MODEL ROBOT PEMANTAU BERODA MENGGUNAKAN MEDIA KOMUNIKASI WIFI BERBASIS WEB

Ridho Firmansyah, Tjut Awaliyah1, Mohamad Iqbal2.Program Studi Ilmu Komputer Fakultas MIPA – Universitas Pakuan

Jl.Pakuan PO BOX 452, BogorTelp/Fax (0251) 8375 547

Email: ridho.065112372 @gmail.com

Abstrak

Model robot pemantau menggunakan wifi bebrasis web ini adalah salah satu bagian pembuatan robot berdasarkan kebutuhan yaitu untuk memantau. Sistem dari robot sebagai pemantau ini didasarkan pada akses kontrol untuk menggerakkan dan menerima data dari robot sehingga dihasilkan sistem otomasi dalam pengendalian robot dengan kontrol yang sudah tergabung dalam satu software. Software yang dibuat pada penelitian ini berbasis web yang dapat diaplikasikan dengan salah satu embedded system menggunakan mikrokontroler yaitu arduino, pada arduino ditanamkan program sesuai konsep yang direncanakan sehingga menghasilkan robot beroda yang dapat dikontrol melalui web menggunakan media komunikasi Wireless Findelity (WiFi) dari router, web yang dibuatkan khusus untuk pengontrolan robot ini dapat dibuka melalui berbagai perangkat dengan ketentuan perangkat tersebut bisa terkoneksi dengan sinyal wifi dan mempunyai aplikasi browser untuk membuka web, contohnya PC, Laptop dan SmartPhone, web dapat dibuka jika perangkat terkoneksi dengan jaringan WiFi dari router robot, setelah itu membuka browser dan menggetikkan alamat IP web.

Kata kunci : Robot Pemantau, Mikrokontroler, Arduino Uno, Ethernet Shield, Webcam, Web, Wifi

PENDAHULUAN

Seiring dengan perkembangan teknologi yang sangat pesat khususnya dalam bidang perkembangan robotyang menjadikan kualitas kehidupan manusia semakin tinggi. Berbagai robot telah di kembangkan khususnya dalam bidang mobile robot. Mobile robot adalah robot yang dapat bergerak atau berpindah tempat. Mobile robot dapat dikendalikan secara otomatis maupun pengendalian secara manual yang menggunakan PC dalam pengontrololan robot. Mobile robot yang dibuat baik dalam pengendalian otomatis atau manual isesuaikan dengan kebutuhan manusia yang tentunya bertujuan agar mempermudah manusia melakukan pekerjaan sehari-hari.

Mobile Robot yang di kendalikan secara manual saat ini menggunakan kabel sebagai penghubung ke PC. Tentunya terdapat banyak kekurangan dalam penggunaan kabel sebagai media penghubung pengendalian mobile

robot misalnya seperti terbatasnya gerakan mobile robot dari panjang kabel, kabel cepat rusak karena sering terjadinya tekukan pada kabel dan robot terlihat kurang menarik.

Pada penelitian Zaenurrohman (2014) bertujuan untuk merancang robot yang dapat dikendalikan dengan stick playstation melalui teknologi wireless, namun pada penelitian ini hanya berfokus pada pengontrolan robot saja. Kemudian penelitian yang di lakukan oleh Khairul Saleh (2011) dibuat robot pemantau wireless menggunakan remot kontrol. Robot ini dikendalikan menggunakan remot kontrol dan hasil pantauan kamera pada robot ditampilkan di TV kecil sebagai monitor sehingga lebih fleksibel dalam penggunaan dan mudah dibawa kemanapun. Penelitian lain yang dilakukan oleh Mohammed Saquib Khan (2015), pada penelitian ini konsep yang di gunakan sama dengan konsep yang ingin saya terapkan dalam penelitian saya, hanya saja berbeda dari segi penggunaan alat dan

1

perancangan software untuk mengontrol robot.

