laporanku

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa, karena

berkat rahmat serta limpahan Nya penulis dapat menyelesaikan tugas matakulia

Permrograman Robot Cerdas ini dengan baik meski masih banyak kekurangannya.

Tujuan dibuatnya makalah ini adalah untuk mempelajari bagaimana merancang

system dari sebuah robot pembuatan tersebut beserta tahap-tahapnya dalam laporan

ini.

Dalam penyusunan laporan ini, penulis menyadari belum selengkapnya dapat

menyempurnakannya dengan lebih baik lagi karena keterbatasan ilmu pengetahuan

yang penulis miliki dan kurangnya informasi yang penulis dapatkan. Tetapi berkat

dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak akhirnya karya tulis ini dapat penulis

selesaikan.

Harapan penulis semoga dapat memberikan manfaat bagi semua pihak. Juga

sebagai bahan acuan untuk perbaikan di masa yang akan datang. Adapun saran

ataupun kritik yang bersifat membangun akan penulis terima dengan senang hati.

Bandung, Maret 2012

Penulis

i

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sampah merupakan masalah yang dihadapi hampir seluruh Negara di dunia. Tidak

hanya di Negara-negara berkembang, tetapi juga di Negara-negara maju, sampah selalu

menjadi masalah. Rata-rata setiap harinya kota-kota besar di Indonesia menghasilkan puluhan

ton sampah. Sampah-sampah itu diangkut oleh truk-truk khusus dan dibuang atau ditumpuk

begitu saja di tempat yang sudah disediakan tanpa diapa-apakan.

Tempat pembuangan sampah merupakan komponen penting terciptanya lingkungan

yang bersih. Keberadaan tempat pembuangan sampah di dalam rumah sangat berguna untuk

menjaga agar setiap sudut rumah terjaga kebersihannya. Namun terkadang penghuni rumah

sangat malas untuk berjalan ke tempat pembuangan sampah, sehingga sampah terkadang

dibiarkan tergeletak sementara dikamar atau ditempat lainnya dan kemudian sampah tersebut

lupa dibuang membuat rumah menjadi kotor. Untuk itu keberadaan tempat pembuangan

sampah sangat lah penting ada disetiap bagian rumah.

Namun keberadaan tempat pembuangan sampah tidak saja cukup. Terkadang orang-

orang masih cukup malas untuk sekedar berjalan beberapa langkah saja. Maka dari itu penulis

mencoba memeberikan suatu solusi yakni membuat sebuah robot tempat pembuangan sampah

yang dapat dipanggil.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan diatas. Dapat diambil suatu rumusan

masalah guna memperjelas tujuan penulis melakukan penelitian ini. Adapun rumusan masalah

tersebut yaitu bagaimana merancang sebuah robot tempat pembuangan sampah.

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari perancangan pembuatan robot

guna menciptakan robot yang difungsikan sebagai tempat pembuangan sampah. Serta

1

menjelaskan komponen-komponen apa saja yang dibutuhkan dalam membuat robot tempat

pembuangan sampah.

1.4 Batasan Masalah

Untuk memudahkan penulis dalam penelitian ini maka perlu adanya batasan masalah.

Dengan adanya batasan masalah maka dapat lebih disederhanakan dan diarahkan penelitian

agar tidak menyimpang dari apa yang diteliti. Adapun batasan masalah adalah perancangan

robot ini penulis hanya membuatnya sekedar blueprint dari robot tersebut.

1.5 Sistematika Penulisan

Laporan tugas ini disusun berdasarkan sistematika seperti di berikut ini.

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan penjelasan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah,

tujuan, batasan masalah, metodologi pelaksanaan, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN PUSTAKA

Bab ini berisikan penjelasan mengenai meteri yang akan dibahas pada laporan

penelitian ini.

BAB III PERANCANGAN

Bab ini berisikan penjelasan mengenai perancangan dari robot tempat pembuangan

samapah yang akan di buat.

BAB IV IMPLEMENTASI

Bab ini berisikan penjelasan mengenai proses-proses serta persiapan saat membuat

robot.

2

BAB V PENUTUP

Bab ini berisikan penjelasan mengenai kesimpulan dari hasil penelitian perancangan

sistem robot.

