISI
Tabel 1.1. Karakteristik Serta Efek Gas Beracun ... 1
1.3. Sistematika Penulisan... 10
BAB II DASAR TEORI ... 12
2.1. LCD Grafik ... 12
2.2. Joy Stick PS2... 13
2.3. Transmiter Video Sender ... 15
Gambar 2.6 Modul Video Sender (transmitter-receiver) ... 15
2.4. LCD TV ... 15
2.6. Driver Motor ... 16
2.7. Sensor Gas H2S... 17
2.8. Motor Servo ... 18
2.9. RF Link 3DR Radio ... 18
2.10. Regulator Tegangan ... 19
2.11. Kamera CCTV ... 19
2.12. Led Super Bright ... 19
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 20
3.1. Gambaran Alat ... 20
3.2. Modul Mekanik ... 22
3.2.1. Modul Mekanik Robot Beroda ... 22
3.2.2. Modul Elektronik Master ... 24
3.2.2.1. Pengendali Utama ... 24
3.2.2.2. LCD Grafik ... 27
3.2.2.3. Joy StickPS2 ... 28
3.2.2.4. Transmiter Video Sender ... 29
3.2.2.5. LCD TV ... 30
3.2.2.6. Catu Daya Master dan Slave ... 31
3.2.3. Modul Elektronik Slave ... 32
3.2.3.1. Pengandali Utama ... 32
3.2.3.2. Sensor Gas H2S ... 33
3.2.3.3. Driver Motor ... 34
3.2.3.4. RF Link 3DR Radio (pada master dan slave) ... 35
3.2.3.5. Motor Servo ... 36
3.3. Perangkat Lunak Mikrokontroler ... 36
3.3.1. Diagram Alir Slave ... 36
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 39
4.1. Pengujian Sensor Gas ... 39
4.2. Pengujian Alat di Lapangan ... 40
4.3. Pengujian Motor DC dan Servo ... 42
4.4. Pengujian Kamera ... 42
4.5. Pengujian Grafik Gas Beracun ... 43
4.6. Pengujian penerangan kamera di kegelapan dengan LED super bright. ... 44
4.7. Pengujian Pengukuran Komunikasi Data RF ... 44
4.8. Pengujian Pengukuran Pengiriman Data Video Sender ... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 47
5.1. Kesimpulan ... 47
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Wheel enabled system ... 4
Gambar 1.2. Track enabled system ... 5
Gambar 1.3. Leg enabled system ... 5
Gambar 1.4. Hoppers ... 6
Gambar 1.5. Whell-leg hybrid system ... 6
Gambar 1.6. Hop-roll hybrid system ... 7
Gambar 2.1 LCD grafik UTFT ITDB-02 ... 12
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin LCD grafik UTFT ITDB-02 ... 13
Gambar 2.3 Potensio XY Joy Stick PS2 ... 13
Gambar 2.4 Interface Joy Stick PS2 ... 14
Gambar 2.5 Joy Stick PS2 pin ... 14
Gambar 2.6 Modul Video Sender (transmitter-receiver) ... 15
Gambar 2.7. LCD TV TFT ... 15
Gambar 2.8 Batterai LiPo ... 16
Gambar 2.9 Gambar Skematik Driver motor DC ... 17
Gambar 2.10 sensor gas H2S MQ 136. ... 17
Gambar 2.11 Servo HXT900 ... 18
Gambar 2.12 Servo HXT900 ... 18
Gambar 2.12 Skema Rangkaian Regulator Tegangan LM2596S ... 19
Gambar 2.13 Regulator Tegangan LM2596S ... 19
Gambar 3.1 Blok Diagram Modul Master ... 21
Gambar 3.2 BlokDiagram Modul Slave ... 21
Gambar 3.3 Penjelasan Kerangka Mekanik Robot Beroda ... 22
Gambar 3.5 Skema perancangan mikrokontroler master ... 24
Gambar 3.6 Realisasi perancangan elektronik master tampak atas ... 26
Gambar 3.7 Realisasi perancangan bagian dalam master ... 26
Gambar 3.8 LCD grafik UTFT ITDB-02 ... 27
Gambar 3.9 Potensio XY Joy Stick PS2 ... 28
Gambar 3.10 Interface Joy Stick PS2 ... 28
Gambar 3.12 Modul Video Sender (transmitter-receiver) ... 29
Gambar 3.13 LCD TV TFT ... 30
Gambar 3.14 Skema Rangkaian Regulator Tegangan LM2596S ... 31
Gambar 3.15 Regulator Tegangan LM2596S ... 31
Gambar 3.16 Skematik Diagram Mikrokontroler Slave ... 32
Gambar 3.17 Gambar MQ 136 ... 33
Gambar 3.18 Gambar Skematik Driver motor DC ... 34
Gambar 3.19 RF Link 3DR Radio ... 35
Gambar 3.20 Servo HXT900 ... 36
Gambar 3.21 Diagram alir slave ... 37
Gambar 3.22 Diagram alir master ... 38
Gambar 4.1. Pengujian gas H2S dengan BW H2S Extreme dan modul sensor gas MQ 136 ... 40
Gambar 4.2. Pengujian Mekanik Robot di Kawah Sikidang Dieng ... 40
Gambar 4.3. Pengujian Gerakan kamera ... 41
Gambar 4.4. Mekanik Robot terhadap Keterjalaan dan Kemiringan Medan Lapangan. .... 41
Gambar 4.5. Pengujian Kamera Video Dalam Keadaan Motor DC Dijalankan ... 43
Gambar 4.6. Pengujian grafik gas H2S terhadap Waktu Dalam Detik pada layar LCD gfafik ... 43
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Karakteristik Serta Efek Gas Beracun ... 1
Tabel 1.2. Tabel Kualitatif Perbandiangan Mekanik-Mekanik Robot Yang Sudah Pernah Dibuat [2] ... 8
Tabel 1.3. Tabel Kelemahan dan Kelebihan Mekanik-Mekanik Robot[2] ... 9
Tabel 3.1 Konfigurasi penggunaan pin Atmega2560 pada master ... 25
Tabel 3.2 Konfigurasi Pin LCD UTFT ITDB-02 ... 27
Tabel 3.3 Konfigurasi Pin Video Sender ... 30
Tabel 3.4 Konfigurasi Pin Video Reciver ... 30
Tabel 3.5. Konfigurasi Penggunaan Pin Atmega2560 pada Slave ... 33
Tabel 4.1 Perbandingan Keluaran Master dengan BW H2S Extreme ... 39
Tabel 4.1. Pengujian Joy Stick PS2 Terhadap Robot ... 42
Tabel 4.2. Pengujian Pengukuran Komunikasi Data RF ... 44
DAFTAR SINGKATAN
AVR Advance Versatile Risc
DC Direct Current
IC Integrated Circuit LED Light Emitting Diode LCD Liquid Crystal Display LIPO Lithium Polymer
PWM Pulse Width Modulation
RF Radio Frequency
RISC Reduced Instruction Set Computer
AV Analog Video
