5

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini akan dibahas beberapa dasar teori yang menjadi dasar dan acuan

untuk membuat dan merealisasikan sistem. Teori tersebut terdiri dari kajian pustaka,

aturan dasar pertandingan, landasan teori yang membahas mengenai mikrokontroler

ATmega324A, infrared proximity sensor, ultrasonik sensor SRF04, sensor garis dan

konsep dasar sistem.

2. KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Berikut adalah beberapa kajian pustaka dan landasan teori yang dapat

mendukung pembuatan skripsi.

2.1. Tinjauan Pustaka

a. Ultrasonic and Infrared Sensors Performance in a Wireless Obstacle

Detection System [5](Baharuddin Mustapha, Aladin Zayegh, Rezaul K. Begg

2013)

Pada jurnal ini, penulis berusaha untuk membuat prototipe alat yang dapat

mendeteksi obstacle / penghalang menggunakan sensor ultrasonik dan sensor

infrared. Alat ini dibuat bagi orang yang sudah tua dan bagi yang memiliki

kesulitan dalam melihat sehingga memudahkan mereka untuk mengetahui bila di

depannya ada penghalang. Hasilnya, sudah mampu mendeteksi benda dengan

warna yang berbeda-beda maupun material yang berbeda-beda dengan tingkat

akurasi mencapai 95 persen sesuai dengan tabel 2.1.

Tabel 2.1. Pengelompokkan Tinjaun Pustaka

Judul dan event Penulis Tujuan dan Metode Hasil

Ultrasonic and Infrared Sensors

Performance in a Wireless Obstacle

Detection System

1. Baharuddin Mustapha

2. Aladin Zayegh

3. Rezaul K. Begg

Mendeteksi jarak obstacle / penghalang

tanpa menyentuh penghalang tersebut

menggunakan sensor ultrasonik dan sensor infrared.

Berhasil mendeteksi

penghalang dengan warna dan

material yang berbeda-beda dengan akurasi 95

%.

b. Obstacle Detection and Avoidance Autonomous Car [6](K. Vasavi M. V. S.

Praveen 2014)

6

Jurnal ini berisi mengenai pendeteksian obstacle yang diterapkan pada mobil

untuk meningkatkan keamanan dalam berkendara. Penerapan sistem deteksi ini

baru diterapkan pada prototipe mobil otomatis yang mendapat sumber energi dari

baterai dan panel surya. Pendeteksian obstacle menggunakan IR sensor dan data

diolah dengan mikrokontroller 8051, kemudian outputnya berupa relay untuk

mengendalikan motor. Obstacle sudah dapat dideteksi dengan baik dengan

menggunakan IR sensor. Untuk pengembangan ke depannya dapat untuk

mengetahui jarak dengan menggunakan sensor ultrasonik dan untuk mengenali

bentuk object dengan menggunakan image processing.

c. Desain Perangkat Lunak Pengukuran Jarak antara Bidang Kamera dan

Objek Target Menggunakan Metode Triangulasi Computer Stereo

Vision[7](Andri Bangun Raharjo 2014)

Pada Jurnal ini, dibuat sebuah perangkat lunak untuk mengukur jarak kamera dan

objek sebenarnya dengan metode triangulasi komputer stereo vision. Komputer

stereo vision adalah metode mengekstraksi informasi data dari gambar digital

yang didapat dari kamera dengan membandingkan objek dari sudut pandang yang

berbeda maka dapat diperoleh informasi 3d dari objek. Dengan menggunakan

stereo vision maka sensor-sensor lain pada robot dapat dikurangi dengan tidak

mengurangi fungsi dari robot. Pengambilan citra objek target dari sebuah kubus

hitam dengan layar putih menggunakan webcam dengan posisi membentuk

segitiga. Hasilnya didapat bahwa kamera dapat mendeteksi layaknya mata

manusia dimana bila terlalu dekat atau jauh gambar akan blur, disini didapat

gambar paling optimal bila benda berada sejauh 36 cm dari kamera.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Metode Triangulasi dan Scanning

Dalam trigonometri dan geometri dasar, triangulasi adalah proses mencari

koordinat dan jarak sebuah titik dengan cara menghitung panjang sisi segitiga yang

berhadapan dengan titik yang dicari tersebut dengan bantuan dua buah titik referensi,

dan mengukur kedua sudut antara garis pada titik referensi dan garis panjang sisi

segitiga yang menuju titik yang dicari. Prinsip triangulasi pada sensor ditunjukkan

pada gambar 2.1. berikut.

