penerapan metode gerakan semut pada robot … · memadamkan api. hasil dari tugas akhir ini yaitu...

i

TUGAS AKHIR

PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT

BERKAKI PEMADAM API

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

ARIE WONGSO

NIM : 075114009

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

APPLICATION ANT GAIT ON THE FIRE EXTINGUISHER

LEGGED ROBOT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

ARIE WONGSO

NIM : 075114009

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012


iii


iv


v


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Anda bisa sukses, sekalipun tak ada orang yang percaya anda

bisa. Tapi anda tak pernah akan sukses jika tidak percaya pada diri

sendiri.

Skripsi ini kupersembahkan untuk…

Papa dan Mama tercinta…

Lina, Mulyono, dan Sunita adekku tersayang

yang selalu memberikan dukungan dan support

untukku…

Selyna wong tercinta yang memberikan

semangat, dukungan dan warna baru dalam

hidupku…


vii


viii

INTISARI

KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) menjadi sebuah wadah bagi seluruh

universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu pengetahuan

di bidang robot. Robot berkaki 6 ini membantu mahasiswa dalam mengembangkan,

mempelajari, dan memberikan wawasan gerakan semut.

Robot ini dikendalikan dengan 2 mikrokontroler yaitu mikrokontroler

ATmega8535 dan Atmega128. Robot ini memiliki tombol yang dirancang untuk memilih

pola gerakan pada robot dan memiliki LCD yang menampilkan status dari sensor api.

Aktuator pada setiap kaki robot menggunakan motor servo dan dilengkapi sensor TPA81

sebagai pendeteksi keberadaan api. Robot juga dilengkapi dengan kipas untuk

memadamkan api.

Hasil dari Tugas akhir ini yaitu sebuah robot pemadam api berkaki 6 dengan

metode gerakan semut sudah berhasil dibuat. Gerak rotasi gerakan tripod lebih stabil

daripada gerakan metachronal. Gerakan metachronal lebih cepat 1,45 detik daripada

gerakan tripod. Robot sudah bisa menemukan api dan memadamkan api 100%.

Kata kunci : Tripod, Metachronal, Mikrokontroler Atmega128, Mikrokontroller Atmega

8535


ix

ABSTRACT

KRCI (Indonesian Intelligent Robot Contest) becomes a container for all

universities in Indonesia to appreciate the creativity, innovation and knowledge of robotic.

Six legged robot help students to develop, learn, and give concept of ant movement.

This robot is controlled by two microcontroller which are the microcontroller

ATmega8535 and ATmega128. The robot has button that designed to select movement

patterns of the robot, and LCD to view status of fire sensor. Actuator on each robot’s legs

using servo motor and equipped with sensor TPA81 to detect position of fire. Robot is also

equipped with fan to extinguish the fire.

The results of this final research is a six legged robot fire extinguisher with ant gait

method has successfully created. Tripod movement is more stable than metachronal

movement on rotational motion. Metachronal movements 1.45 seconds faster than tripod

movement. Robot has found the fire and extinguish the fire 100%.

Key words: Tripod, Metachronal, ATmega128, ATmega 8535, ant movement


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga tugas

akhir dengan judul “Penerapan Metode Gerakan Semut Pada Robot Berkaki

Pemadam Api” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa

Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan,

gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ibu Wuri Harini S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan,

kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat

diselesaikan.

3. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan

bimbingan kepada peneliti selama kuliah.

4. Bapak dan Ibuku tercinta, Kakakku, Adikku, Pacarku, serta keluarga yang telah

memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

5. Teman-teman seperjuangan: Addy Heriadi Jauhari patner dalam pembuatan robot,

Christian Novianto S.T. yang sudah memberikan masukkan dan teman-teman

angkatan 2007 untuk kebersamaan dan dukungannya.

6. Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu-persatu atas bantuan,

bimbingan, kritik dan saran.


xi


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ........................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................... vii

INTISARI ...................................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................................. ix

KATA PENGANTAR .................................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2

1.4 Metodologi Penelitian......................................................................................... 2

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................... 5

2.1 Mikrokontroler AVR .......................................................................................... 5

2.1.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535 ...................................... 6

2.1.2 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535 ....................................... 7

2.1.3 Pewaktuan CPU ................................................................................... 8

2.1.4 Pewaktu atau Pencacah 16 Bit ............................................................. 9

2.1.5 Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ............................... 10

2.1.6 Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ................................... 10

2.2 Mikrokontroler ATmega128 ............................................................................... 11

2.2.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128 ........................................ 12

2.3 Program Pendukung ........................................................................................... 13

2.3.1 CodeVision AVR 1.25.8 Profesional.................................................... 13


xiii

2.4 TPA81 Thermopile Array ................................................................................... 14

2.4.1 Field of View (FOV) ............................................................................ 15

2.4.2 Connections ......................................................................................... 15

2.4.3 Register ................................................................................................ 16

2.5 Motor Servo ........................................................................................................ 17

2.6 LCD .................................................................................................................... 18

2.7 Semut .................................................................................................................. 19

2.8 Konfigurasi Transistor Feedback Pair ............................................................... 20

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ..................................................................... 22

3.1 Perancangan Perangkat Keras ............................................................................ 23

3.1.1 Desain Mekanik Robot ........................................................................ 23

3.1.2 Rangkaian Sensor TPA81 .................................................................... 24

3.1.3 Rangkaian LCD ................................................................................... 25

3.1.4 Rangkaian Driver Kipas ...................................................................... 25

3.1.5 Rangkaian Current Booster ................................................................. 26

3.2 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................................ 29

3.2.1 Diagram Alir Utama ............................................................................ 29

3.2.2 Diagram Alir Subrutin Maju Tripod .................................................... 30

3.2.3 Diagram Alir Subrutin Mundur Tripod ............................................... 31

3.2.4 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Tripod ........................................... 32

3.2.5 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Tripod ....................................... 33

3.2.6 Diagram Alir Subrutin Maju Metachronal .......................................... 34

3.2.7 Diagram Alir Subrutin Mundur Metachronal ..................................... 35

3.2.8 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Metachronal ................................. 36

3.2.9 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Metachronal ............................. 37

3.2.10 Diagram Alir Subrutin Netral .............................................................. 38

3.2.11 Diagram Alir Subrutin Api .................................................................. 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 40

4.1 Implementasi Alat............................................................................................... 40

4.2 Pengujian Metachronal Gait dan Tripod Gait .................................................... 44

4.3 Pengujian Waktu Maju, Mundur, Putar Kanan dan Putar Kiri ........................... 45

4.4 Pengujian Robot Saat Posisi Berputar ................................................................ 46

4.5 Pengujian Data Pemadaman Api ........................................................................ 47


xiv

4.6 Pengujian Mekanik Robot .................................................................................. 48

4.7 Pengujian Rangkaian Regulator Servo ............................................................... 48

4.8 Pengujian Rangkaian Regulator Sensor Api, LCD, dan Kipas .......................... 49

4.9 Perbandingan Antara Gerakan Metachronal dan Gerakan Tripod ..................... 50

4.10 Pembahasan Program pada Mikrokontroler ....................................................... 51

4.10.1 Pembahasan Program Untuk Sistem Sensor, Kipas dan LCD............. 51

4.10.2 Pembahasan Program Servo ................................................................ 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................................ 72

5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 72

5.2 Saran ................................................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 73

LAMPIRAN .................................................................................................................. 74

1.


xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan .......................................................................... 3

Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535 .............................................................. 6

Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535 ........................................... 7

Gambar 2.3 Menggunakan Osilator Internal ................................................................ 8

Gambar 2.4 Menggunakan sumber detak eksternal ...................................................... 8

Gambar 2.5 Distribusi pewaktu .................................................................................... 8

Gambar 2.6 Register TCCR1B ..................................................................................... 9

Gambar 2.7 Register TIMSK ........................................................................................ 10

Gambar 2.8 Register TIFR ............................................................................................ 10

Gambar 2.9 Susunan kaki-kaki ATmega128 ................................................................ 12

Gambar 2.10 Worksheet dan toolbar code vision AVR ...................................................... 14

