RANCANG BANGUN ROBOT PEMBERSIH LANTAI

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Pakuan 1

RANCANG BANGUN ROBOT PEMBERSIH LANTAI BERBASIS

MIKROKONTROLER DENGAN PENGENDALIAN

SMARTPHONE ANDROID

Anshori Dinul haq1, Yamato 2, Agustini Rodiah Machdi 3

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan,

Bogor, Indonesia

Abstrak

Teknologi robot saat ini dapat difungsikan untuk alat membantu manusia untuk melaksanakan tugas

fisik dan memiliki berbagai kelebihan. Untuk dapat membuat suatu alat robot harus dilakukan beberapa

pertimbangan-pertimbangan yang sering mengalami kendala saat merancang sebuah robot , kendalanya

seperti kestabilan pergerakan tidak begitu stabil. Robot juga bisa ditugaskan untuk membantu

perkerjaan rumah tangga bisa dikerjakan menggunakan robot. Namun kenyataanya masih banyak

masyarakat yang belum memakai teknologi robot dikarenakan harganya yang lumayan mahal dan

kurangnya pengetahuan dalam menggunakan robot untuk rumah tangga. Untuk itu dibuatlah robot

pembersih lantai berbasis mikrokontroler dengan pengendalian smartphone android agar memudahkan

untuk membersihkan rumah. Robot pembersih lantai ini dapat di oprasikan secara manual dan autopilot

dengan pengontrolan menggunakan smartphone android dengan serial komunikasi Bluetooth untuk

mengoprasikan robot, jika robot dalam mode manual makan robot dapat digerakan maju, mundur, belok

kiri, belok kanan, stop, dengan penggerak robot yaitu motor DC dan dapat mengoprasikan vacuum,

pompa air secara manual dengan cara menekan tombol yang tersedia di aplikasi. Sedangkan pada mode

autopilot maka robot dapat di oprasikan secara automatis dengan cara robot akan maju sampai bertemu

dengan halangan yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik dengan begitu servo akan bergerak ke kanan

dan ke kiri untuk menentukan jarak yang lebih luas dengan cara sensor ultrasonik akan membaca jarak

kanan dan kiri, maka robot pembersih lantai akan berbelok ke kiri atau ke kanan untuk menghindari

halangan yang terbaca oleh sensor ultrasonik. Dengan begitu robot pembersih lantai dapat

mempermudah perkerjaan rumah tangga.

Kata kunci : Robot Pembersih Lantai Manual dan Autopilot, Bluetooth, Sensor Ultrasonik

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Robot merupakan salah satu teknologi yang

sedang berkembang di masa sekarang robot

sekarang bisa di temui di mana saja seperti di mall

biasanya robot yang sering digunakan di mall

untuk memberi informasi letak berbagai macam

took yang dibutuhkan, robot juga sering ditemui

di area perusahaan industri seperti robot pembawa

barang berat, robot tangan yang bisa mengambil

barang yang berbahaya seperti besi yang panas,

robot juga sering dilihat di rumah rumah seperti

robot vacuum yang berfungsi untuk

membersihkan lantai dari debu. Robot bisa

disebut sebagai alat mekanik yang dapat

menjalankan berbagai macam tugas fisik, baik di

kontrol maupun di program terlebih dahulu untuk

melakukan perintah perintah yang di butuhkan.

Robot juga bisa ditugaskan untuk membantu

perkerjaan rumah tangga, hampir keseluruhan

pekerjaan rumah tangga bisa dikerjakan

menggunakan robot. Namun kenyataanya, masih

banyak masyarakat yang belum memakai

teknologi robot dikarnakan harganya yang

lumayan mahal dan kurangnya pengetahuan

dalam menggunakan robot untuk rumah tangga.

Lantas untuk permasalahan tersebut maka harus

membuat alat untuk membantu perkerjaan rumah

tangga yang bisa digunakan untuk meringankan

perkerjaan rumah. Dari permasalahan latas

belakang, maka dirancang alat untuk tugas akhir

dengan judul “Rancang Bangun Robot

Pembersih Lantai Berbasis Mikrokontroler

Dengan Pengendalian Smartphone Android”

Alat ini merupakan perkembangan dari Rancang

Bangun Robot Vacuum Cleaner Berbasis

Mikrokontroler oleh Afwan Zikri, Anton

Hidayat, dan Derisma (2015) dengan merancang

dan membuat robot untuk membantu pekerjaan


rumah.[1]

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan Tujuan dari pembuatan alat ini

membuat rancang bangun pembersih lantai yang

dapat membantu pekerjaan rumah.

II. TEORI DASAR

2.1 Baterai Lithium

Baterai adalah elemen kering yang mempunyai

sumber energi kimia yang terdapat pada baterai

yang dapat di rubah menjadi energi listrik yang

bisa di aplikasikan pada komponen elektronik

yang kecil. Seperti perangkat-perangkat

elektronik yang dapat dimbawa kemana-mana

seperti handphone, power bank, dan remot

control mengunakan baterai sebagai sumber

listrik. Sedangkan baterai tidak memerlukan

penyambungan alat yang digunakan untuk

mentransmisikan tegangan dari satu tempat

keptempat lainnya, supaya bisa memudahkan di

bawa kemana-mana. tiap baterai memiliki

terminal - (positif) dan terminal + (negatif)serta

elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar.