7

Gambar 2.1. Prinsip Triangulasi [8]

La = Jarak lensa sensor ke objek boneka A.

Lb= Jarak lensa sensor ke objek boneka B.

A = Jarak antara transmitter dan receiver.

f = Jarak lensa ke receiver.

X = Jarak titik lensa ke pantulan di Position Sensing Detector (PSD)

Dengan menerapkan prinsip bahwa segitiga sebangun memiliki perbandingan sisi

yang sama maka didapat :

……………………..……….…(2.1)

Sehingga didapat rumus 2.2 dari persamaan rumus 2.1 sebagai berikut :

X =

…….………..…….………..….(2.2)

A

La

Lb

f

X

8

Gambar 2.2. Penerapan Triangulasi pada Robot

Gambar 2.2 menunjukkan penerapan metode triangulasi pada robot. Prinsip

peletakkan sensor secara triangulasi dapat ditentukan dengan menghitung koordinat

dan jarak yang diinginkan dari robot ke boneka agar robot tidak menabrak boneka.

Dari sudut deteksi maksimal sensor infrared proximity kiri didapat sudut α , dan

sensor infrared proximity kanan mendapatkan sudut β.

Gambar 2.3. Hukum Sinus

Dengan hukum sinus seperti pada gambar 2.3. , maka pada gambar 2.2. dapat

ditentukan jarak antar sensor, dimana bila sudut titik yang dicari adalah γ, maka sisi L

(jarak antara sensor) dapat dicari dengan rumus 2.3 berikut:

………………………………. (2.3)

………………………………. (2.4)

=

………………………………. (2.5)

L =

………………………………. (2.6)

Dengan mensubstitusikan rumus 2.4 ke rumus 2.3, didapat rumus 2.5 yang dapat

diubah menjadi rumus 2.6, untuk mencari nilai L digunakan rumus 2.6.

γ

L

9

d = jarak robot ke boneka.

L = jarak antar dua buah sensor infrared proximity.

γ = sudut yang terbentuk dari sinar pantul dan sinar datang.

= sudut antara sensor dengan sisi robot.

Metode Scanning adalah metode mendeteksi suatu objek dengan mengambil data

terus menerus dari berbagai sudut yang berbeda. Metode ini dapat diterapkan sbb :

Untuk pengukuran jarak

Mapping: dengan melakukan scan dengan sensor ultrasonik secara

memutar. (untuk memetakan objek disekitar robot)

Gambar 2.4. Scanning Sensor Ultrasonik SRF04 dan Grafik Hasil Scanning [9]

Didapat hasil bahwa bila kursi yang ada di dekat robot terdeteksi maka

kembalian nilai SRF04 kecil dan ketika SRF04 depan menghadap ke pintu maka nilai

kembaliannya besar sesuai dengan grafik pada gambar 2.4.

2.2.2. Aturan Pertandingan

KRPAI 2016 dilaksanakan berdasarkan aturan yang diadopsi dari Trinity

College Fire Fighting Home Robot Contest (TCFFRC) dimana aturan tersebut

berbeda dengan aturan pada tahun 2015 kemarin yang menggunakan sistem battle.

Berikut adalah aturan yang terdapat pada peraturan TCFFCR [1] :

1. Model perlombaan menggunakan sistem time trial dimana robot yang

tercepat memadamkan api yang akan menang, selain itu ada pula nilai bonus

yang bisa diambil.

chair

Robot

chair

Doorway

Scan moving from left to right

Le

ngth

of E

cho

10

2. Menggunakan sebuah lapangan yang terdiri dari 4 buah room seperti terlihat

di Gambar 3.5.

