TUGAS RESUME MAKALAH

MEKATRONIKA

”Develop a Multiple Interface Based Fire Fighting Robot”Ting L. Chien1, Kuo Lan Su2 and Sheng Ven Shiau3

1Department of Electronic Engineering WuFeng Institute of Technology Ming-Hsiung, Chia 621, Taiwan cdl@mail.wfc.edu.tw

2Department of Electrical Engineering National Yunlin University of Science & Technology Douliou, Yunlin 640, Taiwan,sukl@yuntech.edu.tw

3Graduate school Engineering Science and technology National Yunlin University of Science & Technology Douliou, Yunlin 640, Taiwan g9610808@yuntech.edu.tw

Kelompok 1:

Satria Yudha Pratama L2F008088

Ahmad Zakaria L2F009050

Kevin Adelin L2F009059

TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013

1. Pendahuluan

Rumah dapat memberikan keamanan, kenyamanan, dan efisiensi untuk kehidupan manusia

di abad 21. Sebuah sistem rumah cerdas terintegrasi dengan banyak fungsi dan sistem. Salah satu

sistem yang penting adalah sistem pendeteksi kebakaran. Pada umumnya, perangkat deteksi

kebakaran dipasang pada dinding atau langit-langit. Tetapi metode ini kurang fleksibel untuk

mendeteksi kebakaran. Dalam paper ini, penulis merancang sebuah robot pemadam kebakaran

untuk mendeteksi kebakaran, dan digunakan untuk memadamkan sumber api. Kemudian

mentransmisikan kejadian kebakaran ke remote supervised computer menggunakan RF interface

dan internet, dan mengirimkan informasi kebakaran ke ponsel menggunakan GSM modern..

2. Sistem Arsitektur

Arsitektur sistem ditunjukkan pada gambar 1 di mana terdapat robot pemadam kebakaran,

televisi, remote supervised computer,  GSM modern, modul keamanan, modul alat kontrol dan

wireless RF controller. Robot pemadam kebakaran dapat berkomunikasi dengan GSM modern

melalui RS232 interface, dan dapat berkomunikasi dengan remote supervised computer melalui

wireless internet. Panel display dari remote supervised computer menggunakan televisi, dan

pengguna dapat mengontrol robot pemadam kebakaran menggunakan wireless RF controller.

Robot pemadam kebakaran mendapatkan sinyal deteksi dari  modul keamanan melalui

wireless RF interface. Remote supervised computer dapat  berinteraksi dengan mobile robot

melalui wireless internet. Pengguna dapat menggunakan komputer untuk mendapatkan informasi

keamanan rumah atau bangunan, dan mengontrol robot pemadam kebakaran di rumah. Mobile

robot dapat mengirimkan status ke remote supervised computer melalui wireless internet, dan

mengirimkan pesan ke ponsel menggunakan GSM modern.

Gambar. 1. Gambaran dari keamanan rumah

1

Pengendali utama dari robot  adalah industry personal computer (IPC). Perangkat keras

yang memiliki perangkat layar (touch panel), extinguisher, CCD, dua sensor api dan sirkuit

sensorik, sistem driver (servomotor DC, NI motion kontrol card dan driver Maxon), GSM

modem dan wireless RF interface. Remote supervised computer adalah PC dengan CPU Pentium-

IV 2.4G.. Ada enam sistem pada robot pemadam kebakaran, termasuk struktur, system

penghindar halangan dan sistem driver, sistem pengembangan perangkat lunak, deteksi

kebakaran, sistem pengawasan jarak jauh dan lain-lain.

Gambar. 2. Struktur robot pemadam kebakaran.

3. Robot pemadam kebakaran

Dalam perangkat sistem , ada perangkat pemadam kebakaran, pengisian otomatis, dan

robot dapat mengontrol modul sistem melalui wireless RF interface. Dalam fungsi kontrol gerak,

mobile robot  dapat  mengendalikan dua servomotor DC melalui motion control card dan

perangkat driver, dan mengendalikan dua lengan robot  menggunakan motion control card.

