Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim

~ 1 ~

Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim

1. Team

Team Name :

I-JIRO

Name Of team Leader :

Sudoremi Domino

Name of Instructor :

Itong Solehudin ,ST

2. Institution

Full Name of Polytechnic / Institute /

University :

POLITEKNIK BANYUWANGI

Name of Department/Faculty :

COMPUTER ENGINEERING

Address (Contact Address) :

Jl. Raya Jember Km 13. Banyuwangi, Indonesia

Telephone Number :

0333 - 636780

Fax Number :

0333 - 636780

e-Mail Address

:

poliwangi.bwi@ymail.com

3. Contact Person, Full Address, Phone & e-Mail

Name

: Sudoremi Domino

Address

: Jl. Gunung Mbledos no.47 RT.07/RW.01 Kab Banyuwangi

Telephone

: 08X XXXX XXXX

Fax Number :

E-Mail

:

xxxxx.yyyyyyyy@zzzzz.com

4. Robot Division

Wheeled Robot



Legged Robot

-

~ 2 ~

Bagian 2 : Informasi Lengkap Robot

Team Name :

I-JIRO

1. Robot design

1.1 Deskripsi umum

Robot I-JIRO didesain seperti mobil beroda tiga ( roda depan satu dan roda belakang dua ) yang memiliki sistem gerak berupa motor DC yang menggerakkan dua roda bagian belakang, samping kanan dan kiri . Sistem gerak seperti ini dibuat untuk melewati beberapa halangan seperti uneven floor dan rugs (karpet).

Dalam melaksanakan tugasnya, robot I-JIRO dilengkapi dengan beberapa sensor, seperti ultrasonic, uvtron, flame detector, magnetic compass ,photodiode, rotary encoder, dan sound detector.

Untuk memadamkan api, robot I-JIRO menggunakan kipas mini yang akan berputar jika menerima sinyal dari flame detector yang mendeteksi adanya api. Motor servo digunakan untuk menggerakkan ujung papan penopang kipas yang berada dibody robot, ke kiri dan ke kanan agar peniupan merata, sehingga api mudah dimatikan. Sebagai sumber tenaga, robot yang menggunakan mode sound aktivation ini menggunakan dua buah baterei berupa aki kering dengan tegangan sebesar 24 Volts.

1.2 Dimensi Robot

:

Lebar (depan) : 220 mm Panjang (samping) : 265 mm Tinggi : 180 mm

~ 3 ~

1.3 Sketsa Robot

~ 4 ~

Gambar2: Tampak dari depan

~ 5 ~

1.4 Sistem pemadam api

Sistem pemadaman api yang digunakan robot I-JIRO menggunakan Kipas mini yang nantinya akan berputar sehingga menghasilkan angin dan mampu memadamkan api. Berikut ini gambar dari Kipas mini yang dipakai.

Gambar 4: Kipas Mini

Untuk dapat menggerakkan sebuah kipas mini diatas,kami menggunakan motor dinamo mini. dimana motor tersebut akan berputar jika ada sinyal dari flame detector yang mendeteksi adanya api. Gambar motor dinamo mini bisa dilihat dibawah ini.

~ 6 ~

1.5 Material

Kerangka Robot : Acrylic

Rumah tiang penyangga : Aluminium Silinder Tiang Penyangga : As ulir

Roda : Teflon

2. Control system

Input contr oller output

Gambar 6: BlokDiagram

Ultraonic Kompas Photodiode Rotary Encoder UV tron Sound Activation ATtiny 2313 AT mega 16 AVR AtMega 162 M.kanan M.kiri Kipas M. Servo

~ 7 ~

AVR ATmega162 sebagai microcontroller utama yang menangani kedua

microcontroller jenis ATTiny2313 dan beberapa sensor seperti rotary encoder, photodioda, UV tron, dan sound activation. Sebagai outputnya, AVR ATmega162 menggerakkan motor DC (kanan-kiri), ATTiny2313 digunakan untuk mengendalikan sensor ultrasonik dan

ATMega16 digunakan mengendalikan compass digital . Hal ini bertujuan mengurangi kinerja

dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja serta real time.

2.1 Motor Drive unit

Motor DC Vexta merupakan motor DC brushless dengan presisi yang sangat tinggi. Motor ini dilengkapi dengan build in rotary encoder sehingga kita dapat dengan mudah mengetahui kecepatan putar motor dari jumlah pulsa yang dihasilkan.

