Laporan Instrumentasi Robot 2009

10

Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001

BAB III.

PEMBAHASAN

Pada tahun 2009 ini diadakan Kontes Robot Indonesia (KRI) 2009

yang bertemakan tentang “Robot Gotong Royong dan Tabuh Bedug” (KRI)

atau “Travel Together For the Victory Drum” (ABU) dan juga Kontes Robot

Cerdas Indonesia (KRCI) yang bertemakan tentang “Robot Pemadam Api”

Pada Kontes Robot Indonesia (KRI) yang bertemakan tentang “Robot

Gotong Royong dan Tabuh Bedug” ini memiliki aturan yaitu : robot yang

dilombakan berjumlah 3 buah robot dengan ketentuan 2 buah robot otomatis

(Auto Carrier dan Traveller) yang berjalan mengikuti garis dan 1 buah robot

manual (Manual Carrier) yang dikontrol oleh manusia melalui sebuah remot

kontrol yang bermedia kabel atau inframerah dengan batas maksimum berat

dari ketiga buah robot tidak lebih dari 50 kg dan ketentuan ukuran masing –

masing robot yaitu :

1. Auto carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500 mm.

2. Manual carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500

mm.

3. Traveller ukuran maximum p x l = 2000 x 2000 mm dengan tinggi

yang tidak dibatasi.

Ketiga robot tersebut di atas berjalan secara bersamaan di atas sebuah

lapangan yang telah disediakan sedemikian rupa sesuai dengan tema yang

akan dilombakan. Di bawah ini akan dibahas rule pertandingan yang akan

dilombakan.

11Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001

Ketentuan pertandingan sebagai berikut :

A. Lapangan pertandingan

Gambar 4. Bentuk Lapangan Pertandingan

*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 7

Spesifikasi lapangan, yaitu :

1. Lapangan memiliki Game Area dan Safety Area.

2. Ukuran lapangan 1200 x 1200 mm yang dikelilingi oleh pagar

kayu setinggi 100 mm dan tebal 30 mm.

3. Garis putih yang digambar pada lantai lapangan, seperti terlihat

pada gambar di atas, setiap garis memiliki lebar 30 mm.

4. Lapangan terdiri dari Kago (Palanquin) Zone dan Drum Zone

5. Kago Zone, bagian – bagian Kago Zone yaitu :

a. Kago Zone dibagi menjadi 2 buah bagian terpisah, satu untuk

tim merah dan satunya untuk tim biru yang dipisah oleh pagar

kayu setinggi 100 mm dengan tebal 30 mm.


b. Kago Zone terdiri dari Start Zone, Ladge, Checkpoint,

Mountain Pass dan Woods.

Gambar 5. Bentuk Lapangan Secara Spesifik


c. Start Zone

1. Ukuran Start Zone yaitu 1000mm x 2500 mm

2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk

tim biru.

d. Ladge

1. Setiap Ladge berukuran 500 x 500 mm dan tinggi 12 mm

2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk

tim biru.

e. Checkpoints

1. Terdapat 3 buah Checkpoint untuk setiap Kago Zone

masing – masing tim.

2. Checkpoint 1 dan 2 berukuran 2000 x 1000 mm dan

checkpoint 3 berukuran 3000 x 1000 mm.


f. Mountain Pass

1. Mountain Pass mempunyai dimensi 1200 x 3000 mm

2. Dilihat dari atas, permukaan tanjakan mempunyai jarak

1000 mm pada setiap sisi. Tinggi permukaan atas dari

permukaan lapangan 300 mm.

3. Permukaan atas mempunyai ukuran 1200 x 1000 mm.

4. Gambar Mountain Pass

Gambar 6. Mountain Pass

*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,

hal12


g. Woods

1. Woods terdiri dari 3 tiang

2. Setiap tiang berbentuk silinder dengan diameter 76,3 mm,

tinggi dari permukaan lapangan 1600 mm. Setiap pole

berdiri di atas tumpuan dengan diameter 176,3 mm yang

dipasang pada lantai lapangan.

3. Jarak pada tumpuan tiang 1 dan 2 adalah 2000 mm,

sedangkan jarak pada tumpuan tiang 2 dan 3 adalah 1600

mm.

4. Tumpuan dan tiang pada tim biru berwarna biru dan untuk

tim merah berwarna merah.

5. Gambar dari Woods

Gambar 7. Woods secara detail

*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009


Gambar 8. Woods

*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009

6. Goal Zone

Gambar 9. Goal Zone



a. Goal Zone berukuran 6000 x 2000 mm

b. Bagian dari Goal Zone seperti tangga ber-step, dengan luas

area 1000 x 4000 mm.

c. Ada 2 step pada area Goal Zone masing – masing mempunyai

tinggi 250 mm.

d. Step pertama mempunyai luas area 1000 x 1000 mm. Step

paling atas mempunyai luas area 1000 x 2000 mm.

e. Victory Drum berada di atas Drum Zone, 3 buah drum disusun

vertikal dengan posisi drum paling besar berada di bawah dan

yang paling kecil di atas.

f. Drum terbuat dari buatan tangan dengan spesifikasi drum,

yaitu : body drum terbuat dari kayu dan permukaan drum

terbuat dari kulit, dengan diameter 420 mm, 360 mm, dan 300

mm.

7. Safety Area

a. Area ini mempunyai lebar 300 mm, mencakup pagar yang

mengelilingi arena pertandingan.

8. KAGO

Kago adalah objek utama dari pertandingan ini, dengan

ketentuan:

a. Kago disediakan oleh penyelenggara kontes.

b. Kago mempunyai berat sekitar 3 kg.

c. Kago terdiri dari Shoulder Pole, Cross Bar dan Seat untuk

tempat duduk Traveller dan Ropes yang dikaitkan pada Cross

Bar.


d. Gambar KAGO

Gambar 10. Kago


B. Prosedur pertandingan

a. Waktu pertandingan

1. Waktu setting persiapan pertandingan 1 menit.

2. Waktu pertandingan 5 menit.

3. Pertandingan akan berakhir sebelum waktu habis apabila:

a. Gol telah tercapai.

b. Terjadi diskualifikasi.

c. Ketika wasit menilai pertandingan tidak mungkin dilanjutkan.