3. Bonus-bonus yang dapat diambil untuk memperkecil nilai waktu adalah :

a. Dua buah mode start dengan score yang berbeda yaitu non arbitrary start

atau arbitrary start (opsional / score *0.6).

b. Selain itu ada bonus lain seperti room factor, dengan aturan :

-terdapat api pada room pertama yang dikunjungi (score*1)

-terdapat api pada room kedua yang dikunjungi (score*0.85)

-terdapat api pada room ketiga yang dikunjungi (score*0.5)

-terdapat api pada room keempat yang dikunjungi (score*0.35)

Sedangkan bila mengambil arbitrary start maka room start dianggap

room pertama dan room factor diitung bila robot sudah masuk lebih dari

setengah badan robot.

c. Non-air extinguisher adalah bonus score*0.75 yang akan didapat bila

memadamkan lilin selain menggunakan angin.

d. Furniture bersifat opsional dan bila diambil akan memperoleh bonus

score*0.75.

e. Return Trip dinyatakan berhasil dan memperoleh bonus score*0.8 apabila

robot dapat kembali ke tempat asal, dengan syarat bila mengecek room

yang bukan homenya maka robot tidak boleh masuk lebih dari setengah

bagian badan robot.

4. Lapangan terbuat dari papan multipleks dengan tebal 2 cm. Bentuk dan

ukuran lapangan pertandingan dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Bentuk dan Ukuran Lapangan [2].

11

2.2.3. Dog Obstacle

Aturan pertandingan mengadopsi dari aturan Trinity College Fire Fighting

Home Robot Contest. Obstacle yang digunakan berupa boneka anjing atau kucing

yang akan menghalangi 50 – 70% lebar lorong sesuai dengan aturan dari Trinity

College Fire Fighting Home Robot Contest. Disini obstacle wajib ada bukan

merupakan bonus yang bisa diambil atau tidak. Jika menyentuh boneka tidak ada

penalti, tetapi menggeser boneka lebih dari 1 cm akan mendapat penalti. Jika

melewati boneka maka akan didiskualifikasi. Berat boneka 500 gr. Hanya terdapat 1

boneka pada tiap kali trial dengan kandidat letak boneka yang dapat dilihat pada

gambar 2.6 [2].

Gambar 2.6. Bentuk dan Kandidat Letak Boneka

2.2.4. Furniture

Furniture merupakan sebuah pilihan atau opsional, namun bila diambil akan

mendapat bonus pengkali sebesar 0.75. Furniture bertujuan untuk mensimulasikan

benda-benda yang berada di suatu ruangan dan untuk menguji kemampuan maneuver

robot di dalam suatu ruangan dalam rangka bergerak mendekati api. Furniture

berbentuk silinder berwarna kuning terang (R:255 , G:255 , B:0) terbuat dari potongan

pipa PVC/paralon berdiameter 11 cm dengan tinggi 30 cm. Silinder paralon ini

kemudian dicor dengan adukan semen dan pasir supaya menjadi berat dan agar tidak

mudah tergeser/jatuh jika tertabrak robot. Gambar 2.7 menunjukkan bentuk dan warna

dari furniture yang digunakan. [2]

12

Gambar 2.7. Bentuk, Ukuran dan Warna Furniture

Di bagian bawah furniture akan diberi alas yang berfungsi mendeteksi pergeseran

furniture saat tertabrak robot dimana bila furniture bergeser lebih dari 5 cm maka

akan dikenakan pinalti. Alas ini berbentuk lingkaran berdiameter 21 cm terbuat dari

plat alumunium (tebal 1.5 – 2 cm) yang bagian atasnya dilapisi karbon berwarna

hitam dop (R:0 , G:0 , B:0) dan bagian bawahnya dilapisi alas karet anti slip. Alas

furniture berjumlah 4 buah sesuai dengan gambar 2.8 berikut [2].

Gambar 2.8. Bentuk, Ukuran dan Warna Alas Furniture

2.2.5. Mikrokontroler ATmega324A

Mikrokontroler adalah sebuah chip kecil yang memiliki fungsi spesifik

dibandingkan dengan personal computer (PC). Chip tersebut terdiri dari Central

Processing Unit (CPU), Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM),

I/O Port, Serial I/O, timer dan clock circuit.

30 c

m

11 cm

(R:255, G:255, B:0)

Tampak atas

Tampak samping

Kertas karton hitam (0,5 mm)

Plat aluminium (1,5-2 mm)

Alas karet anti slip (1 mm)4 mm (maks)

21 cm

13

Pada tugas akhir digunakan mikrokontroler ini dikarenakan spesifikasi yang

dimiliki cukup untuk dapat memproses sensor maupun mengolah algoritma dari robot.