Output arus listrik dari baterai adalah arus searah

atau bisa disebut juga dengan arus DC (direct

current). Gambar dapat ditunjukkan pada gambar

1 berikut : [2]

Gambar 1 Baterai Lithium-ion

Pada gambar 2.1 ditunjukan pada baterai lithium-

ion terdapat informasi yang terdapat pada baterai

seperti :

a. 18650 adalah ukuran baterai yaitu untuk

angka 18 untuk diameter baterai

18mm dan angkat 650 untuk

ukuran tinggi baterai yaitu

65,0mm

b. 6800mAh adalah kapasitas listrik yang

terdapat di baterai

c. 3.7V adalah tegangan output baterai

d. Li-ion adalah singkatan dari jenis baterai

Lithium-ion

e. Anoda adalah sisi negative baterai

f. Katoda adalah sisi positif baterai

Konsumsi daya listrik pada baterai

lithium-ion dapat dilakukan penghitungan

pemakaian baterai pada sebuat alat. Untuk

meghitung pemakaian baterai tersebut didasarkan

pada analisis pada isotrofis, seperti pada

persamaan 2.1 berikut : [13]

𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 =𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖

𝐴𝑟𝑢𝑠 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛…….(1)

Dimana :

kapasitas baterai = amper hour (Ah)

arus kerja keseluruhan = kuat arus

(Ampere)

2.2 Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik berfungsi untuk mengetahui

adanya sebuah objek yang terdeteksi oleh sensor

ultrasonik, sedangkan untuk mengetahui sensor

ultrasonik mendeteksi adanya objek dikarenakan

adanya transmitter dan reciver yang terdapat pada

sensor ultrasonik, sensor ultrasonik yang

digunakan pada alat ini adalah HC-SR04.

Gelombang suara akan di hasilkan transmitter

yang ada di sensor ultrasonik, gelombang suara

akan dikirim transmitter lalu apabila di depan

sensor terdapat adanya suatu objek makan

gelombang suara yang dihasilkan transmitter

akan di pantulkan kembali oleh objek yang

terdeteksi lalu reciver yang terdapat pada sensor

ultrasonic akan menerima gelombang suara yang

sudah di pantulkan oleh objek, sedangkan apabila

di depan sensor tidak terdapat suatu objek maka

receiver yang terdapat pada sensor ultrasonik

tidak akan menerimah gelombang suara yang di

pancarkan oleh transmitter. Gambar dapat

ditunjukkan pada gambar 2 berikut : [4]

Gambar 2 Sensor Ultrasonik

2.3 Shild Motor Driver L293D

Driver motor shild L293D merupakan module

yang digunakan untuk mengatur kecepatan serta

arah putar motor DC. motor driver shild L293D

adalah driver motor yang kompleks dan praktis

yang memiliki desain seperti arduino UNO R3,

driver ini memiliki 4 output motor yang terdiri


dari M1, M2, M3, M4 sehinggan driver ini sangat

cocok untuk robot 4wd dan driver L293D juga

memiliki output untuk motor steper dan juga

servo. Gambar dapat ditunjukkan pada gambar 3

berikut : [6]

Gambar 3 Shild Motor Driver L293D

2.4 Arduino UNO R3

Mikrokontroler adalah sebuat komputer kecil di

dalam sebuah chip IC yang berisi CPU, memory,

timer, sound, dan komunikasi serial, port input

output mikrokontroler sangat berguna untuk

pengaman rumah, monitoring rumah. Arduino

UNO R3 adalah sebuah sistem minimum yang

dapat menjalankan mikrokontroler, yang

dimaksud sistem minimum adalah arduino UNO

R3 sudah menyiapkan komponen komponen

untuk bisa menjalankan mikrokontroler

contohnya resistor, kapasitor, LED dan lain-

lainya menjadi kesatuan dan sudah di upload

board loader arduino jadi bisa di program oleh

software arduino tersebut. Gambar dapat

ditujukkan pada gambar 4 berikut : [5]

Gambar 4 Arduino UNO R3

2.5 Motor DC

Motor mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik dengan bantuan magnet. Motor DC

adalah salah satu jenis motor yang sering

digunakan pada berbagai macam komponen

seperti mobil-mobilan, kipas pendingin, dan lain

lain.terdapat 2 bagian penting dalam motor DC

yaitu stator dan robot dimana stator merupakan

bagian utama motor DC yang tidak dapat

bergerak sedangkan robot adalah bagian utama

motor DC yang dapat bergerak. Sehingga apabila

motor DC dialiri listrik maka baik stator dan rotor

menghasilkan magnet, dan kemagnetan itu

membuat rotor berputar. Gambar dapat

ditunjukkan pada gambar 5 berikut [7]

Gambar 5 Motor DC

2.6 Module Bluetooth

Module Bluetooth merupakan sarana komunikasi

antar mikrokontroler dengan device lainnya yang

memiliki teknologi beluetooth semisalnya

smartphone dengan alat elektronik lainya yang

memiliki teknologi beluetooth. Fungsi Bluetooth

yaitu memudahkan proses berbagi data baik

video, audio, maupun berkas, sehingga

menggantikan sarana perantara kabel dalam

proses berbagi data. Gambar dapat ditunjukkan

pada gambar 6 berikut [9]