4. Setting Robot

a. Waktu seting robot 1 menit sebelum pertandingan dimulai.


i. Ketiga orang tim dimungkinkan menyeting robot secara

bersama – sama.

ii. Ketika team tidak dapat menyelesaikan setting dalam 1

menit maka harus menyetting sekali ketika pertandingan

dimulai.

b. Penyebaran robot dan anggota tim pada saat pertandingan

dimulai.

i. Auto Carrier dan Manual Carrier harus diletakkan di Start

Zone dengan membawa kago. Auto Carrier harus di depan

dan Manual Carrier harus dibelakang dengan syarat kago

tidak menyentuh lantai.

ii. Traveller robot diletakkan pada ladge.

iii. Anggota tim yang bertanggung jawab untuk menstart Auto

Carrier dan robot Traveller harus menuggu di dekat robot

atau dapat juga di start dari dalam lapangan.

iv. Operator dari Robot manual harus menunggu di dalam

lapangan dengan kontroller dipegang.

c. Menstart Auto Carrier

i. Anggota tim harus menstart Auto Carrier dengan satu buah

saklar.

ii. Setelah menstart Auto Carrier anggota tim yang

bersangkutan harus segera meninggalkan lapangan.


C. Tugas yang harus dilakukan

a. Ketika pertandingan dimulai setiap tim harus melaksanakan tugas –

tugas sebagai berikut :

1. Robot Traveller menaiki Kago (The Task of Boarding)

2. Melewati Mountain Pass (The Task of Crossing)

3. Melewati diantara Woods (The Task of Passing)

4. Traveller turun dari Kago (The Task of alighting)

5. Traveller memukul drum (The Task of Beating)

b. Setiap tim harus mengamati di bawah ini ketika pertandingan.

1. Dari awal pertandingan untuk menyelesaikan sampai pada (The

Task of alighting) Kago harus selalu dibawa oleh Auto Carrier

dan Manual Carrier dengan menggunakan Shoulder Pole.

2. Auto Carrier harus selalu di depan.

3. Manual Carrier tidak boleh menggerakkan Auto Carrier secara

langsung dengan Shoulder Pole.

4. Carrier Robot tidak boleh menyentuh Kago selain Shoulder Pole.

5. Tidak boleh ada bagian Auto Carrier dan Manual Carrier yang

masuk ke dalam area Goal Zone.

6. Kago tidak boleh menyentuh lantai dari arena.

7. Kago tidak boleh mnyentuh Traveller Robot atau sebaliknya, dan

kedua – duanya tidak boleh menyetuh Pole atau Pedestal.

8. Traveller robot dan Drum Stick tidak boleh menyentuh

permukaan lapangan.

9. Traveller robot tidak boleh mnyentuh bagian dari Kago selain

Seat.


10. Traveller robot atau Drum Stick tidak boleh menyentuh Auto

carrier atau Manual Carrier kecuali pada saat – saat tertentu.

11. Anggota tim tidak boleh menyentuh robot kecuali dalam konteks

waktu start dan retry.

c. The Task of Boarding

1. Traveller robot harus naik ke atas Kago apabila Kago sudah

sampai di Ladge.

2. Kago dapat menyentuh lantai pada Kago Zone dengan tujuan

pemberangkatan.

3. Memberangakatkan Kago berarti Traveller robot sudah naik ke

atas Seat dan tidak ada hubungan dengan dengan Ladge.

4. Anggota tim harus menstart Traveller robot dengan satu tombol

untuk naik ke atas Seat.

5. Sekali Traveller distart maka anggota tim harus menginggalkan

lapangan.

6. The Task of Boarding dinyatakan berhasil apabila Traveller sudah

naik ke atas Seat dan Kago sudah terangkat kemudian Auto

Carrier sudah berjalan sampai pada Check Point 1 atau lebih.

7. Ilustrasi dari The Task of Boarding

Gambar 11. The Task of Boarding


hal 12


d. The Task of Crossing

1. Auto Carrier dan Manual Carrier melawati Mountain Pass

dengan membawa Kago dan Traveller berada di Seat.

2. Melewati Mountain Pass berarti naik lereng dari Check Point 1,

kemudian melewati papan datar di atas Mountain Pass dan

menuruni lereng pada sisi yang lain MountainPass sampai pada

Check Point 2.

3. The Task of Crossing dinyatakan berhasil apabila Manual Carrier

(tidak termasuk kontroller)telah meninggalkan area atau bagian

atas Mountain Pass dan bagian Auto Carrier berada pada Check

Point 2 atau lebih.

4. Ilustrasi The Task of Crossing

Gambar 12. The Task of Crossing


hal 12


e. The Task of Passing

1. Auto Carrier dan Manual Carrier harus melewati semua Woods

sampai selesai ketika membawa Kago dengan Traveller robot

berada di atas Seat.

2. Pertama robot harus melewati diantara pole 1 dan pole 2 dan

kemudian diantara pole 2 dan pole 3.

3. Untuk Woods yang pertama robot juga dapat melewati sisi yang

lain dari Woods.

4. Lintasan diantara pole 1 dan pole 2 dinyatakan komplit apabila

seluruh bagian Manual Carrier (tidak termasuk kontroller) telah

melewati garis bayangan yang terhubung dari tengah pole 1 dan

pole 2, begitu juga dengan pole 2 dan pole 3.

5. The Task of Passing dinyatakan berhasil apabila lintasan pada

pole 2 dan pole 3 telah selesai, atau Auto Carrier telah mencapai

Check Point 3 atau lebih.

6. Ilustrasi The Task of Passing

Gambar 13. The Task of Passing


hal13


f. The Task of alighting

1. Tim dapat menurunkan Treveller ketika The Task of Passing telah

berhasil.

2. Traveller dapat turun dimana saja pada Kago Zone atau Goal

Zone.

3. Kago dapat menyentuh lantai apabila Traveller turun dari Kago.

4. Manual Carrier dapat menyentuh Traveller ketika Traveller turun

dari Kago.

5. The Task of alighting dinyatakan berhasil apabila Traveller telah

menginggalkan Seat secara keseluruhan.

6. Ketika The Task of alighting telah selesai maka operator Manual

Carrier harus segera meninggalkan lapangan.

7. Ketika The Task of alighting telah selesai anggota tim harus

mematikan Auto Carrier dengan ijin wasit.

8. Ilustrasi dari The Task of alighting.

Gambar 14. The Task of Alighting

*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums,

2009, hal 13


g. Bagaimana mencapai Goal

1. Hanya Traveller yang dapat masuk pada Goal Zone.

2. Hanya Traveller dari tim merah yang dapat masuk atau melintasi

tangga pada area sisi merah, dan hanya Traveller dari tim biru

yang dapat masuk dan melintasi tangga pada area sisi biru pada

Drum Zone.