Gambar 2.11 TPA81 Thermopile array .......................................................................... 14

Gambar 2.12 Sudut pandang TPA81 .............................................................................. 15

Gambar 2.13 Konfigurasi pin TPA81 ............................................................................. 16

Gambar 2.14 Motor servo ............................................................................................... 17

Gambar 2.15 Timing pulsa servo .................................................................................... 18

Gambar 2.16 Semut ........................................................................................................ 19

Gambar 2.17 Pola gerakan metachronal ......................................................................... 20

Gambar 2.18 Pola gerakan tripod ................................................................................... 20

Gambar 2.19 Konfigurasi feedback pair ......................................................................... 20

Gambar 3.1 Blok diagram perancangan sistem pada robot ......................................... 22

Gambar 3.2 Tampak depan ........................................................................................... 23

Gambar 3.3 Tampak samping ....................................................................................... 23

Gambar 3.4 Tampak atas .............................................................................................. 24

Gambar 3.5 Tampak belakang ...................................................................................... 24

Gambar 3.6 Rangkaian tambahan sensor TPA81 ......................................................... 24

Gambar 3.7 Rangkaian LCD ......................................................................................... 25

Gambar 3.8 Rangkaian driver kipas ............................................................................. 26

Gambar 3.9 Rangkaian current booster ........................................................................ 27


xvi

Gambar 3.10 Rangkaian feedback pair ........................................................................... 27

Gambar 3.11 Diagram alir utama .................................................................................... 29

Gambar 3.12 Diagram alir subrutin gerak maju tripod gait ........................................... 30

Gambar 3.13 Diagram alir subrutin gerak mundur tripod gait ....................................... 31

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin belok kiri tripod gait .............................................. 32

Gambar 3.15 Diagram alir subrutin gerak belok kanan tripod gait ................................ 33

Gambar 3.16 Diagram alir subrutin gerak maju metachronal gait ................................. 34

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin gerak mundur metachronal gait ............................ 35

Gambar 3.18 Diagram alir subrutin gerak belok kiri metachronal gait ......................... 36

Gambar 3.19 Diagram alir subrutin gerak belok kanan metachronal gait ..................... 37

Gambar 3.20 Diagram alir subrutin netral ...................................................................... 38

Gambar 3.21 Diagram alir subrutin api .......................................................................... 39

Gambar 4.1 Tampak atas .............................................................................................. 40

Gambar 4.2 Tampak depan ........................................................................................... 41

Gambar 4.3 Tampak samping ....................................................................................... 41

Gambar 4.4 Tampak belakang ...................................................................................... 41

Gambar 4.5 Regulator sensor ........................................................................................ 42

Gambar 4.6 Regulator servo ......................................................................................... 42

Gambar 4.7 Modul LCD ............................................................................................... 42

Gambar 4.8 Modul ATmega128 ................................................................................... 43

Gambar 4.9 Modul ATmega8535 ................................................................................. 43

Gambar 4.10 Sensor TPA81 ........................................................................................... 43

Gambar 4.11 Metachronal gait ....................................................................................... 44

Gambar 4.12 Tripod gait ................................................................................................. 44

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu pergerakan .................................................... 46

Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu pemadaman api ............................................ 47


xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Prescaler timer/counter 1 ..................................................................... 9

Tabel 2.2 Register TPA81 .................................................................................... 16

Tabel 2.3 Command dan action TPA81 ............................................................... 17

Tabel 2.4 Konfigurasi pin LCD ............................................................................ 18

Tabel 4.1 Perbandingan waktu pergerakan ........................................................... 45

Tabel 4.2 Pengujian posisi .................................................................................... 46

Tabel 4.3 Perbandingan waktu memadamkan api ................................................ 47

Tabel 4.4 Pengukuran arus servo .......................................................................... 49

Tabel 4.5 Pengukuran arus regulator sensor api, LCD, dan kipas ........................ 49

Tabel 4.6 Perbandingan gerakan ........................................................................... 50


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) setiap tahun dengan tujuan untuk

menumbuh-kembangkan dan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi serta

mengembangkan kreativitas dan inovasi mahasiswa. KRCI menjadi sebuah wadah bagi

seluruh universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu

pengetahuan di bidang robot.

Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat sebuah robot berkaki 6 yang

diharapkan mampu bersaing dalam KRCI serta bisa berguna bagi mahasiswa khususnya

mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari dan mengembangkan robot berkaki ini

menjadi lebih kompetitif.

Robot berkaki 6 ini akan dibuat dengan meniru gerakan semut saat berjalan. Semut

merupakan salah satu hewan berkaki 6 dan sering dijumpai dimana-mana. Meskipun

ukuran tubuhnya relatif sangat kecil, semut adalah hewan terkuat kedua di dunia. Bila

dibandingkan dengan gajah yang hanya mampu menopang beban dengan berat 2 kali dari

berat badannya sendiri, semut jantan mampu menopang beban dengan berat 50 kali dari

berat badannya sendiri.

Robot berkaki 6 yang terinspirasi dari semut sudah pernah dibuat sebelumnya, yaitu

insect inspired actively compliant hexapod capable of object manipulation [1] dan insect

inspired actively compliant robotic hexapod [2]. Konstruksi badan robot ini dibuat

menyerupai semut, dengan pola gerakan berjalan menyerupai stick insect (serangga dengan

bentuk badan seperti tongkat). Robot ini bisa menentukan beban total yang dibawa robot

secara otomatis.

Robot berkaki 6 yang akan dibuat, meniru 2 pola gerakan semut yaitu metachronal

gait dan tripod gait. Robot ini dilengkapi dengan sensor api. Sensor api digunakan untuk

mendeteksi keberadaan api dalam ruangan. Robot akan berjalan meniru 2 pola gerakan

semut di dalam ruangan. Kemudian robot akan mendeteksi keberadaan api di dalam

ruangan dan memadamkan api dengan kipas.


2

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Menghasilkan sebuah robot berkaki 6 yang berjalan meniru 2 gerakan semut yaitu

metachronal gait dan tripod gait.

b. Menghasilkan robot yang dapat melacak serta memadamkan api secara otomatis.

Manfaat dari penelitian ini adalah:

a. Membantu mengembangkan robot berkaki 6 dan diharapkan mampu berkompetisi

di KRCI.

b. Membantu mahasiswa khususnya mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari

dan mengembangkan robot ini menjadi lebih kompetitif.

c. Memberikan wawasan gerakan semut pada mahasiswa.

d. Memberikan pemilihan gerakan yang efisien pada robot berkaki enam.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Menggunakan TPA81 sebagai sensor api.

b. Menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dan ATMega 128.

c. Menggunakan motor servo Tower Pro MG945.

d. Setiap kaki menggunakan 3 buah motor servo.

e. Menggunakan bahasa pemrograman C untuk mengendalikan motor servo dan

menjalankan sensor.

f. Robot berjalan meniru 2 gerakan semut saat berjalan dengan tombol pemilihan.

g. Memadamkan api dan mendeteksi api dengan menggunakan sensor TPA81.

h. Menggunakan lilin sebagai sumber api.

1.4 Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode sebagai berikut :

a. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku, artikel dan jurnal-jurnal.

b. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari dan

menentukan komponen-komponen yang dibutuhkan dari sistem yang akan dibuat

dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan.


3

c. Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem akan bekerja apabila user

menekan tombol start pada robot. Setelah itu mikrokontroler 1 akan menjalankan

sensor api dan kipas, sedangkan mikrokontroler 2 akan menjalankan motor servo.

Robot berjalan meniru gerakan semut saat berjalan, kemudian robot mencari

sumber api dengan sensor api dan memadamkan api dengan kipas.

Gambar 1.1. Blok model perancangan

d. Pada gambar 1.1 dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler 1 mengendalikan kipas

dan sensor api. Kipas akan diaktifkan oleh mikrokontroler 1 apabila robot sudah

dekat dengan sumber api. Kemudian untuk mendeteksi dan mendekati sumber api,

mikrontroler 1 mengaktifkan sensor api dan membaca nilai-nilai suhu yang

terdeteksi oleh sensor api. Setelah itu mikrokontroler 1 akan berkomunikasi satu

arah dengan mikrokontroler 2 untuk menggerakkan motor servo.

e. Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara

mengambil beberapa gambar masing-masing gerakan robot pada saat berjalan.