Gambar 6 Module Bluetooth


2.7 Servo

Motor servo SG09 adalah motor yang sering

dijumpai pada RC, remot control, pesawat, dan

robot berkaki. Motor servo merupakan aktuator

dengan kontrol umpan balik dimana pergerakan

motor ini sudut 0 sampai 180 derajat. Secara

sederhana motor servo terdiri dari motor DC,

gear, driver motor, lengan motor . sebagai

penggerak utamanya yaitu motor DC tersebut

dihubungkan pada rangkaian gearbox yang

bertujuan untuk menambahkan torsi dari putaran

motor DC dengan tujuan akhir lengan motor servo

Berikut gambar motor servo SG09 2.14 : [9]

Gambar 7 Servo SG90

2.8 Relay 2 Channel

Relay arduino adalah modul yang berfungsi

sebagai saklar elektrik yang mampu menyalakan

atau mematikan setiap komponen yang terhubung

pada relay. Modul relay akan memproses secara

otomatis berdasarkan perintah logika yang

diberikan pada arduino. [10] untuk membedakan

relay dan saklar adalah untuk menyalakan dan

mamatikan sebuah komponen yang terhubung

pada saklar di lakukan dengan cara manual,

sedangkan relay harus memiliki arus listrik untuk

menyalakan dan mematikan tiap komponen yang

terhubung relay. Penggunaan relay pada arduino

dilakukan secara otomatis. Dalam hal ini relay

difungsikan untuk menyalakan dan mematikan

komponen. Relay membutuhkan tengagan 5VDC

untuk inputnya. Tegangan pada relay didapat dari

shild motor driver L293D. Sehingga relay dapat

mengoprasikan tengangan 12 VDC untuk

dinyalakan atau dimatikan untuk komponen

motor DC yang memerlukann tegangan DC. Fisik

dari relay ditunjukan pada gambar 8 berikut : [10]

Gambar 8 Relay 2 Channel

2.9 App Inventor

Aplikasi inventor adalah aplikasi web yang

menggunakan sistem menyeret, dan menjatuhkan

blok visual program yang memungkinkan untuk

membuat dan mengembangkan aplikasi untuk

android. Cukup dengan memahami alur logika

sebuah program . Berikut gambar MIT app

inventor yang ditunjukan pada gambar 9 berikut :

[11]

Gambar 9 App Inventor

III. PERANCANGAN ALAT

3.1 Umum

Perancangan dari alat ini memiliki sistem kerje

bahwa Arduino R3, dan L293D driver motor

berperan sebagain pengontrolan dari keseluruhan

sistem robot pembersih lantai, dimana M1, M2,

M3, M4 yang terdapat pada driver motor L293D

terhubung dengan motor DC. Terdapat 2 mode

pada robot yaitu mode manual, dan mode

automatis, apabila robot dalam mode manual

maka robot dapat di kontrol secara manual

menggerakan robot ke kiri, kanan, depan,

mundur, dan dapat mengontrol relay agar motor

vacuum dan motor gearbox dapat dikandalikan on

atau off, sedangkan pada mode automatis robot

akan jalan maju secara automatis dan akan

berhenti ketika terdapat halangan di depan robot.

Servo dan sensor ultrasonik akan berfungsi

apabila terdapat halangan didepan robot, robot

akan mundur sedangkan servo akan berputan ke

kiri dan ke kanan dengan begitu sensor ultrasonik

dapat membaca jalur yang tidak terdapat

halangan. Robot akan menerima input dari

bluetooth dan L293D driver motor yang


terhubung dengan arduino UNO R3. Sementara

untuk komunikasi nirkabel digunakan juga

dengan alat pengontrolan yaitu arduino R3 akan

mengsingkronkan dengan smartphone akan

mengirimkan informasi-informasi melalui

aplikasi kontrol yang telah tersedia, dan dapat

menerima perintah pengguna untuk mengontrol

robot pembersih lantai.

dapat dilihat blok diagramnya seperti pada

gambar 10 di bawah ini :

Gambar 10 Blok Diagram Sistem Perancangan

3.2 Diagram Alir

Secara garis besar perancangan sistem robot

pembersih lantai mikrokontrolernya

menggunakan arduino UNO R3 dan shild motor

driver L293D sebagai driver motor sebagai

pengontrolannya menggunakan software app

inventor yang sudah dibuat agar dapat

mengoprasikan robot pembersih lantai dengan 2

mode yaitu manual dan automatis, serial

komunikasi menggunakan Bluetooth. Robot

pembersih lantai pada mode manual maka dapat

menjalankan robot maju, mundur, ke kiri, ke

kanan, menyalakan vacuum atau pompa air secara

manual dengan cara menekan tombol yang

tersedia di app, sedangkan pada mode autopilot

robot akan menyalakan vacuum dan pompa air

dengan automatis robot akan maju jika di depan

robot terdeteksi halangan makan servo akan

bergerak ke kiri dan kanan untuk menentukan

jarak mana yang lebih luas, setelah menentukan

jarak yang luas maka robot dapat berbelok ke kiri

atau ke kanan secara automatin. seperti pada

gambar 11 berikut :

Gambar 11 Diagram Alir Sistem Robot

Pembersih Lantai

Berikut penjelasan diagram alir dari program

robot pembersih lantai berbasis mikrokontoler

dengan pengendalian smartphone android. seperti

pada gambar 12 berikut :