3. Kedua Traveller dapat masuk pada area Drum Zone atau area

lebih dari itu.

4. Traveller harus memegang Drumstick apabila Traveller memukul

drum.

5. Traveller dapat memukul drum dari posisi manapun baik dari atas

tangga maupun dari lantai arena.

6. Hanya bagian tengah drum yang boleh dipukul.

7. Tidak ada bagian Traveller atau Drum Stick yang masuk pada

area Goal Zone untuk menghalangi tim lawan.

8. Ilustrasi Memukul Drum

Gambar 15. Ilustrasi Robot memukul Drums


hal 14


Dari penjelasan peraturan dari Kontes Robot Indonesia di atas

maka disimpulkan, terdapat 3 buah robot yaitu Auto Carrier, Manual

Carrier dan Traveller. Pada Manual Carrier dibutuhkan sebuah kontroller

yang dapat digunakan untuk mengatur kecepatan dan maju mundur

jalannya robot, dapat mengangkat Kago, dan untuk aktivasi Traveller pada

saat Task of Alighting, sehingga kontroller yang cocok untuk dipakai untuk

Manual Carrier salah satunya yaitu Joystick Play Station yang telah

dimodifikasi sedemikian rupa, yaitu tombol push button digunakan untuk

kontrol naik turun dan aktivasi Traveller, sedangkan tombol analog yang

tersusun dari sebuah trimpot atau potensiometer dapat digunakan untuk

kontrol jalan robot. Sedangkan pada Auto Carrier dibutuhkan sebuah

sensor pendeteksi garis putih karena pada setiap Task ini dilalui oleh garis

putih selebar 30 mm, sehingga agar robot Auto Carrier dapat berjalan

sesuai dengan Task dan mengikuti Rule dibutuhkan sebuah sensor

pendeteksi garis putih (Line Follower), disini digunakan LED sebagai

transmitter dan photodioda sebagai receiver-nya. Pada Traveller juga

dibutuhkan sensor line follower karena pada Ladge dan Seat pada Kago

terdapat garis putih sebagai jalur naiknya Traveller, dan pada Goal Zone

juga terdapat garis putih sebagai jalur Traveller untuk menuju Drum Zone,

sehingga kebutuhan sensor Auto Carrier dan Traveller sama.

Kontes Robot Cerdas Indonesia (Intelligent Fire Fighting Robot)

atau biasa disebut dengan KRCI merupakan suatu ajang kompetisi robot

yang misinya adalah memadamkan api disuatu lingkungan rill / nyata.

Lingkungan rill disini adalah sebuah rumah mini dengan beberapa ruangan

dan berbagai perabotannya, terletak pada suatu lokasi terbuka yang tidak

terkondisikan yang rentan terhadap berbagai parameter lingkungan

pengganggu misalnya pencahayaan arena, lampu blitz, suara ribut

penonton dan musik, suhu yang tinggi, medan magnet yang berubah-ubah,

dll.

Tema dan Format Aturan Kontes Robot Cerdas Indonesia diambil

dari aturan kontes robot sejenis yang telah diselenggarakan secara teratur

di negara maju yanitu Intelligent Fire Fighting Robot Contest yang


diselenggarakan oleh Trinity College, Hartford, Connecticut, Amerika

Serikat dan telah berlangsung lebih dari empat belas tahun. Dengan

demikian pemenang dari kontes robot cerdas ini berpeluang untuk

mengikuti kontes serupa di Amerika Serikat.

Tujuan diadakannya KRCI adalah:

Menumbuh kembangkan dan meningkatkan kreatifitas mahasiswa di

Perguruan Tinggi.

Mengaplikasikan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi kedalam dunia

nyata.

Meningkatkan kepekaan mahasiswa dalam pengembangan bidang

teknologi robotika.

Membudayakan iklim kompetisi dilingkungan perguruan tinggi.

Mendukung pengembangan dan penggunaan sistem kontrol yang lebih

maju pada rancangan robot.

Divisi Kontes Robot Cerdas Indonesia dibagi menjadi 4 divisi, yaitu :

1. Divisi Senior Beroda, yaitu suatu divisi pertandingan yang

menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot beroda.

Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kemampuan

robot dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan

memadamkan api didaerah yang sudah dikenalnya.

2. Divisi Senior Berkaki, yaitu suatu divisi pertamndingan yang

menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot berkaki.

Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kehandalan robot

dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan memadamkan

api didaerah yang sudah dikenalnya.

3. Divisi Expert (Single Robot) atau Expert Single, yaitu suatu divisi

pertandingan yang menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubah-

ubah untuk robot tunggal. Pada divisi ini yag diutamakan adalah

kecepatan dan kemampuan robot dalam bernavigasi dan bermanuver

dalam mencari bayi dan memadamkan api didaerah yang belum

dikenalnya.


4. Divisi Expert Swarm, yaitu suatu divisi pertandingan yang

menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubah-ubah untuk robot

berjumlah ganda (dua). Pada divisi ini yang diutamakan adalah

kemampuan berkomunikasi antar robot selain kecepatan dalam mencari

bayi dan memadamkan api didaerah yang belum dikenalnya.

PERATURAN DALAM PEMBUATAN KRCI DIVISI SENIOR BERODA

Dimensi:

Panjang x Lebar x Tinggi robot maksimum adalah:

Tabel 1. Ketentuan Dimensi Robot KRCI

Catatan:

Akan ada pengukuran dimensi robot sebelum pertandingan. Robot yang

tingginya diatas 21 cm tidak diperkenankan menaiki tangga. Untuk itu akan ada

“portal” diatas tangga yang bertujuan untuk mendeteksi robot yang tingginya

diatas 21 cm. “Portal” adalah berupa sepotong kawat baja (dia. +/- 3 mm)

sepanjang 52 cm yang dibentangkan di antara dinding di atas tangga (tidak

diikat/difiks kedinding). Tinggi portal memiliki toleransi yang cukup sehingga

goncangan robot yang memiliki tinggi maksimum 21 cm saat menaiki anak

tangga paling atas tidak akan membuat portal tersentuh ataupun terjatuh. Bila hal

ini terjadi maka bukan merupakan pelanggaran bagi robot yang memiliki tinggi

maksimum 21 cm. Bila tersentuhnya ataupun terjatuhnya portal dilakukan oleh

robot yang memiliki tinggi diatas 21 cm maka hal ini berdampak pada gagalnya

trial tersebut dan robot tidak diperkenankan lagi untuk melanjutkan trial tersebut.