Spesifikasi yang dimiliki oleh ATmega324A adalah sebagai berikut [10]:

1. Memori flash sebesar 32 KB.

2. 1 KB EEPROM.

3. 2 KB SRAM.

4. Tiga buah timer/counter.

5. Delapan saluran 10-bit ADC.

6. Serial USART.

7. Interupsi internal/external.

8. 32 saluran input/output (PORTA, PORTB, PORTC, PORTD).

Gambar 2.9. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega324A

Beberapa tambahan keterangan gambar 2.9 mengenai pin ATmega324A.

1. A.0-A.7 adalah port A yang dapat digunakan sebagai saluran input/output

serta memiliki fungsi khusus sebagai port Analog to Digital Converter

(ADC).

2. B.0-B.7 adalah port B yang dapat digunakan sebagai saluran input/output

serta memiliki fungsi khusus seperti SPI, chip clock oscilator dan

timer/counter.

3. C.0-C.7 adalah port C yang dapat digunakan sebagai saluran input/output

serta memiliki fungsi khusus sebagai komunikasi protokol I2C.

14

4. D.0 - D.7 adalah port D yang dapat digunakan sebagai saluran

input/output serta memiliki fungsi khusus sebagai komparator analog,

timer/counter, dan komunikasi serial (USART).

5. VCC adalah pin yang digunakan untuk memberi masukan daya sebesar 5

volt.

6. AREF adalah pin masukan tegangan referensi ADC.

7. GND adalah pin ground.

8. AVCC adalah pin untuk masukan tegangan ADC.

2.2.6. Infrared Proximity Sensor

Infrared Proximity Sensor adalah sensor yang dapat merasakan keberadaan

suatu benda tanpa menyentuh benda tersebut yaitu dengan menggunakan infrared.

Sensor ini hanya dapat mendeteksi apakah ada benda yang menghalangi atau tidak

ada, sensor tidak dapat mengetahui jarak ke benda tersebut. Transmiter dan receiver

yang ada di dalam sensor tersebut menghadap kearah yang sama, dimana receiver

akan menerima pantulan sinar infrared dari transmitter. Gambar 2.10 menunjukkan

bentuk sensor infrared proximity yang digunakan.

Spesifikasi Infrared Proximity Sensor sebagai berikut [11]:

Jarak deteksi 3cm – 80cm.

Sudut Deteksi : 150 atau kurang

Tegangan 5 volt DC.

Waktu Respon < 2 ms

Arus beban maks 100mA.

Diameter : 18mm, panjang : 45mm.

Bekerja pada temperature : -25 -70 oC

Merah +5v, Kuning Sinyal, Hitam GND

Gambar 2.10. Infrared Proximity Sensor (E18-D80NK)

15

2.2.7. Distance Ultrasonic Sensor (SRF04)

SRF04 adalah sensor yang dapat mengukur jarak benda atau objek yang ada di

depannya. Sensor ini bekerja dengan sinyal ultrasonik (40KHz) dengan mengirimkan

pulsa selama 10 mikrodetik. Sinyal akan dipantulkan ke objek yang ada di depan

sensor tersebut dan akan diterima oleh modul yang sama. Waktu yang ditempuh untuk

proses pemancaran sinyal disebut echo. Echo berbentuk sinyal high pada keluaran

modul sensor, lamanya sinyal echo ini akan menunjukkan jarak benda terhadap

sensor. Lebar pulsa echo antara 100 mikrodetik – 18 milidetik dan sebanding dengan

jarak 3 sentimeter – 3 meter.

Sensor jarak SRF04 digunakan sebagai sensor untuk mengetahui dimana

letak boneka. Sensor ini dipilih karena mempunyai spesifikasi yang sesuai

dengan kebutuhan tugas akhir ini. Gambar 2.11 menunjukkan bentuk sensor

yang digunakan. Spesifikasi yang dimiliki SRF04 diantaranya [12]:

1. Bekerja pada level tegangan 5 volt.

2. Arus yang dibutuhkan 30 - 50 miliampere.

3. Mengukur jarak antara 3 sentimeter – 3 meter.

4. Keluaran berupa tegangan TTL.

5. Dimensi 43 mm x 20 mm x 17 mm.

Gambar 2.11. Distance Ultrasonic Sensor (SRF04)

Data – data dari sensor SRF04 ini adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2. Data-Data Sensor SRF04 dalam cm.