3

BAB II

LANDASAN PENGETAHUAN

2.1 Pengertian Robot[1]

Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik

menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah

didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Istilah robot berawal bahasa Cheko “robota”

yang berarti pekerja atau kuli yang tidak mengenal lelah atau bosan. Robot biasanya

digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya

kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi. Penggunaan robot lainnya

termasuk untuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air dan luar angkasa,

pertambangan, pekerjaan "cari dan tolong" (search and rescue), dan untuk pencarian tambang.

Belakangan ini robot mulai memasuki pasaran konsumen di bidang hiburan, dan alat

pembantu rumah tangga, seperti penyedot debu, dan pemotong rumput.

Saat ini hampir tidak ada orang yang tidak mengenal robot, namun pengertian robot

tidaklah dipahami secara sama oleh setiap orang. Sebagian membayangkan robot adalah suatu

mesin tiruan manusia (humanoid), meski demikian humanoid bukanlah satu-satunya jenis

robot.

Dari beberapa definisi di atas, kata kunci yang ada yang dapat menerangkan

pengertian robot adalah:

Dapat memperoleh informasi dari lingkungan (melalui sensor)

Dapat diprogram,

Dapat melaksanakan beberapa tugas yang berbeda

Bekerja secara otomatis

Cerdas (intelligent)

Digunakan di industri

2.2 Sensor [2]

Komponen penting dalam robot yang digunakan untuk membaca serta mengenali

lingkungannya adalah sensor. Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi

adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel keluaran dari sensor yang diubah

4

menjadi besaran listrik disebut Transduser. Adapun beberapa jenis sensor yang umumnya

digunakan dalam perancangan robot adalah sebagai berikut.

Sensor Kedekatan (Proximity)[3]

yaitu sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target (jenis logam) dengan

tanpa adanya kontak fisik. Sensor jenis ini biasanya tediri dari alat elektronis solid-

state yang terbungkus rapat untuk melindunginya dari pengaruh getaran, cairan,

kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor ini dapat diaplikasikan pada kondisi

penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil/lunak untuk menggerakkan

suatu mekanis saklar. Prinsip kerjanya adalah dengan memperhatikan perubahan

amplitudo suatu lingkungan medan frekuensi tinggi.

Sensor Magnet[3]

Sensor magnet juga disebut relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan

magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya

saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di

sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan

bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.

Sensor Sinar [3]

Sensor sinar terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar

yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya

penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan

tegangan. Demikian pula dengan Fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan

perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggin intensitas cahaya

yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai tahanannya. Sedangkan Fotolistrik

adalah sensor yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan

posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser) ataupun target pemantulnya,

yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.

Sensor Efek-Hall[3]

dirancang untuk merasakan adanya objek magnetis dengan perubahan posisinya.

Perubahan medan magnet yang terus menerus menyebabkan timbulnya pulsa yang

kemudian dapat ditentukan frekuensinya, sensor jenis ini biasa digunakan sebagai

pengukur kecepatan.

5

Sensor Ultrasonik[3]Sensor Ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana

sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali

dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara

gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut

adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis

objek yang dapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun

tekstil.

2.3 Aktuator[4]

Aktuator merupakan istilah yang digunakan untuk mekanisme yang menggerakkan

lengan robot. Aktuator dapat berupa hidrolik dan pneumatik yang digunakan untuk

mengendalikan persendian prismatik karena dapat menghasilkan gerakan linier secara

langsung (sering disebut dengan penggerak linier)., atau pula aktuator motor listrik yang

menghasilkan gerakan rotasi.

2.3.1 Motor DC[5]

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih

kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya

insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double

pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang

menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka

sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah

medan magnet dan arah aliran arus.

2.4 Cara Kerja

Misi dari rancangan robot ini adalah mampu memudahkan manusia dalam membuang

sampah pada tempatnya. Adapun cara kerja dari robot ini adalah saat awal pemanggilan robot

melalui remote yang terdapat pada pengguna, robot akan menggambil koordinat posisi dari

pengguna. Robot akan mulai berjalan mendekati pengguna. Jika robot mampu mendekati

pengguna dengaan jarak kurang lebih 500cm, robot akan memberitahukan keberadaanya dan

membuka tutupnya.