Untuk trial selanjutnya robot tersebut diharuskan melewati jalur yang bukan

tangga.

Bentuk dan Dimensi Lapangan:

Lapangan berukuran 248 cm x 248 cm, lantai dan dindingnya terbuat dari

papan kayu multipleks tebal +/- 2 cm. Lantai dicat hitam (flat) menggunakan cat


kayu/latex. Dinding dicat putih kecuali sebagian lorong dicat warna merah

maroon menggunakan cat “meni”. Lebih rinci mengenai Lapangan dapat dilihat

pada Lampiran S1. Lapangan robot Divisi Senior Beroda dan Berkaki untuk

KRCI-2008 menggunakan Standard Arena Layout. Bentuk MAZE lapangan robot

tidak berubah selama 3 kali TRIAL pertandingan berlangsung.

Objek Lapangan

1. Tangga:

Tangga terpasang pada posisi TETAP. Detil ukuran dapat dilihat pada

Gambar 17. Tangga merupakan mode pilihan. Bila tidak memilih mode ini cukup

dengan memprogram navigasi robot tidak melewati tangga yang sebagai

konsekuensinya adalah tidak mendapat bonus faktor pengali sebesar 0,9

disamping tentunya waktu perjalanan akan lebih lama.

2. Garis Putih:

Pada setiap pintu masuk ke dalam ruangan TERPASANG GARIS PUTIH

(WHITE LINE) di lantai dengan lebar 2,5 cm.

3. Karpet:

Karpet berwarna hijau terang dengan ketebalan maksimal 5 mm,

menempel pada lantai (ukuran dan posisi lihat Lampiran S1).

4. Home:

Home adalah titik awal robot untuk mulai bernavigasi. Home berbentuk

lingkaran putih solid bertuliskan H besar dan dibuat dari kertas putih berdiameter

30 cm. Posisi Home di lapangan adalah tetap, letaknya dekat dengan tangga.

Orientasi robot di Home ada 6 arah, ini ditandai dengan angka 1, 2, 3, 4, 5, dan 6

searah jarum jam yang merepresentasikan sudut 0º, 60º, 120º, 180º, 240º dan 300º.

Penentuan orientasi robot di Home melalui undian dengan 1 dadu. Lebih rinci

mengenai Home lihat Lampiran S1. Catatan: arah 1 s.d. 6 tidak ada yang tegak

lurus terhadap lapangan. Arah ke 1 mulainya digeser 15° terhadap sumbu vertikal.


5. Lilin:

Lilin berjumlah satu buah yang diletakkan di salah satu ruangan. Tinggi

lilin (belum termasuk sumbu) berkisar antara 15 s.d. 20 cm dengan diameter 2 s.d

3 cm. Robot harus berada dalam jarak kurang dari 30 cm untuk memadamkan

lilin. Ini ditandai dengan adanya lingkaran (atau juring lingkaran) putih beradius

30 cm di sekeliling lilin. Lilin akan

ditempatkan di sekitar 5 cm dari titik pusat juring lingkaran. Harus ada bagian dari

badan robot masuk di dalam radius lingkaran ini untuk dapat memadamkan lilin.

Jika lilin dipadamkan di luar lingkaran ini, maka robot TIDAK DIANGGAP

MEMADAMKAN LILIN.

DENAH LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN BERKAKI

Gambar 16. Denah Lapangan KRCI Divisi Senior Beroda dan Berkaki

*) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef


DETAIL KELENGKAPAN LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN

BERKAKI

Gambar 17. Detail Kelengkapan Lapangan KRCI

*) Peraturan KRCI 2008 Lampiran S2, Eril Mozef


CONTOH ROBOT DALAM KONTES ROBOT CERDAS INDONESIA

Gambar 18. Contoh Robot KRCI

*) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef, hal 6


3.1.Landasan Teori

3.1.1. Manual Carrier

3.1.1.1. Potensiometer (Tombol Analog Joystick)

Potensiometer atau disebut juga resistor variabel

merupakan sebuah komponen pasif elektronika yang berupa sebuah

resistansi yang dapat diatur keluarannya mulai dari hambatan 0

sampai dengan batas dari nilai potensiometer tersebut. Konversi

perpindahan jarak dan tekanan menjadi perubahan resistansi.

Keuntungan menggunakan potensiometer yaitu efisiensi listrik

sangat tinggi, Pemakaian bisa AC dan DC, dan sinyal keluaran

yang dihasilkan besar sehingga tidak perlu penguatan. Berikut ini

adalah gambar dari beberapa macam potensiometer.

Gambar 19. Macam – macam potensiometer

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk

tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah

sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk

pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua

adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya

diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-

fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk

ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai

Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya

terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable

resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua

nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau


“Trimmer Potentiometers”. Pada gambar di atas untuk bentuk 3

biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2

merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB

(Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 Disebut juga trimmer

potensiometer. Pada instrumentasi yang digunakan di sini

menggunakan potensiometer tipe B.

Gambar 20. Grafik perubahan resistansi tiap tipe

Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel,

perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar di atas. Pada saat tipe

A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi

lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai

perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan

karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika

membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu

sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya

tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer.

Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok

digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value

adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan

resistansinya kebalikan dari tipe A. Biasanya tipe ini digunakan

untuk fungsi – fungsi yang khusus. Kebanyakan untuk resistor

variabel digunakan tipe A dan tipe B.


3.1.2. Auto Carrier dan Traveller

3.1.2.1. Dioda

Dioda adalah salah satu komponen elektronika penting

yang dalam skema rangkaian dilambangkan seperti gambar di

bawah ini.

Gambar 21. Lambang dioda dan bentuk fisik

*) www.alibaba.com

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat

mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah

sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah

semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe

N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari

sisi P menuju sisi N.

Gambar 22. Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN

dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion

layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti

yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang


siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat

elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi

bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P

lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta

akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron

mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena

ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau

mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran

listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 23. Dioda dengan bias maju

Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan

dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias).

Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari

sisi P.

Gambar 24. Dioda dengan bias mundur

Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan

elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena

baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup


berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar

dan menghalangi terjadinya arus.

Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat

mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang

kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas

0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa

terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi

(deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon

tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas

minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 25. Grafik arus dioda

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat

mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa

puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda

tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan

deplesi. Dioda yang diseri menghasilkan pengurangan tegangan

sesuai dengan dengan dioda yang diseri, berikut contoh

pengurangan tegangan mengunakan dioda silikon pengurangan

tegangan sebesar 0,7 V

Gambar 26. Contoh pengurangan dioda yang diseri

D 1 D2

0,7 V 0,7 V 0,7 V0,7 V

VCC12 V 11,3 V10,6 V

9,9 V


Bila energi cahaya menghujani persambungan pn, ia juga

dapat mengeluarkan elektron-elektron valensi. Dengan perkataan

lain, jumlah cahaya yang menghujani persambungan dapat

mengendalikan arus balik didalam dioda. Fotodioda adalah suatu

alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaan

terhadap cahaya. Pada dioda ini sebuah jendela memungkinkan

cahaya untuk masuk melalui pembungkus dan mengenai

persambungan. Cahaya yang datang menghasilkan elekron bebas

dan lubang. Semakin kuat cahayanya, semakin banyak jumlah

pembawa minorotas dan besar arus baliknya.

3.1.2.2. LED

LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor

yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren

ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk

elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan

semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau

inframerah dekat. LED dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 27. LED dan Struktur LED

Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor

istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah


chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan

ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-

n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke

junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron

bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih

rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan

oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari

bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal,

biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya

tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk

sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah

dekat, tampak, dan ultraungu dekat.

Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan

merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu

material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang

gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna

bervariasi.

LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang

bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:

aluminium gallium arsenide (AlGaAs) - merah dan inframerah

gallium aluminium phosphide - hijau

gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - merah, oranye-merah,

oranye, dan kuning

gallium nitride (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald),

dan biru

gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau

zinc selenide (ZnSe) - biru

indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru


indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye,

kuning, dan hijau

silicon carbide (SiC) - biru

diamond (C) - ultraviolet

silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)

sapphire (Al2O3) - biru

3.1.2.3. Photo Dioda

Photo dioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi

cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini

akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat

dideteksi oleh Photo dioda ini mulai dari cahaya infra merah,

cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi Photo

dioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara

otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di

bidang medis.

Alat yang mirip dengan Photo dioda adalah Transistor foto

(Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis

transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-

collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai

sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Photo dioda.

Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton

cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat

di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari

Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Photo

dioda. Berikut ini adalah gambar lambang dan salah satu contoh

Photo dioda.


Gambar 28. Contoh dan Lambang Photodioda

3.1.2.4. Proximity

Sensor Proximity adalah gabungan antara infrared

transmitter dan phototransistor receiver, infrared transmitter dan

photodioda transmitter atau kombinasi Led superbright dengan

LDR.

Phototransistor adalah sebuah transistor yang akan saturasi

pada saat menerima sinar infrared dan cut off pada saat tidak

mendapat sinar infrared.

Sensor proximity yang kami pakai adalah gabungan

antara phototransistor dengan infrared dan digunakan sebagai

pembeda warna terang dan gelap. Gambar 7 menunjukan sensor

proximity.

Gambar 29. Sensor Proximity

*) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 5


Prinsip kerja dari sensor proximity adalah sensor akan

menerima lebih banyak cahaya bila obstacle mendekati warna

putih, bila garis terang maka sinyal led dapat dipantulkan seperti

gambar dibawah ini.

Gambar 30. Sinyal Pantulan LED


Bila garis terang maka sinyal LED dapat dipantulkan,

transistor menjadi aktif sehingga output menjadi tegangan rendah

(menjadi 0 volt). Sebaliknya output menjadi tinggi (menjadi 5

volt), Adapun contoh rangkaiannya adalah sebagai berikut :

Gambar 31. Rangkaian Sensor Poximity *)


Resistor beban RLmembatasi arus IEpada transistor, jika

VCC = 5 V dan IE secara umum kira-kira 1mA maka:


RL = K

mAIE

Vcc5

1

5

3.1.3. Robot Pemadam Api

Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam

sensor yaitu :

1.Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek

di sekitar robot.

2.Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet

yang berasal dari api lilin.

3.1.3.1. Sensor Ultrasonic

Ultrasonic adalah penerapan dan penggunaan gelombang

bunyi dengan frekuensi-frekuensi diatas daerah audio manusia,

dengan perkataan lain di atas 20kHz. Penerapan penggunaan Tugas

Akhir ini adalah sebagai pengukur jarak dengan melakukan

pengukuran gema (sonar ranging).

Bunyi bergerak sebagai gelombang mampat dan harus ada

media yang dipakai untuk dilewatinya. Kecepatan gelombang

bunyi tidak tergantung pada frekuensi tetapi berubah-ubah sesuai

dengan medianya. Kecepatan bunyi melalui medium padat kira-kira

sepuluh kali lebih tinggi daripada melalui medium udara.

(Kecepatan bunyi melalui udara adalah 338,889 m/det).

Gelombang ultrasonic diproduksi dengan menggunakan

resonator elektromekanis. Cara kerja dari transduser ini bergantung

pada efek piezo-electric.

Efek piezo-electric terlihat dalam bahan-bahan seperti

kuarsa dan keramik jika muatan dipole (dua kutub) di dalam


keramik disejuruskan oleh proses yang disebut polarisasi. Bahan itu

dipanaskan sampai suhu diatas titik curie, kemudian pada saat

mendingin kembali melalui titik curie dan dikenai oleh medan

listrik. Hal ini akan memaksa dipole-dipole itu untuk menjuruskan

diri masing-masing ke arah medan yang dikenakan. Dan

penjurusan ini akan bertahan bila bahan sudah menjadi dingin

kembali pada suhu normal dan medan dihilangkan. Sekarang bahan

itu menjadi piezo-electric yaitu bahan itu akan membangkitkan

tegangan listrik yang membentanginya, jika bahan itu diregangkan

secara mekanis ke arah polarisasinya. Sebaliknya, jika ada medan

listrik yang dikenakan sepanjang arah polarisasi, bahan itu akan

berubah panjangnya. Dengan cara demikian bahan piezo-electric

mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dan juga

sebaliknya. Tegangan bolak-balik akan memaksanya bergetar dan

akan terjadi perubahan mekanis maksimum (bila isyarat yang

dikenakan berada pada frekuensi sama dengan frekuensi resonansi

diri transduser). Perubahan-perubahan mekanis ini akan

dipancarkan sebagai gelombang ultrasonic.