Gambar 12 Diagram Alir Program

3.3 Perancangan Rangkaian Driver Motor

Pada perancangan rangkaian driver motor yang

terhubung dengan mikrokontroler sebagai driver


pengerak robot. Rangkaian mikrokontroler

terhubung dengan shild driver L293D serta

skematik dari perancangan rangkaian shild driver

motor yang terhubung dengan mikrokontroler

arduino dapat dilihat seperti pada gambar 13

berikut :

Gambar 3. 13 Perancangan rangkaian driver

motor ke mikrokontroler

3.4 Perancangan Rangkaian Motor DC

Pada perancangan rangkaian motor DC yang

terhubung dengan shild driver motor L293D

sebagai pengerak robot. Rangkaian motor DC

serta skematik dari perancangan rangkaian motor

DC dapat dilihat seperti pada gambar 14 berikut :

Gambar 14 Rangkaian Motor DC

Pada gambar 3.7 perancangan rangkaian motor

DC terdapat shild motor driver L293D yang sudah

terhubung dengan pin arduino UNO R3. Terdapat

4 buah motor DC pada motor 1 disambungkan ke

sumber M1 yang terdapat pada motor driver, pada

motor 2 masuk ke sumber M2, pada motor 3

masuk ke sumber M3, pada motor 4 masuk ke

sumber M4. Skematik rangkaian Motor DC

ditunjukkan pada gambar 15 berikut :

Gambar 15 Skematik Rangkaian Motor DC

3.5 Perancangan Rangkaian Sensor

Pada alat ini menggunakan sensor ultrasonik dan

servo sebagai penentu gerak robot dengan

menggunakan mode automatis dengan

komunikasi bluetooth pada aplikasi kontrol.

Rangkaian dan skematik sensor ultrasonik dapat

dilihat seperti pada gambar 16 dan 17 berikut :

Gambar 16 Rangkaian Sensor

Pada gambar 17 perancangan rangkaian sensor

ditambahkan beberapa komponen seperti sensor

ultrasonik HC-SR04 pada pin HC-SR04 trig dan

echo masuk ke pin A0 dan A1 yang ada di motor

driver sedangkan VCC dan GND masuk ke 5V,

GND motor driver, pada servo SG-90 langsung

dihubungkan ke pin servo yang tersedia di motor

driver, pada pin module bluetooth Rx dan Tx

masuk ke pin Tx dan Rx yang ada di motor driver,

untuk VCC dan GND masuk ke 5V dan GND

yang terdapat di motor driver. Skematik

rangkaian sensor dapat ditunjukkan pada gambar

17 berikut :


Gambar 17 Skematik Rangkaian Sensor

3.6 Perancangan Rangkaian Keseluruhan

Padabperancangangrangkaianokeseluruhaniyang

amerupakanmgabunganhdaribseluruhnperancang

anhdarimmasing masing module dan sensor yang

dirangkai menjadi sebuah sistem robot pembersih

lantai. Rangkaian dan skematik dari perancangan

alat ini secara keseluruhan dapat dilihat seperti

gambar 18 dan 19 :

Gambar 18 Rangkaian Keseluruhan

Pada gambar 18 perancangan rangkaian relay

ditambahkan relay 2 channel yang dapat

menyalakan dan mematikan beberapa komponen

dengan cara IN1 dan IN2 pin relay masuk ke pin

A2 dan A3 yang terdapat di motor driver, untuk

VCC dan GND di pin relay masuk ke pin 5V dan

GND yang terdapat di motor driver. Sedangkan

untuk keluaran relay 2 cahannel pada outputan

channel 1 NO 1 disambungkan dengan negative

komponen vacuum dan motor gearbox, pada

channel 2 NO 2 disambungkan dengan negative

komponen pompa air, untuk COM channel 1

masuk ke tegangan 11.1V untuk channel 2 masuk

ke tegangan 5V yang ada di motor driver.

Gambar 16 Skematik Rangkaian Keseluruhan

3.7 Perancangan Perangkat Lunak

Program robot pembersih lantai dengan

menggunkanan perangkat lunak yang dinamakan

integrated deveopment encivironmet (IDE), yaitu

sebuah software yang digunakan untuk

melakukan mengembangan sebuah program atau

untuk memasukan suatu program agar melakukan

fungsi-fungsinya dengan melalui sintaks

pemrograman. Fungsi dari software IDE ini juga

sebagai text editor untuk mengedit program,

membuat program, dan mengupload ke board

Arduino UNO R3.

3.8 Perancangan Perancangan Aplikasi

Control

Pada perancangan aplikasi control robot

dimaksudkan untuk dapat membuat aplikasi yang

dapat menggontrol robot pembersih lantai, yang

dapat di desain sendiri sesuai dengan dengan yang

dapat diperintahkan oleh robot. Aplikasi ini juga

digunakan untuk melakukan koneksi bluetooth

yang ada pada robot pembersih lantai. Berikut

gambar aplikasi control yang ada pada gambar

3.18 berikut :


Gambar 17 Aplikasi Control Robot Pembersih

Lantai

IV PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian

Untuk mengetahui kinerja dari sistem yang telah

dibuat, maka perlu dilakukan sebuah pengukuran

yang berfungsi untuk mengetahui kinerja dari

masing-masing bagian sistem seperti modul

sensor, modul relay, dan perangkat lainnya,

apahkah sudah sesuai atau tidak dengan sperifikasi

alat yang dibuat. Untuk rangkaian yang di ukur

adalah rangkaian sensor ultrasonik, rangkaian

module Bluetooth.