Dari permasalahan diatas maka dibuatkan solusi dengan membuat penelitian yang sama dengan penelitian yang di lakukan Mohammed Saquib Khan (2015) namun berbeda dalam segi penggunaan alat dan perancangan software untuk mengontrol robot, penelitian ini menggunakan konsep penggabungan kontrol dan monitor robot melalui web, agar dapat di akses baik dan bisa di akses oleh banyak perangkat seperti PC, Laptop, Android, Iphone dan perangkat lain yang sudah menggunakan jaringan WiFi dan mempunyai aplikasi browser, penerapan tek-nologi Wireless Fidelity (WiFi) sebagai media penghubung Mobile Robot ke PC atau Mobile Phone terdapat banyak keunggulan. Wireless Fidelity (WiFi) biasanya hanya dikenal se-bagai media transfer data dan sa-ngat jarang digunakan sebagai pengendali perangkat keras. Dengan pemanfaatan Wireless Fidelity (WiFi) sebagai media penghubung pergerakan mobile robot tentunya terdapat banyak keuntungan baikdalam segi pergerakan, jarak maupun penampilan mobile robot.

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan dalam pembangunan model robot pemantau ini adalah menggunakan metode penelitian bidang Hardware Programing. Pertimbangan menggunakan model ini karena mempunyai tahapan yang cukup lengkap dan terstuktur, tahapan pada metode ini menyangkut langkah-langkah yang diperlukan dalam merancang segala sistem yang dibutuhkan dalam penelitian ini. Adapun tahap-tahap kerja yang harus dilalui yaitu membuat perencanaan proyek penelitian kemudian melalukan penelitian, pengetesan komponen, desain sistem mekanik, desain sistem listrik, desain perangkat lunak, tes fungsional, perakitan, tes fungsional keseluruhan sistem, dan tahap akhir yaitu optimization. Sescara

sistematik motode tersebut didapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Metodologi Hardware Programming

Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning)

Proses dalam menentukan konsep awal hingga kebutuhan untuk membuat sistem berdasarkan metode penelitian yang digunakan termasuk estimasi kebutuhan alat (Hardware) dan bahan (Software) serta estimasi anggaran.

Penelitian (Research)Melakukan perancangan awal rangkaian

mekanik serta komponen dari model robot. Perancangan robot menggunakan Arduino Uno dan Ethernet shield, Input robot yaitu console pada web, Kontrol system meng-gunakan router, Outputnya tampilan gambar real time dan perputaran motor DC.

Pengetasan Komponen (Parts Testing)Melakukan pengetesan komponen-

komponen yang akan digunakan terhadap fungsi kerja masing-masing komponen yang akan dilakukan dengan dua tahap pengetesan

2

yaitu menggunakan multimeter dan Arduino IDE.

Desain sistem mekanik (Mechanical Design)

Pada desain mekanik ini seluruh komponen yang diperlukan terpasang pada kesing mobil, sehingga akan terlihat seperti pada gambar 10.

Gambar 10. Desain Sistem Mekanik

Rancangan hardware secara umum digambarkan pada blok diagram seperti pada gambar 11 berikut.

Gambar 11. Diagram Blok Sistem

Desain Sistem listrik (Electrical Design)Berikut gambar dari desain sistem listrik :

Gambar 12. Skematik Rangkaian

Desain Perangkat Lunak (Software Design)Desain perangkat lunak sistem harus me-

ngutamakan cara kerja yang efisien. Berikut flowchart sistem dan flowchart web dari de-

sain software yang dibuat dengan bahasa pemrograman processing pada Arduino Uno berdasarkan flowchart pada gambar 13 berikut.

Flowchart Sistem

Flowchart Web

3

Gambar 13. Flowchart Sistem

Gambar 14. Desain WebPada gambar 14 merupakan gambar

perancangan antar muka web kendali untuk mobil, setiap nomor yang berada pada gambar menunjukan bagian-bagian dari web yang memiliki fungsi sebagai berikut:1. Merupakan frame yang berfungsi sebagai

header dari web2. Juga merupakan frame yang berfungsi

sebagai header dari web3. Merupakan frame yang terdiri dari lima

buah tombol yang berfungsi sebagai pengontrol arah gerak dari robot mobil, tombol 3a untuk bergerak maju, 3b untuk

bergerak ke kiri, 3c untuk menghentikan gerak mobil (stop), 3d untuk bergerak ke kanan, 3e untuk bergerak mundur.