Gambar 32. PING))) Ultrasonic sensor

Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM

Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf


PING))) ultrasonic sensor mendeteksi jarak obyek dengan

cara memancarkan gelombang ultrasonic (40 KHz) selama t

BURST (200 •s) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping)))

memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari

mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan t OUT min. 2 •s).

Gelombang ultrasonic ini melalui udara dengan kecepatan 344

meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor.

Ping))) mengeluarkan pulsa output high (pada pin SIG) setelah

memancarkan gelombang ultrasonic dan setelah gelombang

pantulan terdeteksi, Ping))) akan membuat output low (pada pin

SIG). Lebar pulsa High (t IN ) akan sesuai dengan lama waktu

tempuh gelombang ultrasonic untuk 2x jarak ukur dengan obyek.

Maka jarak yang diukur adalah [(t IN s x 344 m/s) ÷ 2] meter.

Berikut adalah gambar diagram waktu PING))) ultrasonic sensor

pada saat sensor ini diaktifkan untuk melakukan pengukuran.

Gambar 33. Diagram waktu PING))) Ultrasonic sensor

Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder

(#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

<http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf>

Berikut ini adalah gambar ilustrasi cara kerja sensor

ultrasonic


Gambar 34. Ilustrasi cara kerja modul PING))) Ultrasonic sensor

Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder

(#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

<http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf>

3.1.3.2. UVTron Flame Detector

Sensor UVTron Flame Detector ini merupakan sensor

buatan HAMAMATSU HOTONICS K.K, Electron Tube Center,

Jepang. Sensor ini digunakan untuk pendeteksi adanya cahaya

dengan panjang gelombang dari 185 sampai 260 nanometer.

Cahaya lilin memiliki panjang gelombang diantaranya.

Gambar 35. Grafik Respon Sensor UVTron Flame Detector

Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor

UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1.

<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-R2868>


Sensor UVTron berbentuk seperti bola lampu di mana

terdapat kutub Katoda dan Anoda.

Gambar 36. UVTron Flame Detector




Cara kerja dari sensor ini cukup sederhana. Bila katoda

sensor ini mendeteksi adanya sinar ultraviolet (yang dipancarkan

oleh lilin), maka photoelectron akan dipancarkan dari katoda oleh

efek photoelectric dan kemudian dipercepat ke anoda oleh medan

listrik. Ketika tegangan yang dikenakan semakin tinggi dan medan

listrik semakin kuat, maka energi kinetik electron-electron akan

menjadi cukup besar untuk mengionisasi molekul-molekul gas

yang tertutup di dalam pipa kaca. Electron-electron yang

dibangkitkan oleh ionisasi dipercepat, memungkinkan unuk

mengionisasi molekul-molekul yang lain sebelum mencapai anoda.

Di lain pihak, ion-ion positif dipercepat ke katoda dan bertubrukan

dengannya, membangkitkan electron-electron sekunder. Proses

yang bertubi-tubi ini menghasilkan sebuah arus listrik yang besar di

antara elektroda dan akan dilepaskan. Ketika pelepasan arus listrik

terjadi, pipa kaca dipenuhi dengan electron-electron dan ion-ion.

Jatuh tegangan antara katoda dan anoda akan terus menurun.


Gambar 37. Sensitivitas Respon Sensor




Dari gambar 37 di atas dapat dilihat bahwa kerja sensor

yang baik adalah sumber sinar ultraviolet berada pada bagian depan

sisi anoda dari sensor ini. Dalam hal ini penangkapan sinar

ultraviolet oleh sensor berbentuk kurva angular baik secara vertikal

maupun horisontal.

Gambar 38. Diagram Skematik Rangkaian Driver UVTron Flame

Detector

Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. UVTron Driving

Circuit C3704. 3 Februari 2006. p.3.

<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-C3704>


Rangkaian driver yang dipakai harus mampu menyediakan

beda tegangan yang dibutuhkan di dalam pipa kaca sehingga

memungkinkan proses yang bertubi-tubi tadi terjadi ketika terdapat

sinar ultraviolet. Rangkaian driver akan memantau arus keluaran

dari pipa kaca dan ketika proses yang bertubi-tubi tadi terjadi,

pelepasan arus akan dibuat. Ketika pelepasan arus terjadi, tegangan

anoda diturunkan oleh rangkaian driver sehingga menyebabkan

sensor “reset”. Setiap kali proses bertubi-tubi dan pelepasan arus

terjadi, sebuah pulsa dibangkitkan oleh driver.

3.2.Analisis dan Pembahasan

3.2.1. Sensor kontrol robot manual

Pada robot manual menggunakan push button dan semi fixed

resistor atau trimpot yang diintegrasikan dalam sebuah joy stick Play

Station, seperti pada gambar 39 di bawah ini.

Pada push button digunakan sistem logic digital (0 dan 1) yang

kemudian diambil nilai hexa-nya dalam kombinasi satu port pada

mikrokontroller, dengan gambar rangkaian.

Gambar 39. Rangkaian Push Button

10 k

VCC

Push Buttton

Port


Pada semi fixed resistor (trimpot) digunakan perubahan nilai

resistansinya untuk kontrol putar balik dan kecepatan motor kanan dan

kiri, dengan gambar rangkaian.

Gambar 40. Rangkaian kontrol Putar Balik dan Kecepatan Motor

Dengan cara sebagai berikut:

1. Merangkai seperti pada gambar di atas.

2. Memberi supply pada rangkaian, kemudian pada kaki tengah

disambungkan ke port yang mempunyai fungsi ADC internal pada

mikrokontroller AVR.

3. Melihat tampilan output nilai dari perputaran potensiometer sebagai

acuan untuk kontrol. Dengan cara menggunakan komunikasi serial

RS232 antara mikrokontroller dengan PC sehingga dapat dilihat nilai

digital dari perubahan analog potensiometer pada program terminal

debuger.

4. Berikut adalah perancangan untuk kontrol berdasarkan nilai ADC

yang sudah diambil.

Port

VCC

R?10 k


Nilai ADC (x)Nilai Resistansi Nilai PWM (y)0 K

10 K

0

500

700

1023

255

100

100

255

Maju

Mundur

0

Gambar 41. Perancangan Kontrol Joystik pada nilai ADC

Keterangan:

Nilai resistansi adalah nilai hambatan dari

potensiometer.