Setelah itu dilakukan perhitungan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

memadamkan api. Percobaan akan dilakukan dengan 3 letak lilin pada posisi yang

berbeda.

f. Analisa dan kesimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan

membandingkan gambar robot masing-masing gerakan saat berjalan , dengan

gerakan semut saat berjalan. Setelah itu menguji 2 gerakan semut pada robot


4

dengan cara membandingkan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mendekati

dan memadamkan api. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan

menentukan gerakan yang lebih cepat diantara 2 gerakan semut pada robot.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler adalah suatu kombinasi mikroprosesor, piranti I/O (Input/Output)

dan memori, yang terdiri atas ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access

Memory), dalam bentuk keping tunggal (single chip). Mikrokontroler ATmega8535 adalah

mikrokontroler 8 bit buatan ATMEL dengan 8 KByte System Programable Flash dengan

teknologi memori (nonvolatile), kepadatan tinggi, dan kompatibel dengan pin out dan set

instruksi standar industri MCS51 INTEL. Arsitektur yang digunakan dengan RISC

(Reduce Instruction set in singgle chip). Mikrokontroler ATmega8535 memiliki

karakteristik sebagai berikut [3]:

1. Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

2. Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

3. Programmable Flash Memory sebesar 8 K Byte.

4. Memiliki 512 Bytes EEPROM yang dapat diprogram.

5. Ketahanan (endurance) : 10.000 siklus tulis/hapus.

6. Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

7. Fully Static Operation : 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega8535.

8. Dua level Program Memory Lock yaitu flash program dan EEPROM data security.

9. RAM Internal 128 X 8 bit.

10. Memiliki 32 jalur I/O yang dapat diprogram.

11. Satu pencacah 8 bit dengan separate prescaler.

12. Satu pencacah16 bit dengan separate prescaler.

13. Sumber interupsi (interrupt source) eksternal dan internal.

14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-UniversalAsynchronous

Receiver-Transmitter) yang dapat diprogram.

15. Low-power Idle dan Power-down Model.


6

2.1.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535 [3]

Bentuk kemasan dan susunan kaki-kaki mikrokontroler dari ATmega8535

diperlihatkan seperti pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535

Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

1. VCC (kaki 10) dihubungkan ke Vcc.

2. GND (kaki 11) dihubungkan ke ground.

3. Port A (PA7..PA0) (kaki 33-40) merupakan port ADC sebagai input analog. Port

A akan menjadi port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O, jika ADC tidak digunakan.

Port ini berfungsi sebagai port data/alamat I/O ketika menggunakan SRAM

eksternal.

4. Port B (PB7..PB0) (kaki 8-1) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O,

untuk berbagai keperluan (multi purpose).

5. Port C (PC7..PC0) (kaki 29-22) adalah port 8 bit dua arah I/O, dengan internal

pull-up resistor. Port C ini juga berfungsi sebagai port alamat ketika menggunakan

SRAM eksternal.

6. Port D (PD7..PD0) (kaki 21-14) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull-

up internal. Port D juga dapat berfungsi sebagai terminal khusus.

7. Reset (kaki 9) ketika kondisi rendah dimana lebih lama dari 50 nS mikrokontroler

akan reset walaupun detak tidak berjalan.


7

8. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi

rangkaian operasi detak internal.

9. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

10. ICP (kaki 20) adalah masukan bagi masukan fungsi Capture Timer/counter1.

11. OC1B (kaki 18) adalah kaki keluaran bagi fungsi Output CompareB keluaran

Timer/Counter1.

12. Aref adalah pin referensi analog untuk A/D Converter (ADC)

2.1.2 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535 [3]

ATmega8535 mempunyai 32 general purpose register (R0..R31) yang terhubung

langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU), sehingga register dapat diakses dan

dieksekusi hanya dalam waktu satu siklus clock. ALU merupakan tempat dilakukannya

operasi fungsi aritmetik, logika dan operasi bit. R30 disebut juga sebagai Z-Register, yang

digunakan sebagai register penunjuk pada pengalamatan tak langsung. Didalam ALU

terjadi operasi aritmetik dan logika antar register antara register dan suatu konstanta,

maupun operasi untuk register tunggal (single register). Berikut arsitekturnya yang

ditunjukkan blok diagram pada gambar 2.2

Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535


8

2.1.3 Pewaktuan CPU [3]

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki osilator internal (on chip osilator) yang

dapat digunakan sebagai sumber detak bagi CPU. Untuk menggunakan osilator internal

diperlukan sebuah kristal atau resonator keramik antara kaki Xtal1 dan kaki Xtal2 dan dua

buah kapasitor yang ditambahkan seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Menggunakan osilator internal

Gambar 2.4 Menggunakan sumber detak eksternal

Gambar 2.5 Distribusi pewaktu (clock)


9

2.1.4 Pewaktu atau Pencacah 16 Bit [3]

Pencacah pada ATmega8535 diatur oleh register TCCR1B (Timer/Counter1

Control Register B). Register TCCR1B dijelaskan pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 Register TCCR1B

Penjelasan dari masing-masing bit adalah sebagai berikut:

Bit 7 ICNC1 (Input Capture1 Noise Canceler (4 CKs). Bit ini berfungsi meng-

enable/disable fungsi noise canceler.

Bit 6 ICES1 (Input Capture1 Edge Select). Bit ini berfungsi memilih jenis tepian

untuk memicu ICP.

Bit 4:3 WGM13:2 (Waveform Generation Mode). Bit ini berfungsi mengaktifkan

fungsi Waveform Generation.

Bit 2:0 CS12, CS11, CS10: Clock Select1, Bits 2, 1 dan 0

Tabel 2.1. Prescaler Timer/Counter1


10

2.1.5 Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK)

Gambar 2.7 Register TIMSK

Bit 5 TICIE1 (Input Capture Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk mengaktifkan

interupsi input capture (penangkap kejadian pada pin ICP1/PB0) ketika bit ini di

set.

Bit 4 OCIE1A (Output Compare A Match Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi Output Compare A Match ketika bit ini di set.

Bit 3 OCIE1B (Output Compare B Match Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi Output Compare B Match ketika bit ini di set.

Bit 2 TOIE1 (Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk

mengaktifkan interupsi Overflow TCNT1 ketika bit ini di set.

2.1.6 Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR)

Gambar 2.8 Register TIFR

Bit 5 ICF1 (Input Capture Flag). Bit ini akan set secara otomatis ketika menangkap

trigger pada pin ICP. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi

vector interupsi input capture. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini

harus di-set.

Bit 4 OCF1A (Output Compare A Match Flag). Bit ini akan set secara otomatis

ketika terjadi compare match A. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika

mengeksekusi vector interupsi output compare A . Untuk meng-clear secara manual

bit ini maka bit ini harus di-set.


11

Bit 4 OCF1B (Output Compare B Match Flag). Bit ini akan set secara otomatis

ketika terjadi compare match B. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika

mengeksekusi vector interupsi output compare B . Untuk meng-clear secara manual

bit ini maka bit ini harus di-set.

Bit 2 TOV1 (Timer/Counter1, Overflow Flag). Bit ini akan set secara otomatis

ketika terjadi overflow pada register pencacah TCNT1. Bit ini akan clear juga

secara otomatis ketika mengeksekusi vector interupsi overflow timer/counter1.

Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

2.2 Mikrokontroler ATmega128 [4]

Mikrokontroler ATmega128 adalah mikrokontroler 8 bit buatan ATMEL dengan

128 KByte System Programable Flash dengan teknologi memori (nonvolatile), kepadatan

tinggi, dan kompatibel dengan pin out dan set instruksi standar industri MCS51 INTEL.

Arsitektur yang digunakan dengan RISC (Reduce Instruction set in singgle chip).