4.2 Prosedur Pengoprasian Alat

Prosedur pengoperasian adalah langkah-langkah

yang dilakukan dalam proses pengujian robot

pembersih lantai adapun proses pengoperasian

robot pembersih lantai secara otomatis dan

manual dapat dilakukan dengan langkah - langkah

sebagai berikut :

1. Menyalakan Bluetooth pada smartphone

2. Membuka aplikasi control yang terdapat

pada smartphone

3. Menyalakan saklar on pada robot

pembersih lantai yang sudah terdapat

baterai

4. Melakukan pairing kepada smartphone ke

robot.

5. Tekan tombol maju, mundur, kiri, kanan

menyalakan pompa, menyalakan vacuum

dengan cara menekan tombol di aplikasi

control dengan cara manual.

6. Tekan tombol autopilot untuk menjalankan

robot secara automatis.

7. Dan untuk menghentikan keseluruhan

sistem dengan menekan saklar off yang

terdapat pada robot.

4.3 Pengujian dan Analisis Pada Sistem

Kerja Sensor Ultrasonik

Pengujian ini dilakukan untuk tujuan mengetahui

cara kerja sensor ultrasonik seperti apa dalam

membaca jarak dari satu objek ke sensor

ultrasonik yang terdapat pada alat robot pembersih

lantai. dengan menentukan jarak yang akan di uji

terhadap pengoprasian robot pembersih lantai

dengan program yang terdapat pada robot, robot

tidak bisa maju <30 cm dengan begitu makan akan

ditentukan dengan jarak uji percobaan ke 1 10 cm,

percobaan ke 2 20 cm, percobaan ke 3 30 cm,

percobaan ke 4 40 cm. Pengujian sensor ultrasonik

terhadap pengoprasian robot pembersih lantai

ditunjukkan pada tabel 1 berikut :

Tabel 1 Hasil pengujian sensor terhadap robot

Percob

aan ke-

Jara

k uji

dari

sens

or

(cm)

Jarak

terba

ca

(cm)

Servo

bergerak ke

Left/Right

jika sensor

<30

Robot

berger

ak

Jarak

terba

ca L

Jarak

terba

ca R

1 10 9 72 43 kiri

2 20 19 81 29 Kiri

3 30 29 35 91 Kana

n

4 40 39 - - Maju

Dari hasil pengujian sensor ultrasonik terhadap

robot pembersih lantai digunakan untuk

mengetahui program yang terdapat pada robot

sangat baik dikarenakan setiap ada halangan robot

bergerak ke tempat yang lebi luas dari jangkauan

sensor ultrasonik pada jarak 10 cm sensor

ultrasonik membaca jarak 9 cm dan robot

membaca jarak Left: 72 cm, Right: 43 cm lalu

robot bergerak ke kiri, pada jarak 20 cm sensor

membaca jarak 19 cm dan robot membaca jarak

Left: 81 cm, Right: 29 cm lalu robot bergerak ke

kiri, pada jarak 30 cm sensor membaca jarak 29

cm dan robot membaca jarak Left: 35 cm, Right:

91 cm lalu robot bergerak ke kanan, pada jarak 40

cm sensor membaca jarak 39 cm dengan begitu

robot akan tetap maju dikarenakan program yang

terdapat pada robot tidak bisa <30 cm. dengan

hasil yang telah diperoleh dapat disimpulkan

bahwa sensor ultrasonik pada robot berfungsi


mengikuti program yang telah di masukan ke

robot. Pembacaan sensor sesuai dengan nilai

pengukuran menggunakan pengaris.

4.3.1 Pengujian dan Analisis Sistem Kerja

Module Bluetooth

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja

dari module bluetooth dalam koneksi atau pairing

antar aplikasi control dengan robot pembersih

lantai yang terdapat modul bluetooth sebagai

penghubung smartphone android dengan robot.

Pengujian dilakukan berdasarkan dengan simulasi

nyata melakukan pairing dengan cara

mengkoneksikan aplikasi ke robot dalam satuan

meter (m) dengan menentukan beberapa jarak

yang akan di uji dalam pengujian ini ditentukan

dengan jarak 1 m, 5 m, 10 m, 15m. pengujian

modul bluetooth ditunjukkan pada tabel 2 berikut

:

Tabel 2 Hasil pengujian modul bluetooth

Percobaan

ke-

Jarak uji

bluetooth

(m)

Pairing

aplikasi

ke robot

Keterangan

1 1 Berhasil Berhasil

pairing


pairing


pairing


pairing


pairing

6 40 Tidak

berhasil

Robot

tidak

terhubung

Dari hasil pengujian pairing modul buetooth ke

aplikasi control digunakan untuk mengetahui

modul bluetooth terhubung atau tidak terhadap

aplikasi control pada jarak 1 m aplikasi dapat

terhubung dengan robot, pada jarak 5 m aplikasi

dapat terhubung dengan robot, pada jarak 10 m

aplikasi dapat terhubung dengan robot, pada jarak

15 m aplikasi dapat terhubung dengan robot, Pada

jarak 30 m aplikasi dapat terhubung dengan robot,

pada jarak 40 m aplikasi tidak terhubung dengan

robot Dengan hasil yang telah diperoleh dapat

disimpulkan bahwa modul bluetooth dapat pairing

ke robot walaupun jarak antar smartphone ke

bluetooth berjarak 30 meter tetep terhubung

sedangkan pada jarak 40 meter aplikasi tidak

terbubung dengan robot. Pembacaan modul

bluetooth sesuai dengan nilai pengukuran

menggunakan meteran dan pengujian dilakukan

tanpa ada halangan dari smartphone ke robot .