4. Merupakan frame yang akan menampilkan hasil streaming kamera dari robot mobil

5. Merupakan frame untuk menggabungkan frame 3 dan 4, agar mudah untuk diatur.

Tes Fungsional (Functional Test)Integrasi terhadap sistem listrik, mekanis

dan perangkat lunak yang telah didesain. Dilakukan untuk meningkatkan kinerja dari perangkat lunak dalam pengontrolan terhadap desain listrik dan mengeliminasi serta antisipasi error dari software yang dibuat.

Integrasi atau perakitan (Integration)Melakukan proses perakitan berdasarkan

dari proses desain, baik desain mekanis, elektronik maupun desain perangkat lunak, yang selanjutnya diintegrasi kedalam struktur mekanik yang telah dirancang, kemudian dilakukan tes fungsional keseluruhan sistem.

Tes Fungsional Keseluruhan Sistem (Overall Testing)

4

Melakukan pengetesan pada sistem yang telah berjalan, mulai itu dari menyalakan sistem dengan menghubungkan sumber daya pada komponen-komponen, menghubungkan pada jaringan wifi, membukan web, hingga mengontrol sistem sesuai perintah yang terdapat pada web. Semua pengetesan yang dilakukan telah berjalan dengan baik dan hasil sesuai dengan konsep.

Optimasi Sistem (Optimization)Optimasi sistem yang dilakukan yaitu

terhadap sistem mekanik dan software, pada sistem mekanik dilakukan pengoptimalan dalam segi ukuran, dimana desain pembuatan kesing mobil dibuat seminimal mungkin dan menyesuaikan ukuran dari komponen, agar mobil dapat stabil dalam medan yang sulit, dan pada software dilakukan perancangan yang simpel dengan hanya menampilkan beberapa frame, button, dan text, perancangan dibuat dengan bahasa HTML. Tujuan dari membuat halaman yang simple dan menggunkan bahasa HTML adalah agar web tidak berat saat diakses dan agar respon perintah pada web dapat bekerja dengan optimal.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada gambar 15 dapat dijelaskan pada bagian paling bawah diletakkan motor dc dan driver motor yang berfungsi sebagai inputan yang akan menghasilkan output perputaran roda, sedangkan pada tingkat kedua terdapat arduino uno sebagai bagian kontrol dan pemrograman, ethernet shield sebagai penyambung antara arduino uno dengan router, fungsi router disini adalah untuk memberikan sinyal jaringan untuk dapat diakses sebagai kontrol robot dan juga berfungsi untuk dapat menampilkan hasil streaming dari kamera webcam ke kontrol web, kamera disini digunakan untuk menampilkan keadaan sekitar robot agar bisa dikontrol dari jauh, pada tingkat kedua ini terdapat juga battery rechargeable 9.6 volt

sebagai daya untuk driver motor terdapat juga power bank untuk daya arduino uno, ethernet shield dan router.

Gambar 15. Tampilah Keseluruhan Sistem

Bagian KontrolPada bagian kontrol ini terdapat modul

Arduino uno sebagai pengendali sistem yang telah diprogram didalamnya dan Ethernet shield sebagai penghubung antara aruino uno dengan router, Router TP-LINK MR3020 disini sebagai media penyedia jaringan wifi untuk penghubung dan transfer data output, input ke sebuah mobilephone / pc.

Gambar 16. Bagian Kontrol Robot Pemantau

PembahasanPada tahap pembahasan, akan dijelaskan

mengenai bagaimana cara sistem bekerja, mulai dari tahap awal pemberian arus kepada masing-masing komponen hingga mengeksekusi perintah. Arus yang digunakan untuk sistem robot ini menggunakan arus berjumlah 9.6 volt untuk mengaktifkan driver motor dan setelah itu dialirkan ke motor dc, terdapat juga power bank 2 output 5 volt untuk mengaktifkan arduino uno dan router, untuk mengaktifkan robot ini yaitu dengan menghubungkan arus ke dirver motor, arduino uno dan router, setelah arus

5

terhubung komponen akan menyala termasuk juga kamera.