Mikrokontroler ATmega128 memiliki karakteristik sebagai berikut [3]:

1. Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

2. Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

3. Programmable Flash Memory sebesar 128 K Bytes.

4. Memiliki 4 K Bytes EEPROM yang dapat diprogram.

5. Ketahanan (endurance) : 10.000 siklus tulis/hapus.

6. Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

7. Fully Static Operation : 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega128.

8. Dua level Program Memory Lock yaitu flash program dan EEPROM data security.

9. RAM Internal 128 X 8 bit.

10. Memiliki 48 jalur I/O yang dapat diprogram.

11. Dua pencacah 8 bit dengan separate prescaler.

12. Dua tambahan pencacah16 bit dengan separate prescaler.

13. Sumber interupsi (interrupt source) eksternal dan internal.

14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-UniversalAsynchronous

Receiver-Transmitter) yang dapat diprogram.

15. Low-power Idle dan Power-down Model.

16. Memiliki 6 channel PWM.


12

2.2.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128

Bentuk kemasan dan susunan kaki mikrokontroler dari ATmega128 diperlihatkan

seperti pada gambar 2.9

Gambar 2.9 Susunan kaki-kaki ATmega128

Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

1. VCC (kaki 52) dihubungkan ke Vcc.

2. GND (kaki 53) dihubungkan ke ground.

3. Port A (PA7..PA0) (kaki 44-51) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O

dengan pull up internal.

4. Port B (PB7..PB0) (kaki 17-10) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O

dengan pull up internal.

5. Port C (PC7..PC0) (kaki 42-35) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan internal pull-

up resistor.

6. Port D (PD7..PD0) (kaki 32-25) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull-

up internal.


13

7. Port E (PD7..PD0) (kaki 32-25) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull-

up internal.

8. Port F (PD7..PD0) (kaki 9-2) adalah port yang difungsikan sebagai masukkan

analog ADC. Port F akan berfungsi sebagai port 8 bit dua arah I/O, jika tidak

difungsikan sebagai masukkan analog A/D Converter (ADC).

9. Port G (PD4..PD0) (kaki 19-18,34-33) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan

resistor pull-up internal.

10. Reset (kaki 9) ketika kondisi rendah dimana lebih lama dari 50 nS mikrokontroler

akan reset walaupun detak tidak berjalan.

11. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi

rangkaian operasi detak internal.

12. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

13. AVCC adalah pin penyuplai tegangan untuk port F dan A/D Converter (ADC).

14. Aref adalah pin referensi analog untuk A/D Converter (ADC).

Register TCCR1B, Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK), dan

Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) untuk ATmega128 sama dengan register

ATmega8535.

2.3 Program Pendukung

Pada pembuatan program mikrokontroler, dibutuhkan sebuah software untuk

menulis dan menempatkan program. Software pendukung yang digunakan pada modul ini

adalah codevision AVR versi 1.25.8 profesional.

2.3.1 CodeVision AVR 1.25.8 Profesional

CodeVision AVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus digunakan

untuk mikrokontroler keluarga AVR. Menurut pendapat penulis dari beberapa software

compiler C yang pernah digunakan, CodeVision AVR merupakan yang terbaik bila

dibandingkan dengan kompiler-kompiler yang lain.

CodeVision AVR memiliki beberapa kelebihan antara lain [5]:

1. Menggunakan Integrated Development Environment (IDE).

2. Fasilitas yang disediakan lengkap serta tampilan yang mudah untuk dimengerti.

Sehingga membantu memudahkan dalam penulisan program.


14

3. Memiliki fasilitas CodeWizard AVR yang berfungsi untuk membangkitkan kode

program secara otomatis.

4. Memiliki fasilitas debugger sehingga dapat menggunakan software kompiler lain

untuk mengecek kode assembler, contoh AVR studio.

5. Memiliki terminal komunikasi serial yang terintegrasi dalam CodeVision AVR

sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah dibuat

khususnya yang menggunakan fasilitas komunikasi serial UART.

Code vision AVR menyediakan area kerja dan toolbar yang mudah untuk

melakukan berbagai operasi. Code vision AVR memiliki beberapa menu aplikasi windows

yaitu meliputi File, Project, Edit, Debug, View, Tool, Windows, Help, check syntak error

compile dan make.

Gambar 2.10 Worksheet dan toolbar code vision AVR

2.4 TPA81 Thermopile Array [6]

TPA81 dapat mendeteksi sinar infra merah dengan panjang gelombang 2μm-22μm

(1 μm= sepersejuta meter). Panjang gelombang ini dihasilkan oleh benda-benda yang panas

dapat dideteksi oleh TPA81. TPA81 dapat mengukur suhu tanpa harus menyentuh sumber

panas, karena TPA81 dapat mendeteksi radiasi panas. Sebagai gambaran, TPA81 dapat

mendeteksi suhu api lilin dalam jarak 2 meter tanpa terpengaruh cahaya ruangan.

Gambar 2.11 TPA81 Thermopile array


15

2.4.1 Field of View (FOV)

TPA81 dapat mendeteksi suhu pada 8 titik sekaligus, karena di dalam TPA81

terdapat 8 buah sensor thermopile yang masing-masing memiliki sudut pandang (Field of

View) 5,12o terhadap sumbu horizontal dan 6

o terhadap sumbu vertikal. Jadi total sudut

pandangnya adalah 41o dengan 6

o.

Gambar 2.12 Sudut pandang TPA81

2.4.2 Connections

Jalur komunikasi data TPA81 menggunakan teknologi I2C (Inter Intergrated

Circuit) yang menggunakan 2 kabel yaitu SDA untuk jalur data dan SCK untuk jalur clock.

TPA81 dapat dipasang secara paralel sebanyak 8 buah, jika dihubungkan dengan

mikrokontroler. Tanpa menambah jalur komunikasi dan hanya menambahkan resistor pull

up 1K8 pada jalur SDA dan SCK. Selain dapat mengeluarkan data suhu, TPA81 juga

dapat mengendalikan sebuah motor servo.


16

Gambar 2.13 Konfigurasi pin TPA81

2.4.3 Register

TPA81 memiliki 10 register yang dapat dibaca dan ditulis, yaitu:

Tabel 2.2 Register TPA81

Pada TPA81, hanya register 0 dan 1 yang dapat ditulisi. Register 0 adalah

command register yang digunakan untuk mengatur posisi servo dan mengubah address

TPA81. Register ini tidak bisa dibaca. Membaca register 0 akan menghasilkan pembacaan

Software Revision. Jika register 1 ditulis maka akan mengatur range servo, sebaliknya jika

dibaca maka akan membaca suhu ambient. Ada 9 suhu yang bisa dibaca, semuanya dalam

derajat Celcius ( oC ). Register 1 menyimpan suhu ambient yang dibaca sensor. Register

2-9 adalah 8 pixel suhu. Pembacaan suhu akan akurat setelah 40 ms sensor mengarah pada

posisi baru.


17

Tabel 2.3 Command dan Action TPA81

2.5 Motor Servo

Motor servo pada dasarnya adalah motor DC dengan kualifikasi khusus yang sesuai

dengan “sevosing” didalam teknik kontrol. Secara umum dapat didefinisikan bahwa motor

memiliki kemampuan yang baik dalam mengatasi perubahan yang cepat dalam posisi dan

kecepatan. Motor servo juga handal beroperasi dalam lingkup torsi yang berubah-ubah [7].

Gambar 2.14 Motor servo

Motor servo merupakan motor yang diatur dan dikontrol menggunakan pulsa.

Motor standard ini memiliki 3 posisi yaitu 0o,posisi 90

o,dan posisi 180

o. Karena ada 3

posisi utama seperti yang dijelaskan di atas, maka dibuatlah secara khusus mengatur motor

servo tersebut, dengan cara memberikan pulsa yang berbeda-beda. Jika diberikan pulsa

dengan lebar 1,5 ms maka motor servo akan berputar 90 derajat, pulsa dengan lebar 1 ms,

motor servo akan bergerak menuju 0 derajat, sedangkan pulsa dengan lebar 2 ms akan

membuat motor servo bergerak menuju 180 derajat.