Jarak

Benda

(cm)

Data

Sensor

Data

Sensor

(cm)

Perbedaan

(cm)

Jarak

Benda

(cm)

Data

Sensor

Data

Sensor

(cm)

Perbedaan

(cm)

3 47 3,2 0,2 32 482 32,8 0,8

4 62 4,2 0,2 33 495 33,6 0,6

5 73 4,9 0,1 34 510 34,7 0,7

6 92 6,2 0,2 35 523 35,6 0,6

16

7 107 7,3 0,3 36 540 36,7 0,7

8 120 8,2 0,2 37 550 37,4 0,4

9 132 9 0 38 561 38,2 0,2

10 153 10,4 0,4 39 580 39,4 0,4

11 165 11,2 0,2 40 591 40,2 0,2

12 181 12,3 0,3 41 616 41,2 0,2

13 198 13,4 0,4 42 625 42,5 0,5

14 212 14,4 0,4 43 640 43,5 0,5

15 219 14,8 0,2 44 660 44.9 0,9

16 235 16 0 45 673 45,8 0,8

17 250 17 0 46 690 46,9 0,9

18 268 18,2 0,2 47 704 47,9 0,9

19 283 19,2 0,2 48 719 48,9 0,9

20 296 20,1 0,1 49 730 49,6 0,6

21 317 21,6 0,6 50 749 50.9 0.9

22 330 22,4 0,4 60 895 60,9 0,9

23 345 23,5 0,5 70 1040 70.7 0,7

24 359 24,4 0,4 80 1186 80.6 0,6

25 370 25,2 0,2 90 1345 90,3 0,3

26 387 26,3 0,3 100 1485 100.9 0,9

27 400 27,2 0,2 110 1640 111.5 1.5

28 420 28,6 0,6 120 1805 122.7 2.7

29 435 29,6 0,6 130 1956 133.2 3.2

30 444 30,2 0,2 140 2106 143.2 3.2

31 462 31,4 0,4 150 2255 153,3 3,3

Data sensor dalam cm tersebut didapat rumus perhitungan sebagai berikut :

1. Contoh perhitungan pada jarak 10 cm. (blok warna abu-abu pada tabel)

17

2. Contoh perhitungan pada jarak 30 cm.

3. Contoh perhitungan pada jarak 100 cm.

Perbedaan ralat yang cukup jauh dikarenakan adanya ralat penggaris dan ralat

mata dari pengukur. Selain itu juga dikarenakan adanya pembulatan saat perhitungan

serta nilai dari SRF04 disimpan pada tipe data integer sehingga angka dibelakang

koma tidak ditampilkan sehingga semakin jauh jarak yang diukur ralat juga semakin

besar, hal ini terlihat pada table untuk jarak > 1 meter maka ralat perbedaan semakin

besar pula. Namun karena ralat untuk jarak dibawah 1 meter masih dibawah 1 cmdan

untuk jarak > 1 meter ralat beberapa cm tersebut tidak akan terlalu membuat

perbedaan maka sensor ini sudah cukup baik untuk melakukan wall following.

2.2.8. Sensor Garis

Sensor garis menggunakan photodioda dan LED serta rangkaian resistor

seperti pada gambar 2.12. Fungsi dari sensor ini adalah mendeteksi garis putih yang

diibaratkan seperti pintu pada room yang berbeda dengan lantai ruang ataupun lorong

yang berwarna hitam atau abu-abu.

Gambar 2.12. Rangkaian Sensor Garis.

Pada rangkaian diatas, apabila LED memancarkan cahaya ke permukaan

bidang berwarna hitam maka intensitas cahaya yang akan diterima photodioda kecil

18

dikarenakan warna hitam bersifat menyerap cahaya. Hal ini menyebabkan resistansi

pada photodioda akan menjadi besar (diasumsikan tak terhingga) dan mengakibatkan

tidak ada arus yang masuk ke output. Sedangkan sebaliknya, bila cahaya memantul

pada bidang putih maka intensitas cahaya yang diterima photodioda besar sehingga

menyebabkan resistansi pada photodioda akan menjadi kecil dan mengakibatkan ada

arus yang masuk ke output. Sehingga, akan ada tegangan pada output yang

bermacam-macam tergantung pada warna permukaan bidang yang dipantulkan oleh

LED dan diterima photodioda[8].

