PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

MODIFIKASI PERGERAKAN MOBILE ROBOT MENGGUNAKAN

SENSOR GARIS DAN ODOMETRY

BIDANG KEGIATAN

PKM-P

Diusulkan Oleh:

10.41020.0035 Toto Alfian Wahyuono Tahun Angkatan 2010

09.41010.0221 Adisti Machmudah Tahun Angkatan 2009

10.41020.0105 Lukman Hakim Suryaselaksa Tahun Angkatan 2010

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & KOMPUTER

SURABAYA

2012

i

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Kegiatan : Modifikasi Pergerakan Mobile Robot Menggunakan

Sensor Garis dan Odometry

2. Bidang Kegiatan : (X) PKMP ( ) PKMK ( ) PKMKC

( ) PKMT ( ) PKMM

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Toto Alfian Wahyuono

b. NIM : 10.41020.0035

c. Jurusan : Sistem Komputer

d. Universitas/Institut/Politeknik : STMIK Surabaya

e. Alamat Rumah/Telp./fax. : Jl.Kebraon Manis Barat BJ/01

HP. 0898 7755 3473

f. Alamat Email : totoalfian@ymail.com

4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang

5. Dosen Pendamping

a) Nama Lengkap dan Gelar : Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng

b) NIDN : 0731057301 c) Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Mawar D/25 Graha Sedati Mas

Sidoarjo -081803050789

6. Biaya Kegiatan Total :

a. Dikti : Rp. 12.395.000

b. Sumber lain : Rp. -

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 Bulan

Menyetujui

Surabaya, 30 Oktober 2012

Ketua Program Studi

(Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng)

NIDN. 0731057301

Ketua Pelaksana Kegiatan

(Toto Alfian Wahyuono)

NIM. 10.41020.0035

Pembantu Ketua III

Bidang Kemahasiswaan & Alumni

(Dr. Bambang Hariadi, M.Pd)

NIP. 900034

Dosen Pendamping

(Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng.)

NIDN. 0731057301

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur selalu terpanjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

segala karunia dan rahmat-Nya yang luar biasa, sehingga Program Kreativitas

Mahasiswa bidang kegiatan Penelitian (PKM-P) telah diselesaikan dengan baik.

PKM-P ini membahas tentang modifikasi pergerakan mobile robot untuk

mencapai tujuan dengan menggunakan odometry dan sensor garis. Sistem dalam

karya tulis ini dibuat untuk memberikan kemudahan bagi mobile robot untuk bisa

menjangkau sensor yang diberikan oleh suatu garis, sehingga bisa menjadi suatu

alat bantu penggerak robot yang bisa bermanfaat.

Penyusunan karya tulis ini tidak lepas dari bantuan dan perhatian dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, kami menyampaikan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Budi Jatmiko, M.Pd., selaku Ketua Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika & Teknik Komputer Surabaya.

2. Dr. Bambang Hariadi, M.Pd., selaku Pembantu Ketua III Sekolah Tinggi

Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya.

3. Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng., selaku Ketua Program Studi S1 Sistem

Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik Komputer

Surabaya dan sebagai pembibing kami dalam mengerjakan PKM ini.

4. Erwin Sutomo, S.Kom, selaku Ketua Program Studi S1 Sistem Informasi dan

S1 Komputer Akuntansi Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik

Komputer Surabaya.

5. Kedua orangtua kami yang telah memberikan dukungan, bantuan dan do’a

dalam penyelesaian proposal ini.

Karya tulis ini disusun dengan kemampuan dan bahan yang terbatas. Oleh

karena itu disadari masih terdapat ketidaksempurnaan dalam hal materi maupun

pembahasan, sehingga saran dan koreksi dalam upaya perbaikan karya tulis ini

sangat kami harapkan.