18

Gambar 2.15 Timing pulsa servo

2.6 LCD [8]

LCD adalah alat display yang dapat menampilkan karakter dua baris, dengan tiap

baris 16 karakter. LCD memiliki dua jenis layar, yaitu hijau dan biru. Layar hijau kontras

dan tampilan karakter satu warna (hitam s.d. abu-abu). Sedangkan layar biru kontras abu-

abu dan tampilan karakter putih. LCD memiliki 16 pin, fungsi dan konfigurasi pin

ditunjukkan pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Konfigurasi pin LCD 2x16


19

2.7 Semut

Semut adalah serangga eusosial yang berasal dari keluarga formicidae, semut

termasuk dalam ordo hymenoptera bersama dengan lebah dan tawon. Semut terbagi atas

lebih dari 12.000 kelompok, dengan perbandingan jumlah yang besar di kawasan tropis.

Semut dikenal dengan koloni dan sarang-sarangnya yang teratur, yang terkadang terdiri

dari ribuan semut per koloni. Tubuh semut seperti serangga lainnya, memiliki eksoskeleton

atau kerangka luar yang memberikan perlindungan dan juga sebagai tempat menempelnya

otot, berbeda dengan kerangka manusia dan hewan bertulang belakang. Pada bagian dada

semut terdapat tiga pasang kaki dan di ujung setiap kakinya terdapat semacam cakar kecil

yang membantunya memanjat dan berpijak pada permukaan [9].

Gambar 2.16 Semut

Pada saat berjalan semut mempunyai 3 kecepatan yaitu lamban, menengah, dan

cepat. Pada kecepatan berjalan lamban, semut bergerak hanya satu kaki pada satu waktu

dan lima kakinya menapak di tanah. Pada kecepatan menengah, dua kaki diangkat secara

bersamaan. Minimal satu kaki dari masing-masing segmen tubuh tetap diam, agar

keseimbangan tubuh tetap terjaga. Gerakan ini dikenal dengan pola gerakan metachronal.

Pada saat lari, semut bergerak dengan tiga kaki bersamaan yang dikenal dengan pola

gerakan tripod. Gerakan ini memiliki 3 kaki sebagai tumpuan [10].


20

Gambar 2.17 Pola gerakan metachronal

Gambar 2.18 Pola gerakan tripod

2.8 Konfigurasi Transistor Feedback Pair [11]

Disebut juga pasangan senyawa / Sziklai, karena Konfigurasi ini ditemukan oleh

George Sziklai dari Hungaria. Konfigurasi Sziklai adalah konfigurasi dari dua transistor

bipolar polaritas berlawanan, jadi selalu akan terdiri dari satu NPN dan satu transistor PNP.

Gambar 2.19 Konfigurasi feedback pair


21


22

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Perancangan sistem penerapan metode gerakan semut pada robot pemadam api

dibagi dalam dua bagian besar yaitu:

1. Perancangan perangkat keras seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 yang terdiri

dari: mikrokontroler ATmega128 dan sistem pendukung, mikrokontroler

ATmega8535 dan sistem pendukung, kipas DC, sensor ping, sensor TPA81, motor

servo, dan kerangka robot.

2. Perancangan perangkat lunak terdiri dari: program utama, subrutin gerakan semut,

subrutin sensor ping, subrutin sensor TPA81, dan LCD.

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem pada robot

Cara kerja dari blok diagram yang ditunjukkan oleh gambar 3.1 adalah sebagai

berikut:

1. Kipas DC diaktifkan oleh mikrokontroler ATmega8535 apabila jarak robot sudah

dekat dengan api.

2. LCD 2x16 digunakan untuk mengetahui status dari sensor api. LCD ini akan

diaktifkan dengan mode nibble oleh mikrokontroler ATmega8535.

3. Sensor TPA81 akan diaktifkan oleh mikrokontroler ATmega8535, dengan

memberikan perubahan tegangan/sinyal pada pin SDA dan SCL. Kemudian nilai-

nilai suhu yang terdeteksi oleh sensor akan tersimpan dalam register sensor. Nilai

suhu yang tersimpan dalam register sensor TPA81, akan diolah oleh

mikrokontroler ATmega8535 untuk mengetahui letak posisi lilin.


23

4. Mikrokontroler ATmega8535 berkomunikasi satu arah dengan mikrokontroler

ATmega128 untuk menggerakan motor servo.

3.1 Perancangan Perangkat Keras

3.1.1 Desain Mekanik Robot

Pada perancangan kerangka robot, bahan yang digunakan adalah acrylic dan

dimensi robot yang akan didesain adalah 36cm x 30cm x 26cm. Gambar desain kerangka

robot ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.2 Tampak depan

Gambar 3.3 Tampak samping


24

Gambar 3.4 Tampak atas

Gambar 3.5 Tampak belakang

3.1.2 Rangkaian Sensor TPA81

Pada perancangan sensor TPA81 hanya menambahkan resistor pull-up sebesar 1K8

pada jalur SDA dan SCL, agar sinyal pada jalur SDA dan SCL stabil. Rangkaian ini

diperoleh dari dasar teori tentang TPA81. Rangkaian pull up sensor TPA81 ditunjukkan

pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian tambahan sensor TPA81


25

3.1.3 Rangkaian LCD

LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang memiliki tipe LMB162A. LCD 16x2

bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit

atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol

dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit maka akan ada 11 jalur data (3

untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN

(Enable), RS (Register Select) dan R/W (Read/Write).

Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, hal ini sangat memudahkan dan

sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang

ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode

4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8 bit

(pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya).

Berdasarkan datasheet tegangan kontras (Vlcd) maksimum sebesar 5V sehingga

dalam perancangan digunakan sebuah resistor variabel sebesar 10K yang berfungsi untuk

membatasi tegangan yang masuk ke pin Vlcd. Rangkaian LCD dengan mode 4 bit

ditunjukkan pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Rangkaian LCD

3.1.4 Rangkaian Driver Kipas

Rangkaian driver kipas ini berfungsi untuk mengontrol kipas. Rangkaian ini

menggunakan transistor yang difungsikan sebagai saklar yang akan mengaktifkan kipas

dengan mengalirkan tegangan 5V dari baterai ke kipas. Rangkaian driver kipas ditunjukkan

pada gambar 3.8.

PORT

12345678

PO0PO1PO2PO3PO4PO5PO6PO7

J1 vcc g

nd

12

LCD 2x16

12345678910

11

12

13

14

GN

DV

cc

vlc

dR

SR

/WEdb0

db1

db2

db3

db4

db5

db6

db7

15

16

R1

10K

13

2


26

Gambar 3.8 Rangkaian driver kipas

Pada rangkaian ini arus Ib max = 20 mA. Agar arus keluaran sebesar 500 mA, maka

besarnya resistor R1 adalah:

Besar nilai resistor yang diperoleh adalah sebesar 300,7 Ω, dengan asumsi nilai β

transistor adalah 35. Setengah dari nilai β maksimum transistor.

3.1.5 Rangkaian Current booster

Rangkaian ini berfungsi untuk mensuplai LCD, sensor TPA81, motor servo dan

kipas. Pada rangkaian ini digunakan transistor TIP2955 sebagai penguat arus dan regulator

LM7805 sebagai penurun tegangan menjadi 5V. Suplai tegangan untuk motor servo adalah

sebesar 6V, maka digunakan regulator LM7806 untuk menurunkan tegangan menjadi 6V.

Rangkaian current booster ditunjukkan pada gambar 3.9.

Q1

TIP3055

port uc

R1

RESISTOR

VCC J1

kipas

12


27

Gambar 3.9 Rangkaian current booster

Pada rangkaian current booster yang digunakan untuk mendrive motor servo.

Transistor Q2 digantikan dengan konfigurasi feedback pair. Transistor yang digunakan

pada feedback pair adalah TIP32 dan TIP3055. Rangkaian feedback pair ditunjukkan pada

gambar 3.10.