Tegangan-tegangan output yang bermacam-macam ini akan diolah datanya

dengan Atmega324. Dengan memanfaatkan fasilitas ADC 10-bit pada Atmega324,

tegangan output yang analog akan dikonversikan ke digital. Sehingga, nilai-nilai tiap

mengenai permukaan tertentu akan terbaca.

Pada robot digunakan 7 buah sensor garis yang diletakkan sepanjang tubuh

robot, dan berada pada bagian bawah robot. Penggunaan tujuh buah sensor garis

supaya robot mudah membedakan antara garis putih pintu ruangan atau juring Home.

Untuk sensor depan kiri (persegi) dipindahkan ke bagian depan (lingkaran) karena

dengan peletakkan sensor yang jauh di depan lebih memudahkan dalam pendeteksian

home maupun garis, dimana bila terdapat garis maka warna hitam akan terdeteksi oleh

sensor depan kemudian akan dicek sensor yang lain apakah ada putih atau tidak

sementara untuk home, warna putih yang didapat oleh sensor depan. Peletakan tujuh

buah sensor garis dapat dilihat pada gambar 2.13.

19

Gambar 2.13. Letak 7 Buah Sensor Garis.

Keterangan sebagai berikut :

1. Sensor Depan

2. Sensor Depan Kanan

3. Sensor Depan Tengah

4. Sensor Tengah Kiri

5. Sensor Tengah Kanan

6. Sensor Belakang Kiri

7. Sensor Belakang Kanan

X. Sensor Depan Kiri yang telah dipindahkan ke bagian depan (No. 1)

X

1

2

3

4 5

6 7

20

Sensor garis tersebut dibaca pada mikrokontroller melalui adc 10 bit dengan

menggunakan vref sebesar 5v. Keluaran tersebut dibaca dan menghasilkan range

antara 0-1023 dimana 0 berarti tegangan hasil dari sensor adalah 0v yang mana

diperoleh ketika sensor membaca kondisi putih dan 1023 bila hasil tegangan dari

sensor sebesar 5v dimana ketika itu sensor sedang membaca hitam. Data berikut

memiliki satuan sampel per sekon.

Data – data yang didapat dari sensor garis adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3. Data-Data Sensor Garis.

Depan Depan

Kanan

Depan

Tengah

Tengah

Kiri

Tengah

Kanan

Belakang

Kiri

Belakang

Kanan

Putih 697 738 583 265 461 251 460

Hitam 958 937 939 895 896 884 963

Abu 946 948 922 887 905 851 920

Dari data didapat bahwa warna hitam dan putih sudah dapat dibedakan oleh

ketujuh sensor tersebut, yang menjadi masalah adalah nilai sensor tersebut cukup

dekat untuk warna hitam dan abu-abu. Oleh karena itu, tidak digunakan untuk

mendeteksi abu-abu.

2.3. Konsep Dasar Sistem

Berikut adalah penjelasan mengenai blok diagram sistem beserta

penjelasannya yang digunakan untuk tugas akhir. Bagian dari diagram blok berikut

yang akan di gunakan untuk tugas akhir adalah bagian yang ditandai dengan

background warna biru. Sedangkan untuk bagian kuning sudah dikerjakan oleh Jati

Wasesa (612011018) serta untuk bagian abu-abu telah dikerjakan oleh Christian Dani

(612011005).

21

2.3.1. Diagram Blok

Gambar 2.14. Diagram Blok Sistem

Sistem Pendeteksi boneka dan furniture oleh Adi Gunawan /612012011

Sistem Pengenalan Ruang oleh Jati Wasesa /612011018

Motion dengan Servo Controller SSC-32 oleh Christian Dani /612011005

Blok diagram pada gambar 2.14 dibagi menjadi beberapa bagian dimana

terdapat pengendali mikrokontroler utama sebagai pengolah algoritma dan pengendali

utama dan mikrokontroler sensor sebagai pengolah data sensor, selain itu terdapat

pula penggerak / aktuator dan sumber daya listrik serta extinguisher.

