BAB II STUDI AWAL

2.1 KARYA SEJENIS Pada awal tahun 2008 mahasiswa STIKOMP Surabaya menciptakan robot pengantar makanan disebuah lestoran. Robot itu berbentuk menyerupai meja yang bisa dijalankan secara mikrokontroler oleh operator dari komputer server. Begitu ada perintah dan makanan sudah disediakan di atas meja maka secara otomatis robot akan mengantar pesanan tersebut ke masing-masing meja pengunjung sesuai pesanan. Proses pertama dari program robot ini adalah penyimpanan data pemesanan menu makanan yang berasal dari alat pemesanan menu makanan secara digital pada meja pengunjung restoran ke dalam database komputer server. Kemudian oleh operator data tersebut akan diproses untuk dihubungkan kepada robot. Robot ini berjalan berdasarkan Line Follower yakni sebagai pengganti mata pengelihatan robot, sehingga robot akan berjalan sesuai pada garis yang tampak. Sedangkan untuk membaca garis pada lantai menggunakan sensor infra red. Fungsinya untuk membedakan antara warna garishitam,dan putih. Jadi robot tidak akan berbelok ke mana-mana sesuai petunjuk garis yang dibuat. Kelebihan lain sensor infra red juga bisa untuk mengetahui halangan yang ada di depan robot sepanjang jarak 24 cm. Robot ini dapat mengangkat beban sebesar 15 kg dan arus listrik yang dibutuhkan sebesar 1,68 A dengan kecepatan rata - rata 0,0833 m/dt. Tepat di bawah meja robot terdapat sensor limit switch. Sensor inilah yang akan memberi pesan ke robot bahwa pesanan telah diantar dan telah diambil. Untuk

6

mengetahui pesan tersebut sampai pada komputer server digunakan komunikasi serial tipe RS 485. Kelebihan serial ini dapat mendeteksi pesan menu makanan lebih jauh dari standart tipe serial yang biasa dipakai yakni RS 232 (standart serial yang ada di komputer). Robot tidak akan berjalan apabila tidak ada perintah dari server, begitu juga sensor makanan yang terletak pada robot tersebut. Sensor tidak akan mendeteksi apabila tidak ada makanan di atas meja robot.

(www.surya.co.id/web). Robot kecil yang bernama Pyuuun yang satu ini memiliki berbagai macam sensor untuk membuatnya bisa berjalan dengan baik tanpa membuatnya tertabrak benda lain. Fungsi utama Pyuuun sendiri hanya untuk mengantar secangkir teh ke si pengguna. Pyuuun memilik sekitar 8 sensor di dalamnya mulai dari Impact Sensor (menditeksi halangan di sekitar), Illumination Sensor (mengukur tingkat cahaya di ruangan), Sound Sensor (mengukur tingkat kebisingan), Distance Sensor (mengukur jarak sebuah penghalang di sekitar), Temperature Sensor, Acceleration Sensor (membuatnya menambah tenaga bila permukaan menanjak), Pyroelectric Sensor (menditeksi benda bergerak) dan terakhir Infrared Sensor (mendeteksi robot lain sejenis). Pyuuun mempunyai fitur lain seperti bisa mengirim email atau pesan ke blog apabila ada seseorang di dalam ruangan, terjadi gempa bumi (earthquake) dan bila tetangga sebelah memainkan musik terlalu keras, dan tetap saja terlalu canggih untuk tugas kecil. (www.puguh.com).

7

2.2 DASAR DASAR TEORITIS 2.2.1 Maxsonar EZ1

Dalam banyak aplikasi, sensor sonar adalah sensor yang umum digunakan untuk menentukan jarak sebuah objek. Pada dasarnya sensor ini bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang suara, dimana dalam hal ini variable yang diukur adalah waktu pemantulan sejak gelombang tersebut dipancarakan. Tidak seperti sensor jarak lain seperti inframerah atau sensor laser, sensor sonar ini memiliki jangkauan deteksi yang relative luas. Sehingga dengan demikian untuk jarak deteksi yang didapat, kita tidak dapat menentukan lokasi objek secara tepat pada daerah deteksi tersebut tanpa menggunakan pengolahan lanjutan. Salah satu aplikasi penting pemanfaatan sensor sonar adalah pada bidang robot mobile. Agar dapat bernavigasi secara autonomous, sebuah robot mobile yang cerdas tentunya harus mampu mengenali keadaan lingkungan dimana robot tersebut beroperasi. Missal robot mobile yang dirancang harus memiliki kemampuan mendeteksi objek-objek penghalang yang bersifat statis maupun dinamis. Untuk tujuan tersebut maka sebuah robot mobile harus dilengkapi dengan sensor yang dapat memetakan lingkungan sekelilingnya secara real time. Salah satu sensor yang banyak digunakan untuk hal diatas adalah sensor sonar atau ultrasound. Hal ini terkait dengan kemampuan jangkauan deteksinya yang relative jauh, tingkat radiasi yang aman serta harga relative murah. Tapi disamping kelebihankelebihan tersebut, secara praktis ada beberapa keterbatasan dan permasalahan penting dalam menginterpretasikan data hasil pembacaan sonar ini,diantaranya adalah :