Surabaya, 30 Oktober 2012

Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii

B. JUDUL ........................................................................................................ 1

C. LATAR BELAKANG MASALAH .......................................................... 1

D. RUMUSAN MASALAH ............................................................................ 1

E. TUJUAN ..................................................................................................... 1

F. LUARAN YANG DIHARAPKAN ........................................................... 2

G. KEGUNAAN .............................................................................................. 2

H. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 2

G.1 Mobile Robot ............................................................................................... 2 G.2 Odometry ...................................................................................................... 2

G.3 Sensor Garis ................................................................................................. 3

I. METODE PELAKSANAAN .................................................................... 4

J. JADWAL KEGIATAN .............................................................................. 5

K. RANCANGAN BIAYA .............................................................................. 5

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 8

Lampiran 1 .......................................................................................................... 9

1

A. JUDUL

Modifikasi Pergerakan Mobile Robot Menggunakan Sensor Garis dan Odometry

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Pada aplikasi robot dikenal istilah posisi relatif. Posisi relatif ini biasanya

didasarkan pada perhitungan rotasi roda. Posisi relatif ini bukan untuk

menentukan posisi absolut dari robot tetapi hanya memperkirakan saja. Sensor

yang umum digunakan untuk mendapatkan data posisi dari suatu robot adalah

rotary encoder yang mana data dari sensor ini akan dimasukkan dalam

perhitungan odometry sehingga menghasilkan posisi relatif dari robot tersebut.

Odometry adalah penggunaan data dari sensor pergerakan untuk memperkirakan

perubahan posisi dari waktu ke waktu. Odometry ini akan memetakan posisi robot

dalam sumbu Cartesian. Sehingga akan didapatkan data posisi berupa titik

koordinat (path) dan arah hadap (heading) dari robot tersebut. David P. Anderson

membuat robot yang dalam navigasinya tidak menggunakan referensi dari luar

seperti GPS dan lainnya .Dalam bergerak robot akan mengukur perubahan path

atau posisi dari waktu ke waktu, sehingga akan diketahui error atau kesalahan dari

arah hadap robot terhadap path tujuan. Untuk dapat menuju path tujuan,

seharusnya error dari arah hadap robot ini adalah nol. Untuk itu maka penulis

menggunakan sensor garis untuk menjaga agar error yang dihasilkan selama

perjalanan dari robot tersebut mendekati dan atau sama dengan nol.

C. RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah dari latar belakang diatas adalah :

1. Bagaimana memodifikasi mobile robot berbasis sensor garis.

2. Bagaimana memodifikasi mobile robot berbasis odometry.

3. Bagaimana mengkolaborasikan odometri dan sensor garis pada mobile robot.

D. TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuktikan bahwa sensor garis dan

odometry dapat mnstabilkan pergerakan mobile robot dengan pengurangan error

yang disebabkan oleh gangguan luar.

2

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan adalah inovasi pergerakan mobile robot berupa artikel

yang dipublikasikan.

F. KEGUNAAN

Hasil dari modifikasi pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis dan

odometry ini adalah unuk pengembangan ilmu dibidang robotika.

G. TINJAUAN PUSTAKA

G.1 Mobile Robot

Robot Mobile atau Mobile Robot adalah 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 dengan bantuan navigasi dari sebuah

sensor(Hendra,asep:2010).

G.2 Odometry

(Ardilla,Fernando:2011) Odometry adalah penggunaan data dari pergerakan

aktuator untuk memperkirakan perubahan posisi dari waktu ke waktu. Odometry

digunakan untuk memperkirakan posisi relatif terhadap posisi awal. Untuk

memperkirakan posisi relatif robot, digunakan perhitungan jumlah pulsa yang

dihasilkan oleh sensor rotary encoder setiap satuan ukuran yang kemudian

dikonversi menjadi satuan millimeter. Untuk mendapatlan jumlah pulsa setiap

satu kali putaran roda digunakan rumus sebagai berikut:

K roda = 2 × � ×� (1)

pulsa_per_mm = resolusi enc / K roda (2)

Pada sistem penggerak diferensial terdapat dua roda,yaitu roda kanan dan

roda kiri dan dimisalkan jumlah pulsa_per_mm untuk roda kanan adalah

right_encoder dan roda kiri adalah left_encoder dan jarak antara dua roda adalah

wheel_base maka didapatkan jarak tempuh (distance) dan sudut orientasi (θ).

Rumusnya adalah sebagai berikut.

distance = (left_enc + right_enc) / 2 (3)

θ = (left_enc - right_enc) / wheel_base (4)

3

Karena θ adalah sudut dalam radian maka untuk mengetahui sudut dalam derajat

(heading) digunakan rumus sebagai berikut :

heading = θ × ���� (5)

Dari ketentuan diatas didapatkan bahwa nilai heading akan bernilai negatif

(-) ketika robot berputar melawan arah jarum jam dan akan bernilai positif (+)

ketika robot berputar searah dengan jarum jam. Dengan mengetahui jarak dan

sudut (distance dan θ) maka kita dapat mengetahui koordinat X dan koordinat Y

dengan persamaan trigonometri.