Mikrokontroler

Servo Controller

(SSC-32)

18 Servo Motor

White Line

Detector

Sensor Jarak

SRF04

UVTron

Infrared

Proximity Sensor

TPA81 dan Flame Sensor

Extinguisher (Water

Sprayer)

Mikrokontroler

Utama

Mikrokontroler

Sensor

Photodiode Array

Battery Lipo 3s 2200 mAh

Mic

Stop

Start

Compass

22

1. Mikrokontroler Utama

Fungsi dari mikrokontroler ini adalah sebagai pengendali utama / otak bagi

robot yang memproses algoritma serta menerima data digital dari mikrokontroler

sensor kemudian mengeksekusi perintah dengan menggerakkan aktuator dan

memberikan feedback ke mikrokontroler sensor melalui jalur USART1

(pin TX ke RX).

2. Mikrokontroler Sensor

Mikrokontroler ini berfungsi untuk mengolah data yang didapat oleh sensor-

sensor kemudian mengirimkannya berupa data digital ke mikrokontroler utama

melalui jalur USART1 (pin TX ke RX). Berikut adalah beberapa perangkat keras

sensor yang diolah datanya pada mikrokontroler ini :

a. Tombol Start / Stop dan Sound Activation

Tombol menggunakan switch kaki 2 yang akan tersambung bila ditekan,

start digunakan untuk menggerakkan robot bila sound activation tidak

berfungsi, sementara stop digunakkan untuk menghentikan robot. Untuk

sound activation menggunakan mic yang dihubungkan dengan driver

yang akan menangkap suara dengan frekuensi antara 3.7 - 3.9 KHz.

b. Sensor Jarak

Terdapat 2 buah sensor jarak yaitu :

- Sensor ultrasonik (SRF04) ini digunakan untuk mendeteksi adanya

dinding, sehingga berguna bagi robot untuk dapat melakukan wall

following.

- Infrared Proximity Sensor

Sensor IR ini digunakan untuk mendeteksi adanya obstacle.

Data dari sensor ini akan dibaca dan diolah di mikrokontroler

sensor.

c. Sensor Garis

Digunakan untuk mendeteksi garis putih yang merupakan tanda dari

adanya room. Sensor garis menggunakan photodiode dan LED warna

putih. Data dari sensor ini akan diolah oleh mikrokontroler sensor.

d. Sensor Pendeteksi Api

Sensor yang digunakan ada 3 macam :

23

-TPA81 digunakan untuk mengetahui titik api, mengembalikan nilai

analog, modul sensor ini diakses dengan jalur i2c. Digunakan untuk

pointing karena jangkauan sensor memusat pada daerah yang kecil.

-UVtron digunakan untuk mengetahui ada atau tidak api di dalam suatu

room. Mengembalikan nilai 1 bila terdeteksi api dan 0 bila tidak ada api.

Jangkauan luas sehingga robot bisa mendeteksi api walaupun hanya

sebagian badan robot yang masuk room.

-Flame Sensor digunakan untuk membantu mendeteksi api pada jarak

yang jauh dan jangkauan yang kecil, sehingg dari jauh robot bisa

mengetahui kira-kira letak dari api lilin.

3. Penggerak / aktuator

Penggerak berupa 18 buah servo yang dikontrol menggunakan Servo

Controller dan menggunakan ATmega8 sebagai pengolah proses penghitungan. Servo

controller akan mendapatkan perintah dari pengendali utama untuk melakukan suatu

gerak tertentu, yang mana perintah tersebut akan diproses oleh ATMega8 untuk

dikalkulasi, lalu akan memberikan perintah kepada SSC-32 yang akan mengirimkan

sinyal kepada servo untuk bergerak menuju sudut yang telah didapat dari perhitungan.

4. Pemadam Api

Pemadaman api menggunakan extinguisher berupa water sprayer. Water

sprayer tersebut dikendalikan oleh sebuah driver yang akan memberikan arus

langsung dari sumber listrik bila mendapat logika high dari mikrokontroler.

5. Sumber Daya

Sumber daya keseluruhan menggunakan sebuah battery LiPo 3s 2200mAh

yang dibagi menjadi 2 bagian, bagian pertama akan masuk ke UBEC atas untuk

diregulasi tegangannya menjadi 5 volt, tegangan 5 volt akan digunakan untuk

menyuplai mikrokontroler dan sensor – sensor sedangkan tegangan 6 volt digunakan

untuk menyuplai servo.