Pada sistem robot ini untuk prosesnya yaitu menghubungkan perangkat yang akan digunakan sebagai kontrol seperti smartphone/pc/laptop ke jaringan wifi router, setelah terkoneksi dengan jaringan wifi lalu membuka web browser dan membuka link web yang telah dibuat sebelumnya yaitu dengan mengetikkan alamat ip 192.168.1.126, dan web akan menampilkan button-button perintah menggerakkan robot dari maju, belok kanan dan kiri, mundur serta berhenti, dan terdapat juga box untuk menampilkan streaming dari kamera webcam, alat ini akan bekerja ketika button atau perintah yang dibuat pada web ditekan, tombol-tombol perintah pada web tersebut dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17. Tombol Button Sistem Kontrol

Gambar 17 adalah tombol sistem kontrol yang terdapat pada halaman web, fungsi tombol perintah yang terdapat yaitu untuk menggerakkan mobil maju, mundur belok kanan, belok kiri, dan berhenti.

Uji Coba StrukturalPengujian ini dilakukan dengan pengetesan

jalur-jalur rangkaian menggunakan multimeter dan pengujian apakah semua komponen sudah tersambung sesuai dengan rancangan yang dibuat. Berikut tabel hasil pengujian struktural sistem.

Tabel 5. Pengujian StrukturalKomponen sistem Terhubung

denganKeterangan

Arduino Uno R3

Driver Motor

Pin,3,5,6,9 Arduino Terhubung

Motor Kiri

OUT1 dan OUT2 Driver motor

Terhubung

Motor Kanan

OUT3 dan OUT4 Driver motor

Terhubung

Battery +12V dan GND Terhu

Driver motor bungGND Arduino

GND Driver Motor Terhubung

Uji coba ValidasiTahap ini dilakukan dengan tujuan untuk

mengetahui sistem yang dibuat sudah bekerja dengan benar atau tidak. Dimana pengujiannya dilakukan dengan cara melihat web yang dibuat dan mencoba apakah mobil bisa menerima perintah dari web dengan baik atau tidak, yang ditandai pergerakan mobil sesuai perintah.

Langkah pertama tahap pengujian ini yaitu dengan memberikan tegangan ke modul driver motor, arduino dan router, selanjutnya arduino akan menerima perintah dari web yang akan menghasilkan output berupa arah perputaran motor berdasarkan perintah.

Tabel 11. Pengujian Validasi Robot Pemantau

No

Pengujian

Hasil yang Diharapkan

Hasil Pengujian Status

1. BatteryTerhubung dengan komponen

Mengaktifkan driver motor, arduino, router

Berfungsi

2. Motor Kanan

Memutar roda kanan

Roda kanan berputar

Berfungsi

3 Motor Kiri

Memutar roda kiri

Roda kiri berputar

Berfungsi

4 Driver Motor

Mengaliri arus dan mengontrol ke dua buah motor

Motor teraliri arus dan arah berputaran bedasarkan kontrol

Berfungsi

5 Webcam

Menampilakan gambar secara realtime

Menampilkan keadaan sekitar

Berfungsi

6 Router

Memancarkan sinyal WiFi dan mengaktifkan serta perantara webcam

Sinyal tedeteksi dan webcam berfungsi serta terhubung dengan web

Berfungsi

7 Arduino Uno

Menjalankan perintah

Perintah berjalan sesuai program yang tertanam

Berfungsi

6

8 Web

Dapat mengontrol robot dan menampilkan keadaan sekitar

Seluruh button bekerja sesuai perintah dan keadaan sekitar tertampilkan

Berfungsi

Optimasi (Optimization)Optimasi dilakukan untuk mengetahui

seberapa jauh mobil dan kamera masih terkoneksi dengan web, efektifitas sistem dan kemungkinan adanya kendala teknis yang dimungkinkan terjadi disebabkan pengaruh dari sistem itu sendiri.