Gambar 3.10 Rangkaian feedback pair

Pada perancangan ini, arus regulator LM7806 dibatasi sebesar 100 mA. Satu motor

servo membutuhkan arus 410mA. Rangkaian current booster dengan konfigurasi feedback

pair akan mendrive 18 buah motor servo, dengan demikian arus yang harus di drive

sebesar . Berikut perhitungannya:

D2

LED

J4

VCC

1

6A

DIODE

C1

R2

U1LM7805

1

2

3VIN

GN

D

VOUT

J5

GND

1

J1saklar

1 2 Q2 TIP2955J2

input baterai

12

C2

R1

Q2TIP3055

IB

ICIE

Q1TIP32


28

Arus yang masuk ke regulator adalah sebesar:

Disipasi daya pada transistor Q1 adalah sebesar:

Disipasi daya pada transistor Q2 adalah sebesar:

Nilai resistor R2 adalah sebesar:

Rangkaian yang digunakan untuk mendrive sensor TPA81, kipas, dan LCD adalah

rangkaian current booster tanpa feedback pair. Arus regulator LM7805 dibatasi sebesar

100 mA dan arus keluaran yang harus di drive adalah 1 A. Berikut perhitungannya :

Arus yang masuk ke regulator adalah sebesar:

Nilai resistor R2 dengan regulator 5 V adalah sebesar:


29

Pada perancangan ini akan digunakan dua buah rangkaian current booster, yaitu

current booster dan current booster dengan konfigurasi feedback pair.

3.2 Perancangan Perangkat Lunak

3.2.1 Diagram Alir Utama

Start

Reg > 30 ?

Reg 5 & 6 ? Reg > Reg 6 ? Reg < Reg 5

Reg 5&6 >

100?

Nyalakan

Kipas

Stop

Reg =

Pixel suhu

Subrutin

Netral

Subrutin

Api

Subrutin

maju

Subrutin

Belok

kanan

Subrutin

Belok

kiri

Subrutin

maju

Subrutin

maju

Subrutin

Netral

Gambar 3.11 Diagram alir utama

Diagram alir utama ditunjukkan pada gambar 3.11. Diagram alir ini untuk mencari

api dan memadamkan api. Sistem memanggil subrutin netral, agar robot dapat berdiri.

Kemudian memanggil subrutin api untuk mengetahui nilai suhu di depan robot. Mengecek


30

apakah nilai suhu dari 8 channel sudah melebihi 30. selanjutnya jika iya, maka mengecek

channel mana yang mempunyai nilai suhu lebih dari 30. Jika tidak, maka memanggil

subrutin maju dan memanggil subrutin api lagi. Apabila nilai suhu sudah melebihi 100,

maka memanggil subrutin netral dan menyalakan kipas. Lebih jelasnya ditunjukkan pada

gambar 3.11.

3.2.2 Diagram Alir Subrutin Maju Tripod

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo

Netral = sudut servo 0 deajat

Angkat = servo 2 45 derajat CW

Maju = sevo 1 45 derajat CW

Turun = servo 2 0 derajat

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkatl

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri maju

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri maju

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan maju

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan maju

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

return

Gambar 3.12 Diagram alir subrutin gerak maju tripod gait


31

Diagram alir subrutin gerak maju tripod gait ditunjukkan pada gambar 3.12.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan maju dengan metode tripod gait.

Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak bersamaan. Kaki 1

kiri, kaki 3 kiri dan kaki 2 kanan diangkat bersamaan dan bergerak maju. Tiga kaki yang

lain menjadi tumpuan. Pada gerakan berikutnya tiga kaki yang bergerak maju menjadi

tumpuan dan saling bergantian. Lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.12.

3.2.3 Diagram Alir Subrutin Mundur Tripod

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo



mundur = sevo 1 45 derajat CCW


Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkatl

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri mundur

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri mundur

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan mundur

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan mundur

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

return

Gambar 3.13 Diagram alir subrutin gerak mundur tripod gait


32

Diagram alir subrutin gerak mundur tripod gait ditunjukkan pada gambar 3.13.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan mundur dengan metode tripod

gait. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak bersamaan.

Pada gerakan mundur, posisi 3 kaki yang diangkat bergerak mundur. Pada gerakan

berikutnya kaki yang bergerak mundur menjadi tumpuan. Lebih jelasnya ditunjukkan pada

gambar 3.13.

3.2.4 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Tripod

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo




Maju = servo 1 45 derajat CW


Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan maju

A

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

return

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin belok kiri tripod gait


33

Diagram alir subrutin belok kiri tripod gait ditunjukkan pada gambar 3.14. Subrutin

ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kiri dengan metode

tripod gait. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan belok kiri, posisi kaki 2 kiri mundur, kaki 1 dan kaki 3 kanan

pada posisi maju. Kemudian pergerakan berikutnya 3 kaki yang menjadi tumpuan diangkat

dan secara bersamaan posisi kaki 2 kiri, kaki 1 dan kaki 3 kanan bergerak kembali ke

posisi netral. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.14.

3.2.5 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Tripod

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo






Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan mundur

A

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

return

Gambar 3.15 Diagram alir subrutin gerak belok kanan tripod gait


34

Diagram alir subrutin belok kanan tripod gait ditunjukkan pada gambar 3.15.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kanan dengan

metode tripod gait. Gerakan ini menggunakan 3 kaki sebagai tumpuan dan 3 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan belok kanan, posisi kaki 2 kiri maju, kaki 1 dan kaki 3 kanan

pada posisi mundur. Kemudian pergerakan berikutnya 3 kaki yang menjadi tumpuan

diangkat dan secara bersamaan posisi kaki 2 kiri, kaki 1 dan kaki 3 kanan bergerak kembali

ke posisi netral. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.15.

3.2.6 Diagram Alir Subrutin Maju Metachronal

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo






Kaki 1 kiri maju

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan maju

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri mundur

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan mundur

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri mundur

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri maju

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan maju

Kaki 3 kanan mundur

return

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan angkat

Gambar 3.16 Diagram alir subrutin gerak maju metachronal gait


35

Diagram alir subrutin gerak maju metachronal gait ditunjukkan pada gambar 3.16.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan maju dengan metode

metachronal gait. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan maju kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan bergerak ke posisi maju.

Berikutnya kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan bergerak ke posisi maju. Dalam waktu yang

bersamaan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan kembali ke posisi netral. Kemudian kaki 3

kiri dan kaki 2 kanan bergerak ke posisi maju. Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2

kiri dan kaki 1 kanan kembali ke posisi netral, sedangkan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3

kanan ke posisi mundur. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.16.

3.2.7 Diagram Alir Subrutin Mundur Metachronal

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo






Kaki 1 kiri mundur

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan mundur

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri maju

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan maju

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan turun

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan netral

Kaki 1 kiri maju

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri mundur

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan mundur

Kaki 3 kanan maju

return

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan angkat

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin gerak mundur metachronal gait


36

Diagram alir subrutin gerak maju metachronal gait ditunjukkan pada gambar 3.17.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat berjalan mundur dengan metode

metachronal gait. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki bergerak

bersamaan. Pada gerakan mundur kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan bergerak ke posisi mundur.

Berikutnya kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan bergerak ke posisi mundur. Dalam waktu yang

bersamaan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3 kanan kembali ke posisi netral. Kemudian kaki 3

kiri dan kaki 2 kanan bergerak ke posisi mundur. Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki

2 kiri dan kaki 1 kanan kembali ke posisi netral, sedangkan posisi kaki 1 kiri dan kaki 3

kanan ke posisi maju. Untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.17.

3.2.8 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Metachronal

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo






Kaki 1 kiri mundur

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan maju

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri maju

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan mundur

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

Kaki 1 kiri maju

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri mundur

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan mundur

Kaki 3 kanan maju

return

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan turun

Gambar 3.18 Diagram alir subrutin gerak belok kiri metachronal gait


37

Diagram alir subrutin belok kiri metachronal gait ditunjukkan pada gambar 3.18.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kiri dengan

metode metachronal gait. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki

bergerak bersamaan. Pada gerakan belok kiri kaki 1 kiri mundur dan kaki 2 kanan maju.