8

1) Sensitifitas deteksi dari sensor sangat tergantung dari besar sudut yang dibentuk oleh sensor dengan bidang refleksi objek. Jika sudut yang dibentuk terlalu besar maka sinyal tidak akan terpantul kepenerima, sehingga dimungkinkan objek tidak akan terdeteksi oleh sensor. 2) Semakin jauh jarak objek yang terdeteksi, maka posisi objek tersebut semakin tidak diketahui secara pasti. Hal ini terkait dengan bidang deteksi yang berbentuk kerucut dengan pusat pada sensor tersebut. 3) Jika objek yang dideteksi berukuran besar dan berbentuk tidak beraturan atau jumlahnya banyak, maka dimungkinkan terjadi pantulan-pantulan, sehingga jarak yang terdeteksi oleh sensor tidak merefleksikan jarak objek yang sebenarnya. Maxsonar EZ 1 adalah modul sensor jarak yang memiliki 3 mode keluaran yaitu serial UART, analog dan lebar pulsa. Data hasil pengukurannya akan dikeluarkan secara terus menerus melalui ketiga mode tersebut. Modul Maxsonar EZ 1 produk MaxBotix ini dapat mengukur obyek tersebut dengan ketelitian 1 inci untuk jarak 6 inci 254 inci. MaxSonar terlihat seperti pada gambar 2.1

9

Gambar2.1.MaxSonar EZ-1 Berikut adalah deskripsi masing masing pin pada modul Max sonar EZ -1 : 1. GND, pin ini dihubungkan ke ground 2. +5V, pin ini dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt 3. TX, pin ini digunakan untuk mengirimkan data hasil pengukuran secara serial UART dengan format 1-bit start, 8-bit data, 1-bit stop dan tidak ada paritas serta kecepatan transmisi (baud rate) sebesar 9600 bps. 4. RX, pin ini secara internal terhubung ke resistor pull-up. Jika pin ini dibiarkan saja maka akan berlogika high yang artinya modul sonar akan melakukan proses pengukuran terus menerus. Tetapi jika diberi logika low maka proses pengukuran akan berhenti. 5. AN, pin ini akan mengeluarkan tegangan analog yang besarnya sebanding dengan jarak yang diukur. Tegangan yang dihasilkan

10

berkisar antara 0 volt sampai dengan 2,5 dengan factor skala 10mV/inci. Artinya bahwa setiap 1 inci jarak yang diukur maka tegangan yang dihasilkan pada pin ini akan naik sebesar 10mV. 6. PW (pulse width), pin ini akan menghasilkan pulsa dengan duty cycle yang sebanding dengan jarak terukur. 7. BW, pin ini tidak digunakan.

Gambar 2.2 Pola deteksi sensor Maxsonar EZ-1

11

Tabel 2.1 Sistem Operasi Sensor Maxsonar EZ-1

2.2.2

Analisis Pengaturan Jarak Sensor Ultrasonic - Dengan Bahasa Pemrograman C Menggunakan MCU AT89C51 Dalam paper ini akan dilakukan perancangan dan pembuatan alat pengatur

jarak ultrasonic dengan menggunakan bahasa pemerograman C. sensor ini diletakkan didepan media dengan posisi lurus kedepan. Pengujian dan analisis dititik beratkan pada pengaturan jarak deteksi sensor ultrasonik jika mengenai suatu halangan dan kapasitas memori program yang dihasilkan jika menggunakan bahasa pemrograman C dan bahasa Assembly. Halangan yang digunakan adalah media berpenampang datar. Dari hasil pengujian dan analisis didapat bahwa

12

sensor ultrasonic digunakan untuk mendeteksi jarak 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm dan 16cm. Jarak tersebut merupakan input untuk dari pengaturan timer yang terdapat pada MCU AT89C51, yang keluaranya merupakan jarak yang ditentukan. Besarnya persentasi kesalahan untuk jarak 6cm 4.1 %, 8cm 3.55 %, 10cm 3.58 %, 12cm 3.95.0%, 14cm 3.14% dan 16cm 3.39%. Serta perbandingan besarnya memori program bahasa C dan Asemmbly yang digunakan adalah 3 : 1.