Dalam fungsi menghindari rintangan, robot menangkap 8 sinyal sensor IR menggunakan

terminal input digital (di dalam motion control card), dan mengukur jarak rintangan

menggunakan 8 sensor ultrasonik  melalui interface seri.

Penulis menggunakan mikroprosesor untuk mendriver sensor ultrasonik dan mengirimkan

rentang jarak ke pengendali utama melalui interface seri. Desain sirkuit driver ultrasonic

menggunakan metode penggabungan multisensor untuk mendapatkan output yang presisi. Dalam

sistem sensorik, ada deteksi kebakaran, deteksi daya dan deteksi lingkungan. Transmisi interface

antara remote supervise computer dan  robot pemadam kebakaran adalah wireless internet. 

Ada beberapa perangkat yang berkomunikasi dengan pengendali utama  robot pemadam api.

Seperti touch screen, wireless image, wireless RF interface  , perangkat alarm dan GSM modem.

2

Gambar 3 blok diagram

Konfigurasi hardware dari remote supervised system mencakup robot pemadam kebakaran,

supervised computer, GSM modem dan Wireless LAN, seperti dalam gambar. 4. Bahasa program

user interface dirancang menggunakan VB. Robot pemadam kebakaran berkomunikasi dengan

telepon selular menggunakan GSM modular.

Gambar 4 konfigurasi hardware dari surveillance dan arsitekture control

Dalam sistem remote supervised, panel dapat menampilkan hasil menggunakan berbagai

sensor dari robot pemadam kebakaran

3

Gambar 5. Remote supervise computer

Kontroler pada modul ini menggunakan ATMEL 89C2051. Modul kontrol menggunakan

elemen relay dan mengumpan-balikan hasil aksi ke mobile robot dan security device melalui

wireless RF interface.

Gambar 6. The security module and appliance control module

4. Menghidari Halangan

Dalam menghindari halangan (objek) digunakan sensor ultrasonik dan sensor infrared.

Sensor Ultrasonik digunakan untuk mendeteksi jarak dengan objek sekitar (menggunakan 8 buah

Polaroid 6500 ultrasonic range sensors). Sensor Inframerah untuk mendeteksi halangan (8 buah

SMC-60R IR). Ditetapkan:

Df : fungsi sensor infrared

Du : fungsi sensor ultrasonik

Df = 1 ; jika mendeteksi halangan. Dan 0 ;jika tidak mendeteksi halangan

Du = 1 untuk Ds ≤Dsafe. Dsafe/Ds untuk Ds ≥Dsafe

Perhitungan deteksi halangan menggunakan rumus:

Di = 12 (Df + Du)

4

Di, i+1 = 12 (Di + Di+1)

Dengan terlebih dahulu menentukan threshold value n, dan Di ≥ n atau Di+1 ≥ n sebagai

“Halangan”. Dan Di ≤ n atau Di+1 ≤ n sebagai “Ruang kosong”.

Pemasangan sensor:

Gambar 7 Pemasangan Sensor

Sensor Inframerah dapat mendeteksi halangan sampai jarak 60cm, sedangkan sensor

Ultrasonik dapat mendeteksi halangan antara 25 cm sampai 10m. Penggabungan keduanya dapat

menghasilkan perhitungan pendeteksian halangan yang presisi.

Flow Chart system:

Gambar 8 Flowchart System

5

5. Hasil Pecobaan/Eksperimental

Dalam skenario kontrol gerak eksperimental dari robot pemadam api, kita dapat memilih

mode autonomous/otomatis. Dalam mode autonomous, robot pemadam api dapat bergerak sesuai

dengan kondisi lingkungan menggunakan sensor inframerah dan sensor ultrasonik. Dalam

modekontrol nirkabel, kita dapat membuat robot pemadam api untuk berjalan maju, berjalan

mundur, berhenti, rotasi, berbelok ke kanan dan berbelok ke kiri melalui beberapa sistem antar

muka (seperti interface nirkabel RF atau interface nirkabel RS232). Dalam percobaan

perencanaan gerak, kita memprogram robot pemadam api untuk memiliki kecepatan maksimum

40cm/sec, dan kecepatan rotasi maksimum 100deg/sec untuk DC servo motornya. Robot ini juga

diprogram untuk mengikuti alur jalan/ lintasan yang membentuk persegi.