Setelah melakukan pengujian koneksi smartphone ke robot, maka diperlukan pengujian

jarak koneksi bluetooth antara smartphone dan

robot sehingga di dapat jangkauan koneksi yang

maksimal untuk pengendalian robot dan akan

dapat hasil sebagai berikut saat jarak koneksi

bluetooth terhubung robot dapat dikendalikan,

saat koneksi bluetooth terputus-putus robot susah

dikendalikan, saat koneksi bluetooth terputus

robot tidak dapat dikendalikan. Hasil pengujian

jarak koneksi dari smartphone ke robot

ditunjukkan pada tabel 3 berikut :

Tabel 3 Hasil pengujian jarak koneksi

Percobaa

n ke

Jarak

(m)

Hasil Keterangan

1 1

sampa

i 24

Terhubun

g

Robot dapat

dikendalika

n

2 26

sampa

i 30

Putus-

putus

Robot susah

dikendalika

n

3 32

sampa

i 40

Tidak

terhubung

Robot tidak

dapat

dikendalika

n

Dari hasil pengujian koneksi dari smartphone ke

robot dapat disimpulkan untuk jangkauan jarak

koneksi bluetooth antara smatphone android dan

robot pembersih lantai untuk dapat dikendalikan

sepenuhnya dengan jarak jangkauan maksimal 25

meter sampai dengan jarak 32 meter mengalami

sinyal yang kurang baik yaitu terputus-putus, dan

lebih dari jangkauan 32 meter akan mengalami

koneksi yang mana sinyalnya terputus sehingga

robot tidak dapat dikendalikan lagi. Pembacaan

koneksi bluetooth sesuai dengan nilai pengukuran

menggunakan meteran dan pengujian dilakukan

tanpa adanya halangan dari smartphone ke robot.

4.3.2 Pengujian dan Analisis Sistem kerja relay

2 channel

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja

dari relay 2 channel yang berfungsi untuk

memutuskan tegangan arus kepada perangkat

seperti pompa air, motor DC, dan vacuum. Untuk

mengetahui sensitifitas dari kinerja relay ini

diperlukan pengujian sensitifitas dengan

menentukan apahkan sudah sesuai ketika hanya

relay pada posisi on perangkat juga akan on dan

ketikan relay pada posisi off perangkat juga akan

di posisi off, yang selanjutnya dilakukan

pengukuran tegangan pada masing-masing kondiri


realy. Hasil dari pengujian sensitifitas kerja pada

relay ditunjukkan pada tabel 4 berikut :

Tabel 4 Hasil pengujian dengan kondisi relay off

semua

Rela

y

Perangk

at

kondi

si

Teganga

n pada

perangk

at relay

(VDC)

Teganga

n pada

perangk

at (V)

1 Motor

vacuum

Off 11.7 4,8V

2 pompa Off 4,8 4,8V

Tabel 5 Hasil pengujian dengan relay satu dalam

keadaan on

Rela

y

Perangk

at

kondi

si

Teganga

n pada

perangk

at relay

(VDC)

Teganga

n pada

perangk

at (V)

1 Motor

vacuum

On 9,1 4,7

2 pompa Off 4,8 4,8

Tabel 6 Hasil pengujian dengan relay dua dalam

keadaan on

Rela

y

Perangk

at

kondi

si

Teganga

n pada

perangk

at relay

(VDC)

Teganga

n pada

perangk

at (V)

1 Motor

vacuum

Off 11,4 4,7

2 pompa On 4,7 4,5

Tabel 7 Hasil pengujian dengan kondiri relay on

semua

Rela

y

Perangk

at

kondi

si

Teganga

n pada

perangk

at relay

(VDC)

Teganga

n pada

perangk

at (V)

1 Motor

vacuum

On 8,9 4,5

2 Pompa On 4,7 4,5

Dari hasil pengujian relay dapat dilihat bahwa

relay dalam posisi off maka tegangannya akan

besar, sedangkan apabila salah satu relay kondisi

on makan teganganya lebih kecil dari kondisi

relay off. Relay dapat berkerja dengan baik untuk

menghubungkan atau mematikan perangkat yang

bersumber listrik 11,7 VDC untuk motor vacuum

sedangkan 5 VDC untuk pompa mini. Tegangan

yang didapatkan pada relay kondisi off semua,

maka didapatkan tegangan sebesar 11,7 VDC

untuk motor vacuum dan 4,8 VDC untuk pompa

air mini, dan untuk bebannya didapat hasil

pengukuran dan didapat tegangan pada perangkat

robot sebesar 4,8 VDC. Sementara ketika kondisi

on untuk semua relay maka didapatkan tegangan

rata-rata sebesar 8,9 VDC untuk motor vacuum,

dan 4,7 VDC untuk pompa air mini dan untuk

perangkat didapatkan tegangan sebesar 4,5 VDC.