Gambar 2. Ilustrasi pada sumbu Cartesian

Dari ilustrasi diatas maka koordinat dari robot dapat kita ketahui dengan

rumus :

Xpos = distance × sin (θ) (6)

Ypos = distance × cos (θ) (7)

Untuk menentukan error arah hadap dari robot terhadap titik tujuan maka

digunakan teorema phytagoras yang akan menghasilkan posisi (path) saat ini dan

jarak terhadap titik tujuan, berikut perhitungannya:

x = X_tujuan - Xpos (8)

y = Y_tujuan - Ypos (9)

G.3 Sensor Garis

Sensor garis merupakan sensor yang dapat membaca perbedaan warna antara

hitam dan putih(umumnya). prinsip sensor ini menggunakan pantulan sinar

cahaya. sehingga sensor garis terdiri dari komponen transmitter dan receiver,

untuk transmitter ane menggunakan led superbright dan receiver'y menggunakan

photodiode, untuk receiver bisa diganti dengan LDR atau phototransistor. alasan

penggunaan sensor photodiode yaitu:

4

NO Materi

Perbandingan

LDR Phototransistor prhotodioda

1 Perubahan

hambatan

Sedang Besar Besar

2 Perubahan

kenaikan

Linier Tidak linier Linier

3 Penyerapan

cahaya

Tidak fokus Fokus Fokus

4 Peka terhadap

Ir

Tidak Ya Ya

H. METODE PELAKSANAAN

Metode pelaksanaan modifikasi pergerakan mobile robot menggunakan

sensor garis dan odometri akan diuraikan pada bab dibawah ini:

H.1 Studi Literatur

Pada tahap ini akan diadakan studi literatur tentang memodifikasi

pergerakan mobile robot menggunakan sensor garis dan odometry serta

pengumpulan data pendukung yang dibutuhkan. Pada pengembangan aplikasi ini

akan menggunakan tools CV/AVR.

H.2 Pengumpulan Data

Data-data atau informasi yang diperoleh adalah secara langsung dari

seorang yang faham dan telah membuat sebuah mobile robot seperti KRI dan juga

dari internet (jurnal, blog, dll). Teknik pengumpulan data ini adalah sebagai

berikut :

a. Metode Interview

Metode interview merupakan teknik wawancara atau tanya jawab

langsung dengan pihak-pihak terkait dalam hal ini seorang yang faham dan telah

membuat mobile robot.

b. Metode Kepustakaan (Library Research)

Metode Kepustakaan (Library Research) adalah tenik mengumpulkan

data melalui buku-buku dan sumber-sumber lain seperti internet yang relevan

dengan permasalahan yang dihadapi, dalam hal ini tentang pergerakan mobile

robot menggunakan sensor garis maupun odometry.

5

H.3 Pembuatan Mobile Robot

Hal pertama yang dilakukan sebelum membuat mobile robot adalah

membuat desain fisik antara lain rangka robot, desain elektro. Kemudian membuat

program yang dipasangkan pada robot agar robot bisa berjalan sesuai dengan

harapan.

H.4 Pengujian dan Analisa

Pengujian dan analisa dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana

robot yang dibuat ini dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Hasil yang

dianalisa adalah data-data pengujian untuk memperbaiki jalannya robot.

I. JADWAL KEGIATAN

Rancangan Kegiatan dalam program PKM-P ini adalah sebagai berikut:

Tabel 1. Jadwal kegiatan

No Rencana Kegiatan Bulan

I II III IV V

1. Pengumpulan Data

2. Perancangan

3. Analisa dan Pengadaan

4. Pengerjaan Projek

5. Pengujian

J. RANCANGAN BIAYA

Untuk kegiatan ini rancangan biaya diuraikan dalam rekapitulasi dan rincian

biaya.

Tabel 2. Rekapitulasi Biaya

No Jenis Pengeluaran Satuan (Rp)

1 Biaya Pengadaan Barang 11.750.000

2 Biaya Bahan Habis Pakai 570.000

4 Biaya Transportasi 75.000

Total Biaya Penelitian 12.395.000

6

Rincian anggaran masing-masing jenis pengeluaran dapat dilihat pada tabel 3,

tabel, tabel 4 dan tabel 5 berikut ini.