6

BAB III

PERANCANGAN

3.1 Misi

Merujuk pada bab 1 dapat diambil suatu kesimpulan misi dirancangnya robot ini.

adapun misi dari perancangan robot ini adalah Meningkatkan tingkat kebersihan lingkungan

rumah dengan memudahkan manusia untuk membuang sampah.

3.2 Kemampuan

Umumnya robot memiliki kemampuannya masing. Adapun kemampuan robot yang

penulis rancang adalah :

Robot mampu berjalan menuju posisi pengguna berdasarkan koordinat gps

Robot mampu membuka tutup secara otomatis saat jarak robot dan pengguna kurang

lebih ½ meter.

3.3 Klasifikasi

Robot memiliki beberapa jenis. Mulai dari mobile robot, Manipulator, humanoid dan

lain-lain. Trashbot merupakan robot berjenis mobile robot. Mobile robot merupakan

konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk

menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan

perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain.

3.4 Konstruksi

Dalam merancang suatu robot diperlukan komponen-komponen agar kemampuan

robot yang diiginkan dapat di buat. Mulai dari konstruksi mekanika robot, sensor, aktuator,

dan effektor. Pada sub bab berikut akan dijelaskan konstruksi pada setiap bagiannya.

3.4.1 Mekanika bentuk robot

Trashbot memiliki bentuk layaknya tempat pembuangan sampah pada umumnya.

Berbentuk persegi empat memiliki roda dibawahnya. Adapun joint yang digunakan pada

robot berupa revolute joint. Yang digunakan pada sisi bagian belakang penutup tempat

pembuangan sampah. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar .

7

Gambar 3.1 Desain robot

3.4.2 Sensor dan Komponen Tambahan

Sensor merupakan indera pada robot yang digunakan untuk mengenali ruang kerja

robot tersebut. Dalam perancangan robot ini digunakan beberapa sensor guna memenuhi

fungsi yang diinginkan yakni :

Sensor Posisi

o EM-406a SiRFIII GPS( 6 Pin)

Sensor Jarak

o Devantech SRF02(4 pin) 3 buah

Sensor Optik

o 4D Systems microCAM( 3 pin)

Adapun beberapa komponen tambahan yang digunakan pada perancangan robot ini,

diantaranya:

Driver L298(3 pin) 2 buah

Xbee Radio(4 pin)

3.4.3 Aktuator

Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol

sebuah mekanisme atau sistem. Dalam perancangan robot ini penulis menggunakan aktuator

berupa Motor DC. Motor DC merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah

ndust listrik menjadi ndust mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar

8

impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor

listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri.

3.4.4 Effektor

Sedangkan End effektor dapat dikatakan sebgai ujung dari sebuah lengan robot yang

berguna untuk berinteraksi dengan lingkungan. Dalam hal ini penulis menggunakan roda

sebagai end effektor pada robot ini. pada gambar menujukan jenis roda yang digunakan dalam

perancangan robot ini.

3.4.5 Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan

keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus.

Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data.

Mikrokontroller yang penulis gunakan pada robot ini adalah Atmega 8535.

3.4.5.1 Konfigurasi Pin

Untuk menghubungkan beberapa sensor dan komponen pada robot. Dibutuhkan

konfigurasi pin pada setiap sensor kepada Mikrokontroller. Berikut ini skema jumlah pin pada

mikrokontroller ATMEGA8535 yang terlihat pada Gambar 4.1. serta konfigurasi pin dan

sensor pada Gambar 4.2

Gambar 3.2 Pin layout ATMega 8535

9

Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Pada Microkontroller

3.5 Finite State Machine (FSM)

Finite State Machines (FSM) adalah sebuah metodologi perancangan sistem kontrol yang

menggambarkan tingkah laku atau prinsip kerja sistem dengan menggunakan tiga hal berikut: State

(Keadaan), Event (kejadian) dan action (aksi). Pada satu saat dalam periode waktu yang cukup

signifikan, sistem akan berada pada salah satu state yang aktif. Sistem dapat beralih atau bertransisi

menuju state lain jika mendapatkan masukan atau event tertentu, baik yang berasal dari perangkat luar

atau komponen dalam sistemnya itu sendiri (misal interupsi timer).

Dalam perancangan robot, perancangan FSM sangat berguna untuk memetakan setiap aksi

yang dimiliki robot. Adapun FSM yang dirancang dalam pembuatan trashbot ini dapat dilihat pada

gambar . Pada gambar menujukan FSM dari keseluruhan gerak robot.