~ 8 ~

Spesifikasi MOTOR DC Vexta

2.2 Motor servo

Motor Servo pada robot I-JIRO adalah Futaba S-148, digunakan untuk menggerakkan penopang kipas yang berada dibody robot sebesar 45 derajat ke kiri dan 45 derajat kekanan, karena motor servo mempunyai tingkat akurasi yang tinggi. Berikut ini adalah bentuk fisik motor servo.

Gambar 8: Motor Servo

~ 9 ~

Gambar 9: Interfacing Motor Servo dengan Microcontroller

2.3 Prosesor

2.3.1 ATTiny 2313

Gambar 10: ATTiny 2313

ATTiny2313 berperan sebagai controller pembantu agar mengurangi kerja dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja. Mikrokontroller ini di khususkan menangani sensor ultrasonic.karena sensor ultrasonic bekerja terus menerus,Hal ini agar mengurangi kerja pada sensor utama. Dalam pemrogramannya mikrokontroller ini mengunakan bahasa c.

~ 10 ~

2.3.2 ATmega16

Mikrokontroler ini di gunakan untuk menangani sensor kompas,sama hal-nya dengan ATTiny 2313.Yaitu mengurangi kerja pada kontroler utama.ATMega 16 pemrogramannya menggunakan bahasa c.

Gambar 11: ATMega16

2.3.3 ATMega 162

ATMega 162 berperan sebagai kontroller utama. Mikrokontroller ini menjadi pusat dari system robot I-JIRO yang di dalamnya bisa menerima data dari input (sensor) dan mengirim data yang sudah diproses ke output (aktuator). Dalam pemrogramannya mikrokontroller ini mengunakan bahasa C.

~ 11 ~

3. Sistem Pergerakan Robot

Sistem Pergerakan Robot I-JIRO menggunakan motor DC yang menggerakkan roda gigi untuk mengkopel beberapa roda gigi yang lain dengan belt (sabuk). Secara umum system pergerakan robot bisa dilihat pada gambar dibawah ini.

Rule maju - mundur

Rule maju berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kedepan secara bersamaan. Rule mundur berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kebelakang secara bersamaan

Gambar Rule Maju Gambar Rule Mundur

Rule belok kanan- kiri

Rule belok kanan berlaku ketika motor sebelah kanan bergerak kebelakang dan motor sebelah kiri bergerak kedepan. Sedangkan Rule belok kiri kebalikan dari Rule belok kanan.

~ 12 ~

4. Sensor & interface

4.1 UVTron

Pada pembuatan sensor api harus diketahui terlebih dahulu sifat-sifat dari api dan komponen yang dipancarkan oleh api, sehingga karakteristik yang dideteksi oleh sensor dapat ditentukan. Pada dasarnya api memancarkan beberapa komponen antaralain:

1. Panas

2. CahayaInfra Red

3. CahayaUltra Violet

4. Asap

5.

Dll

Pada sensor api UV TRON R2868 (Hamamatsu) komponen yang dideteksi adalah Cahaya Ultra Violet dari api

~ 13 ~

Gambar 14: Rangkaian UVtron

4.2

Sensor Ultrasonik

Sistem sensor ultrasonik yang digunakan sebagai masukan dari proses pengontrolan robot terbagi atas dua bagian, yaitu untuk perangkat keras dan lunak.

4.2.1 Sensor ultrasonik (hardware)

Sensor ultrasonik yang digunakan dalam robot ini menggunakan sensor buatan parallax yang dapat secara langsung diinterfacekan dengan rangkaian mikrokontroler. Sensor ini digunakan untuk menghitung jarak antara body robot dengan dinding di sekitar robot. Dari nilai jarak yang didapat dipergunakan untuk menentukan pergerakan yang akan dilakukan oleh robot. Selain itu sensor ini berfungsi untuk mendeteksi halangan yang ada di sekitar robot.

~ 14 ~

Sensor ultrasonik ini mempunyai karakteristik sesuai dengan tabel berikut ini :

Agar dapat melakukan perhitungan jarak yang maksimal, robot menggunakan 6 buah sensor pada badan robot. Sehingga untuk mengakses tiap sensor secara bergantian digunakan rangkaian multiplexer.

Scaning sensor dilakukan secara bergantian agar data yang didapat tidak mengalami kekeliruan dan valid. Output dari sensor ini berupa data pwm (lebar pulsa) yang merepresentasikan jarak benda terhadap robot. Dengan demikian data jarak sama dengan duty cycle dari sinyal output. Semakin jauh objek maka semakin besar duty cycle.