Tabel 3. Rincian Biaya Pengadaan Barang

No. Bahan yang

diperlukan Penggunaan Jumlah

Harga

satuan Total

(Rp.) (Rp.)

1 Rotary encoder

omron

Komponen

robot

3 1.000.000 3.000.000

2 Motor GWS

24volt

Komponen

robot

2 2.500.000 5.000.000

3 Roda diameter

12cm

Komponen

robot

2 750.000 1.500.000

4 Aluminium

Profile

Komponen

robot

1 300.000 300.000

5 Kastor 3inc Komponen

robot

2 100.000 200.000

6 Motor driver 2

channel

komponen

robot

1 750.000 750.000

7 Minium sistem

ATmega128

Komponen

robot

1 1.000.000 1.000.000

Sub total 11.750.000

7

Tabel 4. Tabel Rincian Bahan Habis Pakai

No. Item Penggunaan Jumlah

Harga

satuan Total

(Rp.) (Rp.)

1 Jilid Penjilid an

laporan

- 100.000 100.000

2 Kertas 3 rim Membuat

laporan setiap

kali

bimbingan

3 40.000 120.000

3 Catrit hitam Tinta untuk

cetak

1 100.000 100.000

4 Catrit Warna Tinta untuk

cetak

1 250.000 250.000

Sub total 570.000

Tabel 5. Tabel Rincian Transportasi

No. Item Penggunaan Jumlah

Harga

satuan Total

(Rp.) (Rp.)

1 Bensin

(5x

pembelian)

Untuk

transportasi

membeli bahan-

bahan yang

dibutuhkan

5 15.000 75.000

Sub total 75.000

8

DAFTAR PUSTAKA

Anderson, David. 2006. IMU Odometry.

http://www.geology.smu.edu/%7Edpawww/ dpa.html. Texas

Romeo, S.T. 2003. Testing dan Implementasi sistem. Surabaya : STIKOM.

Ardila, Mara. 2011. Navigasi Mobile robot berbasis Trajektori dan Odometry.

Surabaya : ITS

9

LAMPIRAN

Lampiran 1

Daftar Riwayat Hidup Ketua

1. Biodata Ketua Serta Anggota Kelompok

a. Ketua Pelaksana Kegiatan

1. Nama lengkap : Toto Alfian Wahyuono

2. NIM : 10.41020.0035

3. Program Studi : S1 / Sistem Komputer

4. Perguruan Tinggi : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan

Teknik Komputer Surabaya

5. Waktu untuk kegiatan : 24 jam/minggu

6. Tempat, Tanggal lahir : Surabaya, 28 Mei 1992

7. Alamat : Jl. Kebraon Manis Barat BJ/01 Surabaya

8. Email : totoalfian@ymail.com

Tanda Tangan

Toto Alfian Wahyuono

10

b. Anggota Pelaksana Kegiatan

1. Nama lengkap : Adisti Machmudah

2. NIM : 09.41010.0221

3. Program Studi : S1 / Sistem Informasi

4. Perguruan Tinggi : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika

dan Teknik Komputer Surabaya

5. Waktu untuk kegiatan : 24 jam/minggu

6. Tempat, Tanggal lahir : Surabaya, 13 November 1991

7. Alamat : Jl. Manukan Bhakti 20 C No.19 Surabaya

8. Email : dist.mach@gmail.com

Tanda Tangan

Adisti Machmudah

11

c. Anggota Pelaksana Kegiatan

1. Nama lengkap : Lukman Hakim Suryaselaksa

2. NIM : 10.41020.0105

3. Program Studi : S1 / Sistem Komputer

4. Perguruan Tinggi : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika

dan Teknik Komputer Surabaya

5. Waktu untuk kegiatan : 24 jam/minggu

6. Tempat, Tanggal lahir : Surabaya, 16 Juli 1989

7. Alamat : Jl. KH. Ach. Fadlil 6A Sidayu-Gresik

8. Email : sk100105@omega.stikom.edu

Tanda Tangan

Lukman Hakim Suryaselaksa

12

2. Biodata Dosen Pendamping

1. Nama Lengkap dan Gelar : Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng

2. Golongan Pangkat dan NIDN : 0731057301

3. Jabatan Fungsional : Lektor

4. Jabatan Struktural : Kabag Laboratorium Komputer

5. Program Studi : Sistem Komputer

6. Perguruan Tinggi : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika

& Teknik Komputer Surabaya

7. Bidang Keahlian : Sistem Komputer

8. Tempat, Tanggal lahir : Ponorogo, 31 Mei 1973

9. Alamat : Jl. Mawar D/25 Graha Sedati Mas Sidoarjo

10. Email : anjik@stikom.edu

11. Penelitian :

a. Rancang Bangun Aplikasi Multi-Tier Dengan Teknologi

DCOM, (Computer File),1998, Skripsi-STIKOM Surabaya.