Berikutnya kaki 2 kiri mundur dan kaki 1 kanan maju. Dalam waktu bersamaan kaki 1 kiri

dan kaki 2 kanan ke posisi netral. Kemudian kaki 3 kiri mundur dan kaki 3 kanan maju.

Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan ke posisi netral,

sedangkan posisi kaki 1 kiri maju dan kaki 2 kanan mundur. Untuk lebih jelasnya


3.2.9 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Metachronal

start

Porta = servo

Portc = servo

Portd = servo






Kaki 1 kiri maju

Kaki 2 kiri mundur

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan maju

Kaki 2 kanan mundur

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri maju

Kaki 3 kiri mundur

Kaki 1 kanan mundur

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan maju

Kaki 1 kiri turun

Kaki 2 kiri angkat

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan angkat

Kaki 2 kanan turun

Kaki 3 kanan netral

A

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri turun

Kaki 3 kiri angkat

Kaki 1 kanan turun

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan angkat

Kaki 1 kiri mundur

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri maju

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan maju

Kaki 3 kanan mundur

return

Kaki 1 kiri angkat

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri turun

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan angkat

Kaki 3 kanan turun

Gambar 3.19 Diagram alir subrutin gerak belok kanan metachronal gait


38

Diagram alir subrutin belok kanan metachronal gait ditunjukkan pada gambar 3.19.

Subrutin ini untuk melakukan gerakan semut saat memutar posisi badan ke kanan dengan

metode metachronal gait. Gerakan ini menggunakan 4 kaki sebagai tumpuan dan 2 kaki

bergerak bersamaan. Pada gerakan belok kiri kaki 1 kiri maju dan kaki 2 kanan mundur.

Berikutnya kaki 2 kiri maju dan kaki 1 kanan mundur. Dalam waktu bersamaan kaki 1 kiri

dan kaki 2 kanan ke posisi netral. Kemudian kaki 3 kiri maju dan kaki 3 kanan mundur.

Dalam waktu yang bersamaan posisi kaki 2 kiri dan kaki 1 kanan ke posisi netral,

sedangkan posisi kaki 1 kiri mundur dan kaki 2 kanan maju. Untuk lebih jelasnya


3.2.10 Diagram Alir Subrutin Netral

Start

Port A = sevo

Port C = servo

Port D = servo

Netral = sudut

servo 0 derajat

Kaki 1 kiri netral

Kaki 2 kiri netral

Kaki 3 kiri netral

Kaki 1 kanan netral

Kaki 2 kanan netral

Kaki 3 kanan netral

return

Gambar 3.20 Diagram subrutin netral

Diagram subrutin netral ditunjukkan pada gambar 3.20. Subrutin ini untuk

melakukan gerakan berdiri, dengan semua kaki bertumpu pada tanah. Untuk lebih jelasnya



39

3.2.11 Diagram Alir Subrutin Api

Portb.0 = SDA

Portb.1 = SCL

X[8] = data register 2-9

Reg = 0x02

I = 0

Delay 40 ms

Start I2C

I2C write (0xD0)

I2C write (Reg)

I2C write (0xD1)

Data = I2C read (0)

I2C stop

I = 8?

X[i] = Data

i=i+1

Reg=Reg+1

Stop

Start

Tampilkan

suhu

Gambar 3.21 Diagram alir subrutin api

Diagram alir subrutin api ditunjukkan pada gambar 3.21. Sensor mengambil data

setiap 40ms, agar data yang diperoleh akurat. Jika nilai i = 8, maka tampilkan suhu. Untuk

lebih jelasnya ditunjukkan pada gambar 3.21.


40

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, hasil pengujian rangkaian, data

waktu, pembahasan tentang data waktu yang diperoleh, dan pembahasan tentang program

untuk masing-masing gerakan semut. Data yang akan dibahas terdiri dari data utama dan

data pendukung. Data utama merupakan data-data yang menunjukkan lamanya waktu

pergerakan setiap pola gerakan. Pengujian posisi robot melakukan rotasi pada area yang

sudah ditentukan. Waktu untuk mencapai titik api pada setiap pola gerakan serta berhasil

tidaknya memadamkan api. Data pendukung merupakan nilai parameter setiap blok dari

diagram blok. Pengujian berupa pengukuran terhadap perangkat keras.

4.1 Implementasi Alat

Hasil mekanik robot yang dibuat tampak dari atas (gambar 4.1), tampak depan

(gambar 4.2), tampak samping (gambar 4.3), dan tampak belakang (gambar 4.4).

Kemudian hasil rangkaian regulator sensor yang sudah dibuat ditunjukkan pada gambar 4.5

dan rangkaian regulator servo ditunjukkan pada gambar 4.6. Modul LCD yang digunakan

untuk menampilkan status sensor ditunjukkan pada gambar 4.7, modul ATmega128 untuk

mengontrol motor servo (gambar 4.8), modul ATmega8535 untuk mengontrol sensor,

kipas dan LCD ditunjukkan pada gambar 4.9, dan modul TPA81 sebagai sensor api


Gambar 4.1 Tampak atas


41

Gambar 4.2 Tampak depan

Gambar 4.3 Tampak samping

Gambar 4.4 Tampak belakang


42

Gambar 4.5 Regulator sensor

Gambar 4.6 Regulator servo

Gambar 4.7 Modul LCD


43

Gambar 4.8 Modul Atmega128

Gambar 4.9 Modul Atmega8535

Gambar 4.10 Sensor TPA81


44

4.2 Pengujian Gerakan Metachronal Gait dan Tripod Gait

Pengujian dilakukan dengan melihat gerakan kaki pada masing-masing gerakan

yaitu gerakan metachronal gait dan tripod gait. Gambar hasil dari pengujian gerakan

dibandingkan dengan gambar gerakan pada dasar teori.

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

Gambar 4.11 Metachronal gait

(a) (b) (c) (d) (e)

Gambar 4.12 Tripod gait


45

Hasil pengujian pola gerakan metachronal pada robot yang ditunjukkan pada

gambar 4.11 dan pola gerakan metachronal pada semut yang ditunjukkan pada gambar

2.17. Gerakan kaki metachronal robot saat bergerak dipilih berlawanan dengan gerakan

kaki metachronal semut. Pada gambar 2.17a terlihat ada 3 step pergerakan yaitu kaki 1 dan

kaki 4 bergerak, kemudian kaki 0 dan kaki 3 yang bergerak, setelah itu kaki 2 dan kaki 5

yang bergerak. sedangkan pada gerakan robot urutan kaki dimulai dari kaki 0 dan kaki 5

yang bergerak (gambar 4.11a), kemudian kaki 1 dan kaki 2 yang bergerak (gambar 4.11d),

setelah itu kaki 3 dan kaki 4 yang bergerak (gambar 4.11f). Hasil pengujian pola gerakan

tripod pada robot ditunjukkan pada gambar 4.12 dan urutan kaki yang dipilih adalah

gerakan kaki tripod semut yang ditunjukkan pada gambar 2.18a dan 2.18b. Gerakan tripod

ini memiliki 2 step pergerakan. Pada gambar 2.18a terlihat kaki 1,2,5 bergerak, kemudian

kaki 0,3,4 yang bergerak seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.18b. Sedangkan pada

gerakan robot urutan kaki dimulai dari kaki 1,2,5 yang bergerak seperti pada gambar 4.12b,

setelah itu kaki 0,3,4 yang bergerak seperti pada gambar 4.12d. Secara keseluruhan pola

gerakan tripod pada robot sudah sesuai dengan pola gerakan tripod pada semut.

4.3 Pengujian Waktu Maju, Mundur, Putar Kanan dan Putar Kiri

Pengujian dilakukan dengan melihat lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

berjalan maju dan mundur sejauh 30 cm. Kemudian lamanya waktu berputar ke kiri sejauh

90o dari posisi tegak lurus dan berputar ke kanan sejauh 90

o dari posisi tegak lurus.