Gambar 2.3 Ilustrasi cara kerja sensor

Tabel 2.2 Jarak deteksi berbagai halangan

www.electroniclab.com

13

2.2.3

Aplikasi Pengukur Jarak Menggunakan DST-52 dan D-Sonar Pengukuran jarak terhadap suatu obyek merupakan aplikasi yang

seringkali dijumpai di dunia elektronika. Aplikasi ini dibutuhkan pada robot yang hendak mengetahui jarak antara robot terhadap obyek atau sebagai sensor proximity yang menghitung berapa obyek yang melalui conveyor.

Gambar 2.4 Robot mendeteksi obyek dengan menggunakan D Sonar

D-Sonar atau Delta Sonar Range Finder adalah merupakan modul ultrasonic dari Delta Electronic yang tidak hanya menghitung interval pulsa saja namun juga meng-konversikan dalam bentuk jarak dengan satuan cm melalui UART.

Gambar 2.5 Informasi output D Sonar

www.delta-electronic.com

14

2.2.4

Motor Servo Motor DC servo merupakan sistem yang disajikan sebagai pengendalian posisi putaran motor DC (arus searah) pada posisi tertentu sesuai dengan masukan perintah yang diberikan. Dari

perkembangangannya, pengendalian motor dengan mekanisme servo mengalami berbagai tahapan perkembangan dari yang sederhana (analog) hingga yang moderen (digital). Pada gambar 2.6 diberikan diagram konsep dasar mekanisme servo,

Gambar 2.6 Konsep Dasar Mekanisme Servo Saat setelah catu diberikan kepada motor servo, pembebanan mulai dirasakan, sehingga kecepatan dan posisi akan ikut berubah pula. Pembebanan pada motor servo bisa bervariasi tergantung kepada fungsi motor servo itu sendiri, apapun pembebanan yang dilakukan pada motor servo akan mengakibatkan perubahan pada mekanisme rotor motor. Saat terjadi perubahan baik kecepatan dan posisi pada pembebanan akan

15

terjadi pula perubahan kecepatan dan posisi pada piranti sensor (feedback), piranti ini bisa berupa tachometer, resolver atau encoder (yang menyediakan signal umpan balik menuju pengendali). Pengendali posisi akan melihat sinyal umpan balik dan menentukan apakah beban digerak-kan pada posisi yang benar atau tidak oleh motor. Jika posisi teramati terjadi kesalahan maka pengendali akan melakukan pengkoreksian yang sebanding dengan besar kesalahan yang terjadi. Sistem servo digital modern tersusun seperti gambar 2.6.Sistem ini akan mengendalikan motor dengan piranti umpan balik inkremental yang dikenal sebagai squential encoder yang tersusun dari pencacah enkoder, prosesor, D/A konverter, dan pencatu daya yang mensuplai arus dan tegangan menuju motor.

2.3 SPESIFIKASI GARIS BESAR Berdasarkan informasi yang telah dikumpulkan dan berbagai pertimbangan, maka berikut ini dapat dikemukakan spesifikasi awal dari robot yang akan dibuat, yaitu: a. Menggunakan 1 buah DT AVR Mikrokontroller ATMega 8535 sebagai pengolah data. b. Menggunakan sensor ultrasonik MaxSonar EZ-1 untuk memindai jarak sebagai set point arah c. Menggunakan photodioda dan LED sehingga berjalan sesuai rute yang ditentukan.

16

d. Menggunakan TRW 2,4 GHz sebagai komunikasi untuk mengantar barang yang terdiri dari 3 ruang lab. e. Menggunakan Motor Servo Continuos Parallax sebagai penggerak. f. Menggunakan Accu kering 12V / 2,3 Ah untuk sistem catu daya. g. Menggunakan Adaptor 5A untuk sistem charge catu daya. h. Pembuatan lintasan sebagai jalur robot.

Robot ini dirancang untuk mengangkat barang dengan beban maksimal 1 kg, dan mampu mengantarkan barang itu ke beberapa ruang di Lab. Teknik Elektro F.T. UMY yang berada di satu lantai yang sama.

17