Nilai ADC adalah nilai yang diperoleh dari langkah

pada nomor 3, sehingga diperoleh nilai ADC yang

akan dipakai untuk kontrol gerak robot.

Nilai PWM adalah nilai kecepatan yang dibutuhkan

untuk kontrol robot, yaitu untuk kecepatan maju dan

mundur.

Untuk nilai ADC dan nilai PWM dapat disesuaikan

dengan keperluan dan keadaan hardware.

Berdasarkan rumus persamaan garis sejajar dapat

disimpulkan rumus yang digunakan untuk konversi dari

nilai ADC ke nilai PWM, yaitu:


Rumus persamaan garis sejajar:

12

1

12

1

yy

yy

xx

xx

Rumus untuk maju :

12

1

12

1

yy

yy

xx

xx

255100

255

0500

0

yx

155

255

500

yx

Sehingga diperoleh persamaan :

127500500155 yx

500

127500155

x

y

Rumus untuk mundur :

12

1

12

1

yy

yy

xx

xx

100255

100

7001023

700

yx

155

100

323

700

yx

32300323108500155 yx


Sehingga diperoleh persamaan :

76200323155 yx

323

76200155

xy

Dari persamaan – persamaan tersebut di atas dimasukkan

kedalam program sehigga dapat diperoleh kontrol robot yang diinginkan.

5. Trial and error hasil percobaan, apabila kecepatan PWM terlalu cepat

maka dapat digunakan PWM hanya 21 , 3

1 , 41 , 4

3 saja dst. Dari

PWM hasil akhir .

Berikut ini adalah Gambar joystick Manual Carrier Robot :

Gambar 42. Joystick Robot Manual Carrier


3.2.2. Sensor kontrol robot otomatis

Pada sensor robot otomatis menggunakan LED sebagai transmitter

dan Photodioda sebagai receiver. Kelebihan dari sensor ini adalah

kecepatan responnya, dengan time constant mendekati 1µs dan untuk

perangkat dengan kecepatan sangat tinggi bisa dibuat hingga dibawah 1ns.

Pada umumnya, photo dioda dibuat dengan bahan silikon dengan respon

pada panjang gelombang 0,82-1,1um serta germanium dengan respon 1,4-

1,90um.

10 KΩ330Ω

5V 5 V

vo

Gambar 43. Rangkaian sensor line follower

Apabila led on, photodioda akan menerima dan aktif sehingga

mengeluarkan tegangan Vo berdasarkan kadar besar kecilnya cahaya yang

diterima pada permukaan photo dioda.

Untuk rangkaian sensor di atas digunakan pengondisi sinyal berupa

window comparator dengan rangkaian seperti pada gambar berikut:

+-

+-

5V

R1

R2

R3

5V5V

Vo 1

Vi 1

Vo2

5V

Port MCU

VL

VH

10k330

330

Gambar 44. Rangkaian sensor line follower dan comparator window


Nilai R1, R2, R3 bergantung pada nilai tegangan output sensor (Vo1)

yang untuk menentukan nilai R1, R2, R3 digunakan cara sebagai berikut:

1. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang

digunakan untuk detect pada garis putih.

2. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang

digunakan untuk detect garis putih terhadap warna lain yang

digunakan di lapangan yaitu : biru, hijau dan merah.

3. Menentukan nilai range tegangan kerja input comparator (Vi1) yang

digunakan untuk detect pada garis putih, yang besarnya tidak sama

atau diantara range warna lain. Misalkan : 0,3 V – 1,7 V.

4. Apabila range atas dan range bawah sudah ditentukan maka

didapatkan nilai VH = 1,7 V dan VL = 0,3 V.

5. Rumus untuk memperoleh nilai R1, R2, R3 yaitu:

VCCRRR

RVL

321

3 VCCRRR

RRVH

321

32

Dengan menggunakan rumus yang kedua, Misalkan R1 = 10k, maka :

3,3

173,3

3,33,317

557,17,117

510

7,1

23

32

2323

32

32

kRR

RRk

RRRRk

VRRk

RR

Dari persamaan di atas dapat diperoleh nilai R2

155

6,634

6,634

3,3173,317

3,33,3

173,33,317

2

2

2

22

22

kR

kR

Rk

RkRk

RkR

k


Sedangkan nilai R3 dapat diperoleh dari persamaan:

510015,0

3,3

005,0

3,3

17155.3,3

3,3

173,3

3

3

3

23

kkR

kR

kkR

kRR

Dari perolehan nilai R1, R2, R3 tersebut di atas dicoba

menggunakan rumus VH dan VL:

VVk

kV

Vkkk

kkV

VCCRRR

RRV

H

H

H

99,156516

656

51555110

15551321

23

VVk

kV

Vkkk

kV

VCCRRR

RV

L

L

L

4,056516

51

51555110

51321

3

Maka diperoleh VL = 0,4 V VH = 1,99 V, hasilnya mendekati

range nilai yang sudah diambil pada langkah no.4.

3.2.3. Sensor Kontrol Robot Pemadam Api

Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam

sensor yaitu :

1. Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek

di sekitar robot.

2. Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet

yang berasal dari api lilin.

3.2.3.1. Sensor Ultrasonic

Sensor jarak ultrasonic PING ialah sensor 40 KHz

produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi / kontes

robot. Kelebihan sensor ini ialah hanya membutuhkan 1 sinyal

(SIG), selain jalur 5V dan ground. Perhatikan gambar di bawah

ini.


Gambar 45. PING))) Ultrasonic sensor

Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM

Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf

Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara

memancarkan gelombang ultrasonik (40 KHz) selama tBURST (200

us) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping memancarkan

gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler

pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min 2 us).

Spesifikasi sensor ini :

1. Kisaran pengukuran 3cm-3m

2. Input trigger –positive TTL pulse, 2uS min., 5uS tipikal

3. Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse

4. Delay before next measurement 200uS

5. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.

Gelombang ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s,

lalu mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping

mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah

memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang

pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin SIG.


Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh

gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka

jarak yang diukur ialah [(tIN s x 344 m/s) : 2] meter.