Perpindahan step by step untuk setiap pola gerakan adalah 100 ms. Pengujian dilakukan

dengan membandingkan waktu antara gerakan metachronal dan gerakan tripod. Pengujian

dilakukan sebanyak 1 kali dengan kondisi robot dibuat sama. Hasil data pengujian

ditunjukkan pada tabel 4.1 dan gambar grafik 4.13.

Tabel 4.1 Tabel Perbandingan Waktu Pergerakan

Gerakan Tripod (s) Metachronal (s)

Maju 11,06 10,53

Mundur 9,82 8,72

Kiri 10,85 9,5

Kanan 12,59 9,76


46

Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu pergerakan

Berdasarkan data pengujian tabel 4.1 dan gambar 4.13 terlihat bahwa pola gerakan

metachronal lebih cepat 1,45 detik daripada pola gerakan tripod jika di rata-rata. Faktor

yang mempengaruhi kecepatan pola gerakan metachronal adalah pola gerakan

metachronal memiliki 3 step pergerakan dalam 1 kali proses, sedangkan pola gerakan

tripod memiliki 2 step pergerakan dalam 1 kali proses. Jika diasumsikan 100 ms = 1 cm,

maka gerakan metachronal bergerak sejauh 3 cm dalam 1 kali proses. Sedangkan gerakan

tripod hanya bergerak sejauh 2 cm dalam 1 kali proses. Perbedaan waktu antara maju dan

mundur pada pola gerakan yang sama, dikarenakan beban yang di handle setiap kaki robot

berbeda, beban tidak terpusat dan mekanik robot yang kurang baik.

4.4 Pengujian Posisi Robot Saat Berputar

Pengujian dilakukan dengan melihat posisi robot saat berputar apakah keluar dari

area pengujian atau tidak. Area pengujian adalah 60 cm x 60 cm dengan robot diletakkan

pada posisi tengah, kemudian melakukan rotasi sejauh 90o

dari posisi awal. Hasil data

pengujian ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Tabel Pengujian Posisi

Posisi Keluar Area (Ya / Tidak)

Putar kiri tripod Tidak

Putar kanan tripod Tidak

Putar kiri metachronal Ya

Putar kanan metachronal Ya


47

Berdasarkan data pengujian pada tabel 4.2 terlihat bahwa pola gerakan tripod lebih

stabil daripada pola gerakan metachronal pada saat melakukan rotasi 90o. Hal ini

disebabkan tumpuan pola gerakan tripod lebih kokoh untuk menahan beban robot dengan

mekanik robot yang kurang baik dan penempatan beban yang tidak terpusat.

4.5 Pengujian Data Pemadaman Api

Pengujian dilakukan dengan membandingkan lamanya waktu yang dibutuhkan

untuk mencapai dan memadamkan api untuk masing-masing pola gerakan. Posisi api

dibuat menjadi 3 posisi yaitu tengah, 30 cm ke kanan dari posisi tengah dan 30 cm ke kiri

dari posisi tengah. Jarak dari robot ke sumber api pada posisi sumber api di tengah adalah

90 cm. Kemudian jarak robot ke sumber api pada posisi sumber api di kiri dan di kanan

adalah 97 cm. Waktu perpindahan step by step untuk setiap pola gerakan adalah 100 ms.

Robot berhenti dan memadamkan api pada saat data suhu yang terukur oleh sensor api

bernilai 100. Hasil data pengujian ditunjukkan pada tabel 4.3 dan gambar grafik 4.14.

Tabel 4.3 Tabel Perbandingan waktu memadamkan api

Posisi api Metachronal (s) Tripod (s) Berhasil (ya/tidak)

Tengah 13 14 ya

Kanan 14 12 ya

Kiri 16 12 ya

Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu memadamkan api

Berdasarkan data pengujian tabel 4.3 dan gambar grafik 4.14 terlihat bahwa pola

gerakan metachronal lebih cepat 1 detik memadamkan api dibandingkan pola gerakan


48

tripod pada saat posisi api di tengah. Hal ini disebabkan posisi robot berhenti pada saat

memadamkan api kurang tepat dengan posisi api. Sehingga waktu yang dibutuhkan lebih

lama 1 detik dibandingkan pola gerakan metachronal. Adapun faktor yang mempengaruhi

posisi berhenti robot kurang tepat dengan posisi api adalah mekanik robot yang kurang

baik, sehingga range sensor api dibuat lebih lebar. Agar robot tidak menabrak sumber api

pada saat robot sudah mendekati api. Kelemahan dari range sensor diperlebar adalah robot

berhenti pada posisi kurang tepat saat memadamkan api.

Pada tabel 4.3 terlihat juga bahwa pola gerakan tripod lebih cepat 2 detik dan 4

detik saat memadamkan api pada posisi api di kanan dan di kiri. Hal ini disebabkan

gerakan tripod pada saat berputar ke kiri dan ke kanan lebih stabil dibandingkan gerakan

metachronal. Secara keseluruhan dari data tabel di atas gerakan tripod lebih cepat 1,67

detik daripada gerakan metachronal.

4.6 Pengujian Mekanik Robot

Berdasarkan gambar yang ditunjukkan 4.1-4.4, terlihat bahwa ada perbedaan

mekanik robot pada perancangan yang ditunjukkan pada gambar 3.2-3.5. Mekanik robot

yang dibuat tidak menggunakan tempat untuk meletakkan sensor ping, karena tidak

menggunakan sensor ping sebagai navigasi. Kemudian untuk letak baterai, sensor, servo,

rangkaian dan kipas sudah sesuai dengan perancangan. Pengujian mekanik dilakukan

dengan melakukan beberapa kali uji gerakan pada robot. Kemudian terlihat robot tidak

stabil pada saat melakukan rotasi 90o, seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2. Kaki

belakang dan kaki tengah robot sering goyang setelah beberapa kali pengujian gerakan. Ini

terjadi karena beban pada robot dibebankan pada servo dan beban tidak terpusat.

4.7 Pengujian Rangkaian Regulator Servo

Pengujian dilakukan dengan mengukur arus dan tegangan keluaran pada beberapa

sub sistem pada regulator. Pengujian juga dilakukan dengan mengaktifkan semua servo

pada posisi netral, kemudian mengukur besar arus yang dibutuhkan servo. Setelah itu

mengaktifkan semua servo pada posisi berjalan dan mengukur besar arus yang dibutuhkan

servo. Hasil data pengujian dibandingkan dengan perhitungan pada perancangan.

Tujuannya adalah untuk melihat apakah sistem sudah sesuai dengan perancangan dan

bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.4.


49

Tabel 4.4 Tabel Pengukuran Arus Servo

Arus yang diukur Netral (mA) Berjalan (mA) Perancangan (mA)

Led 7,1 5,9 10

Input pada IC LM7806 80 110 105,8

Output servo 100 3500 7380

Berdasarkan hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.4, dapat dilihat bahwa

arus LED tidak sesuai dengan perancangan karena nilai hambatan yang digunakan berbeda.

Pada perancangan nilai hambatan yang digunakan adalah sebesar 450Ω, sedangkan pada

rangkaian nilai hambatan yang digunakan adalah 470Ω. Hal ini dikarenakan nilai hambatan

450Ω tidak ada di pasaran. LED sebagai indikator sistem berjalan dengan baik, walaupun

arus LED tidak sesuai dengan perancangan. Arus input pada IC regulator mendekati arus

input pada perancangan. Arus keluaran servo yang terukur sebesar 3,5 A. Sistem sudah

bisa bekerja dengan baik, karena dirancang untuk konsumsi arus sebesar 7,38 A. Tombol

pemilihan gerakan pada rangkaian ini sudah bisa bekerja dengan baik. Tombol ditekan

“PINB.0” terhubung 4,5V, kemudian tombol ditekan lagi “PINB.0” terhubung 0V.

4.8 Pengujian Rangkaian Regulator Sensor Api, LCD, dan Kipas

Pengujian dilakukan dengan mengukur arus dan tegangan keluaran pada beberapa

sub sistem pada regulator. Pengujian dilakukan

penerapan metode gerakan semut pada robot … · memadamkan api. hasil dari tugas akhir ini yaitu...

Documents