Gambar 3.4 FSM Keseluruhan Aksi robot

10

Pada gambar menunjukan FSM ketika robot berjalan. Adapun penjelasanya sebagai

berikut:

1. Ketika robot dalam kondisi diam atau wait response, robot dapat berjalan menuju

pengguna ketika tombol “panggil” pada remote pengguna ditekan.

2. Saat tombol ditekan robot akan mengambil koordinat posisi pengguna.

3. Setelah Posisi koordinat didapatkan, robot akan mulai berjalan

4. Ketika Sensor jarak mendapatkan Jarak antar robot dan pengguna kurang lebih

500cm, robot akan kembali dalam posisi diam.

Ketika tombol “panggil” pada

Remote ditekan

Ketika Sensor jarak mendapatkan

Jarak antar robot dan pengguna <= 500cm

Gambar 3.5 FSM Robot Berjalan

Pada gambar menunjukan FSM Proses berjalan yang robot lakukan, yakni proses

robot berjalan lurus. Adapun penjelasanya sebagai berikut:

1. Ketika robot dalam kondisi aksi berjalan, pada setiap interval tertentu robot akan

mengambil variable jarak antar robot dan dinding. Kemudian robot akan

menentukan aksi yang akan dilakukan

2. Saat sensor jarak mendapatakan jarak Robot dan dinding kanan lebih besar dari 15cm

dan kurang dari 17cm. Maka robot akan memutarkan kedua Motor DC sehingga robot

akan berjalan lurus

11

Diam

(wait response) Berjalan

Ketika waktu operasi habis Ketika waktu operasi habis

Ketika Sensor jarak

Mendapatakan jarak

Robot dan dinding kanan

> 15cm dan < 17cm

Gambar 3.6 FSM Robot Berjalan lurus


robot berjalan berbelok kearah kanan. Adapun penjelasanya sebagai berikut:




2. Saat sensor jarak mendapatakan jarak Robot dan dinding kanan lebih kurang dari 15cm.

Maka robot hanya akan memutarkan Motor DC disebelah kiri sehingga robot akan

berjalan berbelok kearah kanan

12

Berjalan

Roda Kanan berputar

Roda Kiri berputar

Ketika Waktu Ketika Sensor jarak

Operasi Habis Mendapatakan jarak


< 15cm

Gambar 3.7 FSM Robot Berjalan berbelok ke kanan


robot berbelok kearah kiri. Adapun penjelasanya sebagai berikut:




4. Saat sensor jarak mendapatakan jarak Robot dan dinding kanan lebih dari 17cm. Maka

robot hanya akan memutarkan Motor DC disebelah kanan sehingga robot akan berjalan

berbelok kearah kiri.

13

Berjalan

Roda Kiri Berputar

Berjalan

Ketika Waktu Ketika Sensor jarak

Operasi Habis Mendapatakan jarak


> 15cm

Gambar 3.8 FSM Robot Berjalan berbelok ke kiri

3.6 Diagram Sistem Robot

Berikut ini merupakan rancangan arsitektur dari perancangan robot yang penulis

rancang yang terlihat pada gambar 3.1

Gambar 3.9 Diagram system robot

3.7 Algoritma

14

Mikrokontroller

Sensor Posisi 3 Sensor JarakSensor Posisi

Input dari remote

Output Speaker

Driver 3 Motor DC

Roda Kanan Berputar

Pada subab FSM telah disebutkan beberapa aksi yang dapat dilakukan oleh robot. Untuk

menimplementasikannya maka diperlukan suatu algoritma yang merepresentasikan

setiap aksi tersebut. Berikut algoritma aksi-aksi yang dimiliki robot:

1. Berjalan

Pada Gambar menujukan algoritma proses berjalan menggunakan diagram alir.

2. Membuka tutup & Membunyikan Suara

Pada Gambar menujukan algoritma proses membuka tutup dan membunyikan suara

menggunakan diagram alir.