~ 15 ~

Gambar 17 :

Koneksi modul sensor ultrasonic

4.2.2 Sensor ultrasonic (software)

Untuk mengaktifkan sensor ultrasonik dan malakukan konversi data pwm menjadi data jarak maka digunakan mikrokontroler yang dapat diprogram. Program yang ada pada mikrokontroler berfungsi untuk melakukan start agar sensor melakukan tugas dan melakukan konversi data dari pwm ke data digital.

Proses konversi lebar pulsa PWM ke data digital memanfaatkan fasilitas timer0 yang ada pada mikrokontroler. Timer0 akan aktif ketika bit TR0 dan pin int0 bernilai satu. Karena pin echo pulse output terhubung dengan pin int0, maka ketika pin echo pulse output high, timer0 aktif dan saat ada transisi dari high ke low, int0 akan aktif (terjadi interupt) yang akan menyebabkan program akan meloncat ke alamat vektor interrupt. Begitu program meloncat ke alamat vektor interrupt, program akan mematikan timer0 dan mengambil data yang ada pada register TL0 dan TH0 sebagai data jarak. Karena data TL0 tidak terlalu berpengaruh dan untuk memperkecil data yang akan diolah maka data dari TH0 saja yang diambil Jika TF0 yang aktif maka data jarak dianggap jauh atau data maksimal. Flowchart kontrol sensor ultrasonik dapat dilihat pada gambar :

~ 16 ~

Gambar 18: Flowchart kontrol sensor ultrasonik

4.2.3 Posisi sensor ultrasonik

Terdapat 6 pasang sensor ultrasonik yang ditempatkan pada bagian depan robot. Penempatan sensor diatur dengan jarak antar sensor yang sama agar sensor memiliki jangkauan yang tepat dalam mengukur jarak semua halangan yang ada di sekitar robot.

~ 17 ~

4.3

Photodiode

Untuk mendeteksi lingkaran putih yang ada dilantai sebagai penanda bahwa jarak lilin sudah dekat, pada robot Z terdapat sensor garis yang terdiri dari photodiode dan LED infra red yang dipasang dibagian bawah dari robot. Dimana LED infra red sebagai pemancar (Tx) dan photodiode sebagai penerima (Rx). Gambar berikut ini merupakan gambar dari photodiode dan infra red.

Gambar 20: Photodiode & Infra red

Skematik rangkaian driver dari sensor garis putih ditunjukan seperti pada gambar di bawah I ni.

Gambar Rangkaian Dri verPhotodi ode & Infr a re d

~ 18 ~

4.3.1 Sensor (Cara Kerja)

Gambar 22 :

Cara kerja photodiode

Ketika transmitter (infrared) memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih,

cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut.

Sebaliknya, ketika transmitter memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau

hitam, maka cahaya akan banyak d iserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya

yang sampai ke receiver tinggal sedikit. perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver

akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda)

tersebut.

Ilustrasi cahaya yang dipancarkan ke bidang putih:

~ 19 ~

Gambar 20:

Rangakaian

Karena hambatan receiver berubah- ubah, jadi otomatis rangkaian sensor yang

bagian kanan bisa kita analogikan seperti gambar. Receiver bisa kita analogikan

dengan resistor variabel, yaitu resistor yang nilai hambatannya bisa berubah.

Otomatis, dengan pembagi tegangan, nilai tegangan di output rangkaian juga akan

berubah-ubah. Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah

(sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi

(mendekati Vcc = 5 Volt).

4.4 Magnetic Compass

Untuk membantu dan memudahkan proses navigasi robot dalam bergerak, kami menggunakan magnetic compas sehingga robot akan dengan mudah mengetahui posisi di arah mana robot menghadap.

~ 20 ~

Spesifikasi magnetic compass

Gambar 22: Koneksi magnetic compass dengan mikrokontroler

Koneksi magnetic compass dengan mirokontroler menggunakan protokol komunkasi I2C. Pin SCL (serial clock) terhubung dengan pin mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial clock dan pin SDA (serial data) terhubung dengan mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial data.

~ 21 ~

4.5 Sound Activation

Mode start yang digunakan pada robot menggunakan mode sound aktivated, robot akan mulai bekerja ketika ada suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian sound aktivation terdiri 2 bagian yaitu pemancar dan penerima. Rangkaian pemancar berfungsi membangkitkan sinyal suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian pemancar terdiri atas rangkaian pembangkit gelombang dengan frekuensi tertentu dan rangkaian penguat agar suara yang dihasilkan mempunyai daya yang cukup untuk dikeluarkan melalui speaker agar dapat didengar. Blok diagram pemencar sound aktivation yang digunakan robot ini seperti pada Gambar 22.