4.4 Pengujian dan Analisis sistem kerja

daya tahan baterai robot

Pada pengujian ini bertujuan untuk mengetahui

daya tahan baterai lithium-ion pada robot

pembersih lantai. Untuk mengetahui daya tahan

baterai maka diperlukan sensitifitas arus (ampere)

yang terdapat pada robot pembersih lantai dengan

cara menghitung tiap komponen yang

berhubungan langsung dengan robot pembersih

lantai seperti pada relay 2 channel, shild motor

driver L293D, modul bluetooth, servo, sensor

ultrasonik, motor DC, motor gearbox, vacuum,

dan pompa air. Hasil dari pengujian sensitifitas

arus pada robot arduino ditunjukan pada tabel 8

berikut :

Tabel 8 Hasil pengujian arus

n

o

kompo

nen

Arus

yang

dipero

leh

mA

Arus

yang

dipero

leh

mA

Arus

yang

dipero

leh

mA

Rata-

rata

arus

yang

dipero

leh

1 Shild

L293D

motor

driver

1,36 1,36 1,35 1,36

2 Motor

1

1,29 1,29 1,29 1,29

3 Motor

2

1,29 1,28 1,29 1,29

4 Motor

3

1,28 1,29 1,29 1,29

5 Motor

4

1,29 1,29 1,29 1,29

6 Motor

gearbo

x

1,37 1,36 1,37 1,37

7 Vacuu

m

1,37 1,38 1,38 1,38

8 Pompa

air

0,32 0,32 0,31 0,32

9 Relay

2

channe

l

1,05 1,04 1,05 1,05


1

0

Modul

e

blueto

oth

0,31 0,31 0,30 0,31

1

1

Sensor

ultraso

nik

0,20 0,21 0,21 0,21

1

2

Servo 0,20 0,19 0,20 0,20

Arus total 11,36

mA

Dari hasil pengujian pada sensitifitas arus pada

tiap komponen dengan cara mengukur arus setiap

komponen seperti pada shild L293D yang

memiliki arus 1,36 mA, pada motor 1, motor 2,

motor 3, motor 4, memiliki arus yang sama yaitu

1,29 mA, pada motor gearbox memiliki arus 1,37

mA, pada vacuum memiliki arus 1,38 mA, pada

poma memiliki arus 0,32 mA, pada relay 2

channel memiliki arus 1,05 mA, pada module

bluetooth memiliki arus 0,31 mA, pada sensor

ultrasonIC memiliki arus 0,21 mA, pada servo

memiliki arus 0,20 mA. Setelah menghitung arus

setiap komponen yang dimiliki robot pembersih

lantai maka dapat menghitung arus total pada

robot pembersih lantai, dengan cara

menambahkan setiap arus pada komponen

menjadi 1 dengan begitu arus total yang dimiliki

robot pembersih lantai yaitu sebesar 11,36 mA

maka dapat dilakukan perhitungan daya tahan

baterai menggunakan persamaan 2.1 berikut :

𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖

=𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖

𝐴𝑟𝑢𝑠 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛

Dimana :

kapasitas baterai = amper hour (Ah)

arus kerja keseluruhan = kuat arus

(Ampere)

𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑘𝑎𝑠𝑖𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑖 =6,8 𝐴ℎ

0,1136

= 56 menit

Dieffisiensi baterai 20% = 11,8 menit

Total pemakaian = 56 menit – 11,8menit

46,2 (46 menit, 2detik)

Setelah melakukan perhitungan menggunakan

persamaan yang terdapat di 1 berikut penjelasan

angka yang terdapat pada persamaan perhitungan

1

6,8Ah = kapasitas baterai

0,1136 = arus kerja keseluruhan robot

yang terdapat pada tabel 4.10

56 menit = hasil keseluruhan daya tahan

baterai

Dieffisiensikan 20% = hasil keseluruhan

daya tahan baterai – 20%

46,2 menit = hasil daya tahan baterai

setelah dieffisiensikan 20%

maka daya tahan baterai hanya 46,2 menit (46

menit, 2 detik) hasil perhitungan baterai akan di

uji coba dengan cara mengoprasikan robot

pembersih lantai selama 15 menit, 20 menit, 30

menit, 40 menit, 50 menit. Berikut tabel 9

pengoprasian robot berikut :

9 Hasil pengujian robot

Percobaan

ke-

Waktu

uji

coba

(menit)

Robot keterangan

1 15 Aktif Robot aktif



4 40 Melemah Robot

mulai

melemah

5 50 Melmah Robot

sangat

lemah

untuk

bergerak

Dari hasil yang ditunjukan pada table 4.12 robot

bergerak dengan baik dikarenakan robot dalam

waktu 40 menit robot masih berjalan tanpa ada

kendala sedangkan robot muali melemah apabila

robot dinyalakan lebih dari 40 menit dikarenakan

baterai yang mulai mau habis daya, setalah baterai

habis maka baterai dapat di isi ulang dengan cara

meng charger secara manual. Dapat disimpulkan

robot bergerak sesuai dengan kapasitas baterai

yang digunakkan.