Anda membutuhkan DT Basic Mini System dan Software

Basic Stamp Editor untuk memprogram mikrokontroler dan

mencoba sensor ini. Keluaran dari pin SIG ini yang dihubungkan

ke salah satu port di kit mikrokontroler. Berikut contoh aplikasi

sensor PING pada mikrokontroler BS2, dimana pin SIG terhubung

ke p7, dan memberikan catu daya 5V dan ground. fungsi

PULSEOUT untuk mentrigger ping, sedangkan fungsi PULSEIN

digunakan untuk mengukur pulsa yang sesuai dengan jarak dari

objek target.

3.2.3.2. Sensor UVTron

Banyak robot fire fighting menggunakan sensor UV ini

untuk mendeteksi nyala lilin. Nyala sebuah lilin dapat dideteksi

oleh UV Tron yang masih bagus hingga jarak 5 meter, bahkan bara

rokok juga dapat dideteksi dari jarak lebih dari 5 meter. UV Tron

ini mendeteksi ultraviolet dari penggunaan efek photoelektrik dari

logam dikombinasikan dengan efek penggandaan gas. Spektral

cahaya yang dijangkau adalah 185 - 260 nm, jadi cahaya terlihat

tidak mempengaruhi UV Tron (bagi yang menganggap senstifitas

UV Tron dipengaruhi oleh terang tidaknya ruangan sepertinya

salah tapi untuk mengantisipasi kondisi di luar ruangan bisa

menggunakan background cancel level pada board - akan

dijelaskan di bawah ). UV Tron ini mempunyai sudut sensitivitas

seperti gambar di bawah:


Gambar 46. Sudut jangkauan UV Tron

Dengan jangkauan sudut seperti gambar 46, maka cukup

sulit menentukan posisi absolut sebuah lilin. Teknik yang lazim

dilakukan adalah menggunakan pelindung untuk mengurangi

jangkauan sudut. Pelindung yang digunakan kurang lebih nampak

seperti ini:

Gambar 47. UV Tron dengan pelindung (sumber:

http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image

017.jpg)

Dalam kompetisi fire fighting robot seperti Trinity College

Fire Fighting Robot Contest (atau kalau di Indonesia adalah

KRCI), umumnya robot akan menjelajahi empat ruangan dan

mengecek apakah ada lilin atau tidak. Jika kita menggunakan satu

UV Tron yang sudah diberi pelindung tentu akan memakan waktu

men-scanning posisi absolut lilin di setiap ruangan. Umumnya

pemain lama menggunakan 2 UV Tron. Satu UV Tron dengan

pelindung untuk menemukan posisi absolut lilin dan satu lagi UV


Tron tanpa pelindung untuk mengecek ada tidaknya lilin di ruangan

(Biasanya disebut UV Tron global. Jadi robot cukup berada dekat

pintu dan mengecek UV Tron global untuk mengetahui apakah ada

nyala lilin, dan jika ada baru gunakan UV Tron dengan pelindung

untuk mengetahui posisi absolut lilin).

Sekarang saatnya menghubungkan UV Tron dengan AVR.

UV Tron (seperti bola lampu) dapat dibeli bersamaan dengan board

pengaturannya (C3074). Hubungkan anoda UV Tron (yang kakinya

lebih panjang) dengan lubang di C3704 dengan tanda A dan katoda

(kaki lebih pendek) dengan lubang bertanda K.

Gambar 48. UV Tron yang terpasang di C3704 (sumber:


002.gif)

Untuk input tegangan, banyak referensi yang cukup

membingunkan. Menurut spesifikasi, board C3704 membutuhkan

input tegangan 10 - 30V DC. Sebenarnya input tersebut tetap

diregulasi oleh C3704 menjadi 5V. Kita bisa melewati regulator

pada C3704 dengan memberikan langsung tegangan 5 V ke kaki

output regulator C3704. Regulator pada C3704 merupakan

regulator 7805 dengan tanda ICI. Ada 4 lubang (3 digunakan oleh

regulator) dengan tanda O (output), G (ground), I(input) dan 0


(output). Lubang ke-4 yang bertanda “0“ tidak digunakan dan bisa

digunakan sebagai input tegangan 5V. Perhatikan gambar di bawah

ini:

Gambar 49. Hubungan sumber tegangan C3704 (sumber:


003.gif)

Jika menggunakan sumber tegangan 10 - 30V DC, bisa

disambungkan ke lubang dengan tanda “+” dan groundnya tetap ke

lubang bertanda “-”. Dengan memperhatikan seri board. Jika

C3704 maka penjelasan di atas dapat diterapkan, jika C3704-2

maka inputnya bisa langsung 5V, jika C3704-3 inputnya antara 6 -

9V. Hubungan ke AVR adalah melalui lubang Q (lubang dengan

tanda 1) dan Q bar (lubang dengan tanda 2). Lubang 1 dan 2 ini

merupakan sinyal output berupa pulsa high atau low. Jika diingikan

uC untuk membaca masukkan 5v, maka pin uC dihubungkan

dengan lubang Q. Jika diinginkan uC untuk membaca kondisi low,

maka hubungkan dengan lubang Q bar. Lebar pulsa saat

mendeteksi adanya nyala lilin adalah 10ms (tanpa adanya

penggunaan kapasitor pada lubang Cx – (terdapat di datasheet). Di

board C3704 juga terdapat setting jumper berlabel 3, 5, 7 dan 9

(atau disebut setting background cancel level). Jika merasa banyak

pancaran cahaya natural bisa diset jumpernya ke 9, defaultnya

adalah 3. Jadi saat UV Tron memberikan 3 sampai 9 pulsa ke board


dengan interval waktu 2 detik atau kurang, rangkaian pemroses

sinyal baru akan memberikan output pulsa yang selebar 10 ms itu

(nah banyak pulsa dari UV Tron yang diinginkan bisa diset melalui

jumper ini).

Lihat gambar 49. misalkan IO line (Q bar) dari C3704

dihubungkan dengan pin INT2 AVR. Sebenarnya kalau untuk

mengetes pulsa output dari C3704 bisa langsung menggunakan

logic probe. Tapi dapat juga memekai AVR dan menampilkannya

di LCD. Pertama-tama set waktu lama pembacaan. Lalu set INT2

dengan falling edge (karena kita menggunakan Q bar untuk

membaca pulsa output saat low). Rutin INT2 hanya menaikkan

variabel (yang menyatakan banyaknya pulsa yang masuk). Lalu

tampilkan di LCD variabel tersebut setelah waktu pembacaan

selesai.

Documents

Laporan Instrumentasi Robot 2009