Pada tabel 14 dan 15 menampilkan hasil uji respon diarea normal dan abnormal, normal berarti pengujian dengan tidak adanya penghalang baik itu diluar maupun didalam ruangan, asalkan tidak ada dinding atau penghalang lainnya yang dapat menghalangi jaringan, abnormal berarti ada dinding atau penghalang lainnya, pengujian dihitung per-detik dari 5 kali percobaan dengan menggunakan stopwatch, stopwatch ditekan bersamaan dengan tombol pada web dan ketika mobil bergerak stopwatch dihentikan

Tabel 14. Pengujian Respon Diarea Normal (Tidak Ada Pengalang)

No

Jarak Penguji

anKondisi

Hasil Uji Respon / Delay (Detik)

Rata - rata

1 2 3 4 5

1 5 Meter

Maju 0,8 0,7 0,6 0,4 0,6 0,6Mudur 0,7 0,8 0,5 0,8 0,7 0,7

Kanan 0,8 0,7 0,4 0,4 0,5 0,5

Kiri 0,9 0,7 0,4 0,6 0,5 0,6

Maju - Stop 0,8 0,8 0,6 0,7 0,8 0,7

Mundur - Stop

0,9 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8

2 10 Meter

Maju 0,9 1,0 1,1 0,9 0,9 0,9Mundur 0,8 0,9 1,0 1,0 0,9 0,9

Kanan 0,9 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8

Kiri 0,9 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Maju - Stop 2,0 2,3 2,0 1,4 1,0 1,7

Mundur - Stop

2,8 2,6 1,5 1,0 1,5 1,8

3 15 Meter

Maju 1,0 1,3 1,4 1,5 1,0 1,2Mundur 1,4 1,5 1,5 1,2 1,1 1,3

Kanan 1,4 1,4 1,4 1,1 1,0 1,2

Kiri 1,6 1,4 1,3 1,1 1,0 1,2

Maju - Stop x x x x x x

Mundur - Stop

x x x x x x

4 20 Meter

Maju 1,0 1,3 1.3 1,3 1,3 1,2

Mundur 1,4 1,4 1,3 1,2 1,3 1,3

Kanan 1,5 1,4 1,2 1,3 1,3 1,3

Kiri 1,5 1,4 1,2 1,3 1,2 1,3

Maju - Stop x x x x x x

Mundur - Stop

x x x x x x

Tabel 15. Pengujian Respon Diarea Abnormal (Ada Penghalang)No Jarak

Pengujian Kondisi Hasil Uji Respon / Delay (Detik) Rata - rata1 2 3 4 5

1 5 Meter

Maju 1,5 2,0 1,4 1,3 1,0 1,4Mudur 1,2 1,5 1,4 1,3 1,2 1,3Kanan 1,1 1,0 0,9 0,9 0,8 0,9Kiri 1,5 1,0 0,9 0,8 1,0 1,0

Maju - Stop 13,3 10,6 11,0 10,3 9,6 10,9Mundur - Stop 10,5 9,7 12,2 11,9 10,0 10,8

2 10 Meter

Maju x x x x x xMundur x x x x x xKanan x x x x x xKiri x x x x x x

Maju - Stop x x x x x xMundur - Stop x x x x x x

Tabel 16. Pengujian Jarak Kamera Normal (Tidak Ada Penghalang)

No Jarak Pengujian

Hasil Uji

1 0 - 30 Meter Gambar tampil dengan baik

4 30 - 35 Meter Gambar tampil terputus - putus

7 >35 Meter Gambar tidak tampil

7

Tabel 17. Pengujian Jarak Kamera Abnormal (Ada Penghalang)

No Jarak Pengujian

Hasil Uji

1 0 - 5 Meter Gambar tampil dengan baik2 5 - 10 Meter Gambar tampil terputus-

putus3 >10 Meter Gambar tidak tampil

KESIMPULAN DAN SARAN

KesimpulanSistem yang telah berhasil dirancang

merupakan robot pemantau berbasis wifi dan mikrokontroler ATMega328 yang dilengkapi kamera sebagai pemberi tahu keadaan sekitar robot, berdasarkan hasil perancangan, pengujian dan analisis terhadap robot dapat disimpulkan berjalan dengan baik, software robot pemantau berteknologi wifi dan ATMega328 ini telah berhasil dibuat berbasis web dengan menggunakan program bahasa HTML yang di konvert ke ATMega328, dan menggunakan apliaksi putty untuk editor Vi atau bisa disebut editor berbasis text yang digunakan oleh pemakai linux, karena pada penelitian ini menggunakan router yang telah di root menjadi router dengan OS berbasis linux, fungsi editor Vi disini adalah untuk mensetting berbagai kebutuhan router salah satunya untuk mensetting agar kamera dapat ditampilkan pada web melalui router.