Gambar 9 Programing in Mobile Robot

Berikut ini adalah mekanisme bagaimana robot pemadam api beroperasi :

1. Pertama, mobile robot mulai bergerak maju ketujuan pertama.

2. Setelah robot telah mencapai tujuan pertama dan kemudian berbelok ke kanan, setelah itu

robot akan bergerak lagi menuju tujuan kedua.

3. Selanjutnya robot pindah ketujuan ketiga.

4. Setelah sampai di tujuan ketiga, robot akan berbelok ke kanan kembali keposisi awal dan

akan berhenti.

Robot pemadam kebakaran dapat menggunakan sensor IR dan sensor ultrasonik untuk

mengenali lingkungan. Dengan tujuan nantinya dapat menghindari rintangan yang berubah-ubah,

dan dapat berpindah ke ruang yang kosong atau bebas dari hambatan. Dalam keadaan

menghindar rintangan, robot menggunakan lima modul sensor IR dan ultrasonik untuk

6

mendeteksi halangan di sisi depan mobile robot. Hasil percobaan ditunjukkan pada Gambar. 12.

Dalam Gambar tersebut. 12 (a). Dalam gambar itu ditunjukkan ketika robot mendeteksi rintangan

di sisi kanan, maka secara otomatis robot langsung berbelok ke kiri untuk menghindari rintangan

tersebut dan kembali lagi kelintasan yang sesuai dengan pemrograman awalnya.

Gambar 10 Skenario Percobaan Robot

Pada hasil percobaan deteksi kebakaran, robot pemadam kebakaran bisa bergerak otomatis

diruang bebas.Kejadian kebakaran dapat dideteks imenggunakan dua sensor api dirobot

pemadam kebakaran. ketika Sensor api mendeteksi kejadian kebakaran kemudian secara

langsung akan mengirimkan sinyal ke system control utama (IPC) pada robot pemadam

kebakaran melalui digital input of motion control card. Kemudian robot akan bergerak menuju

lokasi kebakaran dan dengan menggunakan 2 buah sensor api maka lokasi tersebut akan

dideteksi apakah benar di lokasi tersebut telah terjadi kebakaran. Apabila benar-benar telah

terjadi kebakaran, maka robot akan memadamkan api menggunakan alat pemadam. Dalam

kondisi lain, ketika sensor api mendeteksi adanya kebakaran maka akan segera menghidupkan

alarm dan mengirimkan sinyal control tersebut ke modul kontroller.

Dan kemudian mengrimkan sinyal kebakaran menggunakan handphone GSM modern dan

mengirimkan statusnya ke usernya melaui internet wireless.

Gambar 11 Skenario experimen saat menghadapi api

7

Gambar 12 Eksekusi pada Mobile Phone

6. Kesimpulan

Dari penjelasan di atas penulis telah menyajikan beberapa interface sistem pemantauan

nyata berbasis waktu yang diterapkan dalam otomasi rumah. Sistem keamanan rumah dan

bangunan berbasis robot pemadam kebakaran, perangkat keamanan, televisi, GSM modern,

pengendali RF nirkabel, keamanan modular dan alat kontrol modular. Pengendali utama dari

robot pemadam kebakaran adalah industry personal computer (IPC). Kita memberikan perintah

untuk mengendalikan mobile robot untuk membaca data sensor, dan programnya menggunakan

Visual Basic. Robot dapat menerima informasi keamanan dari interface RS232 nirkabel. Pada

hasil eksperimen, pengguna mengontrol robot melalui controller RF nirkabel dan komputer.

Robot dapat menghindari rintangan dengan menggunakan sensor IR dan Sensor ultrasonik sesuai

dengan metode multisensor fusion. Dan menggunakan dua sensor api untuk mengetahui sumber

api, dan memadamkan api menggunakan pemadam.

8