b. Pemisahan Campuran Sinyal Suara dan Derau pada Komunikasi

Internet untuk Aplikasi Pembelajaran Jarak Jauh (Penelitian

Dosen Muda, DP2M, Dikti, 2004, Ketua).

c. Pemantauan Jaringan Komputer melalui SMS dengan Seleksi

Logfile Menggunakan Shell Scripting dan ICMP (Penelitian

Dosen Muda, DP2M, DIKTI, 2004, anggota).

d. Perancangan dan Implementasi Network Inventory Collection

System untuk Mendukung Pengelolaan dan Monitoring Aset TI

– Studi Kasus:STIKOM(STMIK) Surabaya. 2008. Tesis: UGM-

Yogyakarta.

e. Network Inventory Collection System Berbasis Open Source

untuk Mendukung Perencanaan Investasi TI. Insentif RISTEK

2009.

12. Publikasi Ilmiah :

1. Investasi Teknologi Informasi di Indonesia: Sebuah Survei,

Dipublikasikan: Prosiding Seminar Nasional Sistem Informasi

Indonesia – Sesindo 2009, hal 137, ISBN: 978-979-18985-1-5.

13

2. Aplikasi Network Inventory Collection System(NICS) untuk

Mendukung Perencanaan Investasi TI, dipublikasikan:Prosiding

SNASTI 2009 - Seminar Nasional Sistem & Teknologi

Informasi, 2 Desember 2009, hal 87., ISBN:978-979-8968-303.

3. Network Inventory Collection System for Managing and

Monitoring Information Technology Asset, publish:The 5th

International Conference on Information & Communication

Technology and system (ICTS) 2009, August 4 th 2009,

page:253-256. ISSN:2085-1944.

4. Aplikasi Manajemen Firewall OpenBSD Menggunakan

Bootable Live CD Berbasis Web, Dipublikasikan di: JURNAL

GEMATEK Vol 7 NO 2, SEPTEMBER 2005, hal:89-99

(seluruhnya:61-119 ) Penerbit: Penelitian Pengabdian

Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik

Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086.

5. Pendukung Perencanaan Kapasitas Jaringan dengan Pengukur

Throughput Jaringan, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK

Vol 7 NO 1, MARET 2005, hal:29-39 (seluruhnya:1-60 )

Penerbit: Penelitian Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi

Manajemen Informatika & Teknik Komputer Surabaya,

Indonesia ISSN: 1411-2086.

6. Authentiction System bagi Pengguna Akses Internet pada

Wireless LAN, Dipublikasikan di: JURNAL GEMATEK Vol 6

NO 1, MARET 2004, hal: 30-40 (seluruhnya: 1-40) Penerbit:

Penelitian Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika & Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN:

1411-2086.

7. Sistem Otomatisasi Peralatan Elektronik Menggunakan PC dan

Microcontroller 8031 Berbasis Teknologi WAP, Dipublikasikan

di: JURNAL GEMATEK Vol 5 NO 2, SEPTEMBER 2003, hal:

79-89 (seluruhnya: 45-89) Penerbit: Penelitian Pengabdian

14

Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik

Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086.

8. Pengaturan Lalu Lintas Data Antar Segmen Jaringan Komputer

Dengan Memanfaatkan PC486, Dipublikasikan di: JURNAL

GEMATEK VOLUME 3, Nomor 2, September 2001, hal: 85-92

(seluruhnya: 63-113) Penerbit: Bagian Penelitian Pengabdian

Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika & Teknik

Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2086.

9. Rancang Bangun Program Berbasis Internet Untuk Pengujian

Intelegensi Orang Dewasa, Dipublikasikan di: JURNAL

GEMATIKA VOLUME 3 NOMOR 2 September 2001, hal: 84-

100 (seluruhnya: 55-130) Penerbit: Bagian Penelitian

Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Manajemen Informatika

& Teknik Komputer Surabaya, Indonesia ISSN: 1411-2094.

Tanda Tangan

Anjik Sukmaaji, S.Kom., M.Eng