Web yang telah dibuat di akses melalui koneksi wifi dan dibuka menggunakan web brower dengan mengetikkan alamat ip yang sudah ditentukkan sebelumnya, pada web tersebut user dapat mengendalikan pergerakan mobil dan memantau lingkungan sekitar robot berdasarkan kamera yang terpasang pada badan mobil, koneksi wifi untuk dapat menggerakkan mobil mencapai jangkauan terjauh yaitu <25 meter diluar ruangan sedangkan didalam ruangan hanya <10 meter dan akses kamera <35 meter diluar ruangan, <10 meter jika didalam ruangan, berdasarkan uji coba dan spesifikasi pada router, router lebih cocok jika digunakan pada area/ruangan

terbuka yang tidak ada penghalang pada penyebaran sinyal, karena frekuensi dari router tidak dapat menembus dinding atau benda padat lainnya yang bisa menjadi penghalang.

SaranTidak sepenuhnya alat yang telah dibuat

memiliki hasil yang sempurna, terdapat beberapa kendala dan kekurangan dari rancang bangun model robot pemantau ini yang harus dikembangkan untuk kedepannya, terutama pada akses jarak diarea abnormal yang belum bisa mencapai jarak yang optimal, disarankan untuk mencari referensi komponen sebagai penggati router ataupun memilih router yang cocok untuk mendapatkan hasil sesuai yang diinginkan, dikarenakan akses kontrol web juga belum stabil disarankan juga membuat web yang tidak me-reload ulang ketika proses transfer data berlangsung agar perintah dapat diproses dengan cepat, selanjutnya disarankan agar kamera dapat menyimpan gambar atau video dan arah kamera juga bisa dikendalikan melalui akses kontrol web serta ditambahkan juga cahaya pada kamera atau menggunakan LED infrared agar kamera tetap dapat melihat dalam keadaan gelap.

DAFTAR PUSTAKA

1) Christian Hernandez. 2010. Design and Implementation of a System for Wireless Control of a Robot. Interational Journal of Compute Science Issue (IJCSI). ISSN 1694-0814, Volume 7, Issue 5.

2) Heri Andrianto. 2016. Arduino Belajar Cepat dan Pemrograman. Penerbit Informatika: Bandung.

3) Jacquline M.S Waworundeng & Hendra Sayago. 2015. Aplikasi Pengontrolan Robot Pemantau Dari Udara Berbasis Android. ISSN 2477-8079, Cogito Smart Journal, Volume 1, No 1.

8

4) Ketan Dumbre, Snehal Ganeshkar & Ajinkya Dhekne. 2015. Robotic Vehicle Control using Internet via Webpage and Keyboard. Interational Journal of Computer Applications. ISSN 0975-8887, Volume 114, No 17.

5) Khairul Saleh. 2011. Rancang Bangun Robot Pemantau Wireless Berbasis Mikrokontroler ATMega8535 Menggunakan Bahasa Basic. Jurusan Fisika, Universitas Sriwijaya. Sumatra Selatan. Volume 15, Nomer 4 (B) 14404.

6) Kurnal Borker, Rohan Gaikwad & Ajaysingh Rajput. 2014. Wireless Controlled Surveillance Robot. Interational Journal of Advance Research in Computer Science and Management Studies. ISSN 2321-7782, Volume 2, Issue 2.

7) Mada Sanjaya. 2016. Membuat Robot Arduino Bersama Propfesor Bolabot Menggunakan Interface Python. Penerbit Gava Media: Yogyakarta.

8) Manisha B.Bansode & Prof.J.K.Singh. 2015. Android Mobile Phone Controlled Wi-Fi Robot. Interational Journal of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE). ISSN 2278-909X, Volume 4, Issue 6.

9) Mohammed Saquib Khan. 2015. WI-FI Based Robot Controlling by Webpage Interface and Video Monitoring. Interational Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008 Certified Journal, Volume 5, Issue 4.

10) Zaenurrohman. 2014. Perancangan Sistem Kontrol Wireless pada Mobile Robot Manipulator Berbasis Mikrokontroler ATMega8. Vol. 3, No. 1, ISSN 2301-4156.

9