Gambar 23: Blok diagram pemencar sound aktivation

Pada rangkaian penerima dengan blok diagram seperti pada Gambar 23 terdiri atas microfon sebagai transducer yang akan mengubah suara menjadi gelombang listrik. Rangakain preamplifire berfungsi untuk menguatkan output dari microfon. Dari rangkaian pre amplifire ini kemudian masuk ke rangkaian bandpass filter agar suara dari pemancar saja yang dapat diterima.

Gambar 24: Blok diagram penerima sound activation

~ 22 ~

4.6 Rotary Encoder

Rotary encoder digunakan pada robot I-JIRO untuk mendeteksi perpindahan/ pergerakan putaran roda robot. Setiap pulsa yang dihasilkan oleh rotari enkoder dimasukkan ke pin counter dari mikrokontroler yang berfungsi mencacah tiap pulsa tersebut menjadi data hexadesimal, yang selanjutnya data tersebut dapat diolah oleh mikrokontroler dalam proses kontrol robot. Hal ini dilakukan untuk memudahkan robot untuk kembali menuju ruangan tempat lilin berada setelah dilakukan proses scanning dulu pada setiap ruangan.

Gambar 26: Rotary Encoder

Berikut ini merupakan gambar rangkaian sederhana dari rotari enkoder.

1 2 3 4 5 6 A B C D 6 5 4 3 2 1 D C B A Title

Num ber Revision

Size B

Date: 26-Jun-2001 Sheet of

File: C:\PROGRA~1\CLIENT\SHEET_1.SCH Drawn By : PHOTO TRANSISTOR NPN

R2 R1

LED Infra Merah

output +5

~ 23 ~

5.Strategi

5.1 Algoritma Home Tetap

 Untuk mendapatkan 4th

Room Factor, pencarian lilin dilakukan di seluruh ruangan (1,2,3,4).  Jika lilin ditemukan di Ruang 1,2 dan 3, lilin tidak akan dimatikan dulu, tetapi dilakukan

pengecekan di seluruh ruangan. Dan kembali ke POS

 Jika lilin ditemukan di Ruang 4, maka lilin langsung dimatikan, karena 4th

Room Factor sudah terpenuhi .

 Robot akan kembali ke POS terjadi jika Jika lilin ditemukan di Ruang 1,2 dan 3, dan dilakukan pengecekan di seluruh ruangan.

 Setelah posisi lilin diketahui (di ruang 1,2 atau 3), dari POS, Robot berjalan menuju ruangan tempat lilin itu berada lalu mematikannya.

 Setelah diketahui lilin itu mati, maka robot langsung kembali menuju home.

5.2 Algoritma Home Acak



Robot akan ditempatkan pada home secara acak pada room-room



Inisialisasi n, n = posisi pertama robot menempati salah satu room,kemudian menuju ke room n+1,n+2 dan n+3 untuk mencari lilin.



Jika lilin di temukan di salah satu room,robot akan memadamkan lilin,kemudian robot tidak akan ke home dulu.Robot akan memasuki semua room yang belum di masuki sampai ke room n+3.



Setelah lilin dimatikan dan semua room telah dimasuki sampai n+3 kemudian kembali lagi menuju n (home).



Jika lilin belum dimatikan,Robot akan kembali ke home.kemudian melanjutkan berjalan ke room n+1,n+2 dan n+3.Untuk mencari lilin dan memadamkannya.

Keterangan

 Garis hijau adalah garis pertama kali robot berjalan( ruler )  Diikuti dengan garis biru, terus garis biru muda

~ 24 ~

Garis pertama robot berjalan Garis ke dua

Garis ke tiga Garis ke empat

~ 25 ~

6.Flowchart

6.1 Flowchat Home Didalam Ruangan (Secara Acak)

C Mulai Cek room n Cek ada api Gerakkan Kipas Berjalan ke room n+1 Cek api: padam / belum Cek ada api Cek room n+1 Gerakkan Kipas Cek api: padam/belum Tidak Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Ya A

~ 26 ~

Gerakkan Kipas Cek api: padam/belum Tidak Ya Ya Berjalan ke room n+2 Cek ada api Cek room n+2 Tidak A B

~ 27 ~

Berjalan ke room n+3 Cek ada api Cek room n+3 Gerakkan Kipas Cek api: padam/belum Tidak Tidak Ya Ya B Berjalan ke room n Masuk room n Selesai Cek UVtron detec panas api Tidak Ya C