V. KESIMPULAN

Setelah melakukan perancangan untuk

membuat robot pembersih lantai. Dengan

demikian data-data dan pengujian untuk hasil

robot pembersih lantai dapat disimpulkan bahwa:

1. Pengujian setiap komponen masing-

masing memiliki fungsi yang berbeda

beda seperti sensor ultasonik memiliki

sensitifitas yang hampir mirip dengan

pengukuran penggaris. Sedangkan pada

komponen relay 2 channel yang berfungsi

menyambungkan atau memutuskan


komponen seperti motor gearbox,

vacuum, pompa air yang terdapat pada

robot memiliki maisng-masing output 4,8

VDC pada kondisi off, sedangkan masing-

masing output sebesar 4,5 VDC untuk

kondisi on. Pada komponen module

bluetooth yang terdapat pada robot untuk

pengkoneksian dari smartphone android

ke robot pembersih lantai diketehui jarak

maksimalnya untuk pengoprasian robot

pembersih lantai adalah sebesar 30 meter.

sedangkan apabila pengoprasian

smartphone android ke robot pembersih

lantai berjarak 32 meter / lebih dari 30

meter robot susah dikendalikan bahkan

tidak dapat di kontrol untuk koneksi dari

smartphone ke robot

2. Diperlukan 3 buah baterai lithium-ion 3,7

V dan 6,8 ah yang terhubung sehingga

kapasitas baterai tetap sebesar 6,8 ah

dengan tegangan 11,1 V. dengan begitu

daya tahan baterai hanya sampai 46,2 (46

menit, 2 detik).

3. Setiap komponen yang berkerja pada

robot pembersih lantai berkerja dengan

baik dan sesuai dengan fungsinya,

mengikuti program yang telah di buat.

Pada control robot menggunakan aplikasi

juga berkerja dengan baik mengikuti

perintah yang telah dibuatkan untuk robot

pembersih lantai, hanya sajah sering

terjadi delay untuk pengoprasian robot

pembersih lantai, dikarenakan jarak dari

robot bluetooth ke smartphone android.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Afwan Zikri, Anto Hidayat, dan Derisman

Rahmadani “Rancang Bangun Robot

Vacuum Cleaner Berbasis

Mikrokontroler” Universitas Andalas,

Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.

[2] Badril “ Rancang Bangun Robot

Pemadam api menggunakan kontrol

arduino via bluetooth berbasisi arduino

r3” Universitas Sumatra Utara Medan,

Fakultas matematika dan

ilmupengetahuan alam.

[3] https://de-tekno.com/2018/05/mengenal-

battery-18650-battery-dengan-power-

besar/ (diakses pada 26nov 2021 pukul

13.05)

[4] http://repository.uinsuska.ac.id/17942/7/

7.%20BAB%20II.pdf (diakses pada 03

des 2021 pukul 13.20)

[5] https://teknikelektronika.com/pengertia

n-motor-DC-prinsip-kerja-DC-

motor/#google_vignette (diakses pada

31 mei 2021 pukul 16.40)

[6] https://www.andalanelektro.id/2018/09/c

ara-kerja-dan-karakteristik-sensor-

UltrasonIC-hcsr04.html (diakses pada 31

mei 2021 pukul 10.20)

[7] https://www.aldyrazor.com/2020/05/mo

dul-relay-arduino.html (diakses pada 31

mei 2021 pukul 16.40)

[8] https://www.narincomICro.com/uploads/

files/6aead78267349027f0867eda45a615

29.pdf (diakses pada 31 mei 2021 pukul

11.15)

[9] Sensor, 2019, "Pengertian Sensor dan

Jenis-jenis Sensor" https://

teknikelektronika.com/pengertian-

sensor-jenis-jenis-sensor/ (diakses

pada 31 mei 2021 pukul 16.05).

[10] WICaksono, Hidayat. "Mudah Belajar

Mikrokonroler Arduino" Informatika,

Bandung. 2017.

PENULIS

1) Anshori Dinul Haq ST., Alumni (2021)

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Pakuan Bogor

([email protected])

2) Ir. Yamato, M.T. Staf Dosen Program

Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik,

Universitas Pakuan Bogor.

3) Agustini Rodiah Machdi, ST. MT. Staf

Dosen Program Studi Teknik Elektro,

Fakultas Teknik, Universitas Pakuan

Bogor.

https://de-tekno.com/2018/05/mengenal-battery-18650-battery-dengan-power-besar/%20(diakses



http://repository.uinsuska.ac.id/17942/7/7.%20BAB%20II.pdf

http://repository.uinsuska.ac.id/17942/7/7.%20BAB%20II.pdf

https://teknikelektronika.com/pengertian-motor-dc-prinsip-kerja-dc-

https://teknikelektronika.com/pengertian-motor-dc-prinsip-kerja-dc-

https://www.andalanelektro.id/2018/09/cara-kerja-dan-karakteristik-sensor-

https://www.andalanelektro.id/2018/09/cara-kerja-dan-karakteristik-sensor-

https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay-arduino.html

https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay-arduino.html

https://www.narincomicro.com/uploads/files/6aead78267349027f0867eda45a

https://www.narincomicro.com/uploads/files/6aead78267349027f0867eda45a

Documents

RANCANG BANGUN ROBOT PEMBERSIH LANTAI