15Start

Gambar 3.10 Algoritma berjalan

16

Ambil jarak robot dan pengguna

Ambil jarak robot dan dinding kanan

Apakah Jarak robot dan pengguna

<=500cm

Apakah Jarak robot dan

dinding kanan > 17 cm

Apakah Jarak robot dan

dinding kanan < 15cm

Apakah Jarak robot dan dinding kanan > 15cm dan< 17cm

MotorDC sebelah Kanan Stop

Motor DC sebelah Kiri berputar

MotorDC sebelah Kanan berputar

Motor DC sebelah Kiri Stop

MotorDC sebelah Kanan berputar

Motor DC sebelah Kiri berputar

end

Start

n n n

n

y

y y y

Gambar 3.11 Algoritma membuka tutup dan membunyikan Speaker

3.8 Pseudocode

Dari penjelasan sub bab sebelumnya yakni algoritma, terdapat 3 aksi yang didapat.

Yakni berjalan, membuka tutup, membunyikan suara. Dari ketiga aksi tersebut dapat dibuat

pseudocodenya diantaranya :

1. Berjalan

While jarak antar robot dan pengguna >=500cm

If jarak antar robot dan dinding kanan < 15cm

Motor DC kanan berhenti

Motor DC kiri berputar

Else If jarak antar robot dan dinding kanan > 17 cm

Motor DC kanan berhenti


Else

Motor DC kanan berputar

17

Ambil jarak robot dan pengguna

Apakah Jarak robot dan pengguna

<=505cm

Tutup sampah terbuka

Speaker berbunyi

end

y

n


2. Membunyikan Suara

If jarak antar robot dan pengguna <= 505cm

Speaker Berbunyi

3. Membuka tutup

If jarak antar robot dan pengguna <= 505cm

Motor DC pembuka tutup berputar

BAB V18

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan Kegiatan

Perancangan robot ini dapat membantu mengurangi beban bagi banyak orang yang

sedikit malas untuk membuang dan berjalan ke tempat pembuangan sampah dirumah. Dengan

adanya robot ini pula dapat dikatakan membantu mengurangi kebiasaan buruk masyarakat

yang malas untuk membuang sampah.

Bagi penulis sendiri melalui penelitian ini banyak hal yang penulis dapatkan. Mulai

dari mempelajari sistem konfigurasi robot, sensor-sensor yang digunakan pada robot hingga

mekanika pada robot. Sehingga akhirnya penulis mampu menjalankan penelitian ini dan

membuat perancangan system robot tempat pembuangan sampah ini.

Diharapkan dengen di buatnya robot ini mampu membantu banyak orang yang malas

untuk membuang sampah. Yang paling utama penulis harapkan dengan adanya robot ini

adalah, kebiasaan masyarakat untuk membuang sampah pada tempatnya dapat meningkat

demi membuat lingkungan menjadi semakin bersing

5.2 Kendala Dalam Penelitian

Dalam penelitian ini penulis menemui beberapa kendala yang membuat terhambatnya

prospek penelitian. Baik dari diri penulis sendiri maupun kendala yang disebabkan oleh

software dan hardware. Berikut beberapa kendala yang penulis alami :

1. Sulitnya mengetahui spesifikasi sensor-senor yang akan digunakan.

Solusi : Mencari datasheet setiap sensor.

2. Sulitnya mengetahui kecocokan sensor-sensor terhadap mikrokontroller.

Solusi : Membaca laporan perancangan robot yang telah ada dan mencari sensor-

sensor yang umum digunakan.

19

DAFTAR PUSTAKA

[1] Wikipedia Indonesia,2012,”Robot”, http://id.wikipedia.org/wiki/Robot diakses pada

tanggal 14 Maret 2012 pukul 10.30.

[2] Wikipedia Indonesia,2012,”Sensor”, http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor diakses pada

tanggal 14 April 2012 pukul 10.30.

[3] Freewebs,2012,”Sensor”, www.freewebs.com/kapeha/sensor.doc diakses pada tanggal

14 April 2012 pukul 12.30.

[4] scribd,2012,”mekanika-robotika”, www.scribd.com/doc/.../mekanika-robotika diakses

pada tanggal 14 April 2012 pukul 10.30.

[5] Fahmizaleeits,2012,”Motor DC Pada Robot Beroda”,

http://fahmizaleeits.wordpress.com/2011/12/04/driver-motor-dc-pada-robot-beroda-

dengan-konfigurasi-h-bridge-mosfet/ diakses pada tanggal 14 April 2012 pukul 10.30.

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor

http://id.wikipedia.org/wiki/Robot

laporanku

Documents