1 RANCANGAN MEKANIK ROBOT: 1.1 Chasis (rangka): Robot menggunakan acrylic sebagai rangka dengan ketebalan 3 mm. Bahan ini dipilih karena mudah didapat dan mudah untuk dibentuk. Rangka terdiri dari tiga bagian. Bagian pertama merupakan bagian dasar yang mana roda, gear, proximity sensor, rangkaian utama serta baterai berada pada pada bagian ini. Pada bagian kedua ditempatkan 6 buah sensor ultrasonic. 4 buah sensor diletakkan pada keempat sisinya yang sejajar pada sumbu X,Y. Kemudian 2 buah sensor ultrasonic diletakkan dengan sudut 45˚. Hal ini untuk mendeteksi adanya pesimpangan atau belokan. Bagian utuh rancangan dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Gambar penepatan sensor Ultrasonic pada lantai dua Pada bagian ketiga dari robot berisi rangkain sensor Api (Hamamatsu R2868), kipas pemadam bersama pengungkitnya, motor servo dan sensor PIR yang diletakkan
16
Embed
23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara Umum
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...
Sistem robot secara umum dapat dilihat pada gambar dibawah ini
AKTUATOR SENSOR
ada 3 bagian penting dalam sistem robot ini yaitu Sensor, Rangkaian Mikrokontroler (otak) dan Aktuator (Penggerak). Blok diagram rancangan robot secara keseluruhan dapat
dilihat pada gambar dibawah ini.
Bagian Sensor Robot Bagian Aktuator
Blok diagram Bagian Rancangan Robot
RANGKAIAN
MIKROKONTROLER
ROBOT
Mikrokontroler
Atmega 103
Motor DC
(Kipas)Sensor Api
Hamamatsu R2868
Sensor Jarak (ping)Ultrasonic
Driver Servo
(Pengunkit kipas)
Motor servoSensor PIR Pyroelectric Infra Red
Drive Motor DC
H.-Bridge (Navigasi)
Motor DC
Sensor Proximity Encoder
Catu Daya
(Baterai)
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...
Karena batas ruangan dengan lorong diberi tanda dengan garis berwarna putih
serta batas memadamkan lilin juga ditandai dengan garis berwarna putih maka robot
membutuhkan sebuah sensor garis. Robot menggunakan proximity sensor sebagai
pendeteksi garis. Sensor proximity berupa 4 pasang led infrared yang terdiri dari infrared
tx dan infrared receiver yang berupa fototransistor. Pemilihan infrared sebagai sensor
proximity dimaksudkan agar robot tidak terpengaruh pada cahaya tampak serta ambien
cahaya ruangan lomba. Sensor proximity ini dihubungkan kesebuah komparator
(pembanding) yang berupa IC opamp komparator LM339N. Ic ini berisi 4 buah opamp
komparator sehingga dihasilkan 4 buah sensor proximity yang identik. Untuk pengaturan
sensitivitasnya digunakan masing – masing sebuah trimmer resistor.
3.3 Sensor Api Hamamatsu R2868
Pencarian api lilin merupakan salah satu tujuan lomba robot ini, sehingga
dibutuhkan suatu sensor yang hanya mendeteksi api dengan jarak tertentu. Penggunaan
sensor api dengan tipe Hamamatsu R2868 dapat mendeteksi api pada jarak 5 meter.
Sensor ini bekerja pada cahaya ultaraviolet dengan range 185-260 nm. Pada range
tersebut cahaya lilin dapat dideteksi dengan baik oleh sensor hamamatsu R2838. sensor
ini memerlukan tegangan yang cukup besar yaitu 400 VDC, untuk itu sensor ini. Driver dari sensor ini menggunakan Hamamatsu C3704. driver ini menggunakan input 10V-
30V. karakteristik sensor hamamatsu R2868 sebagai berikut:
Gambar Karakteristik Sensor Api Hamamatsu
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...
Dari karakteristik sensor diatas bahwa api lilin termasuk cahaya yang tampak
maka penggunaan sensor hamamatsu R2868 sebagai sensor api sangat cocok, selain itu
ditunjang oleh lebar deteksi spectrum yang tidak terlalu lebar membuat sensor ini hanya
akan mendeteksi api saja tidak mendeteksi cahaya yang tampak lainnya seperti cahaya
lampu atau lainnya
Gambar Sensor dan Modul Rangkaian Sensor Api Hamamatsu R2868
3.4 Sensor PIR (Pyroelectric Infra Red)
Agar lebih tepat mendeteksi api lilin, robot menggunakan sebuah Pyroelectric
infrared (PIR) dengan tipe RE200B. PIR sensor cukup sensitive terhadap radiasi
inframerah dari api. Sensor ini akan mendeteksi perubahan ambient radiasi inframerahdari api lilin, pada area deteksi yang dapat di cover oleh sensor PIR. Perubahan nyala api
lilin cukup untuk mentriger sensor PIR. Untuk memfokuskan hanya pada api lilin saja
maka sensor PIR dikurangi sudut deteksinya sehingga hanya mendeteksi api kecil saja
(api lilin). Dengan sudut deteksinya yang kecil maka perubahan magnitudenya juga
diperkecil sehingga robot harus melakukan scanning (sweeping) pada ruangan
meggunakan PIR yang dirangkaikan dengan stepper motor agar robot dapat mengetahui
apakah diruangan tersebut ada api lilin atau tidak.
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...
Untuk algoritma robot ini pertama kami memetakan lapangan kedalam matriks
berukuran 6x6 dimana ukuran panjang dan lebar satu sel matriks adalah 41cm. Robot
akan menyimpan perpindahan sel yang dilakukan ke dalam indeks matriks sehingga
keberadaan api dala sel yang telah dilalui tidak akan diperiksa dua kali. Robot
dimungkinkan melintasi sel yang sama jika tidak ada alternative jalan lain dan tidak
menemukan titik api. Hal ini untuk menghindari penggunaan death reckoning.
Robot tidak akan memerikasa keberadaan titik api pada setiap sel hal ini
dimungkinkan karena kemampuan dari sensor api yang bias mendeteksi adanya api dari
jarak 5 meter. Maka dari itu sensor hanya memeriksa keberadaan api pada setiap
persimpangan. Apabila sensor api menangkap adanya sinyal api pada satu arah maka
robot akan berpindah satu sel kearah tersebut dan kembali melakukan pemeriksaan
apabila sinyal melemah maka robot akan kembali kepersimpangan dengan cara
mengingat mepping sel yang tersimpan dimemori robot, kemudian robot akan bergerak
memilih jalan yang lain dipersimpangan tersebut dan mengulangi kembali prosedur
diatas.
Agar tidak masuk keruangan yang telah dimasuki sebelumnya robot
menggunakan sensor proximity yaitu dengan cara mendeteksi adanya garis ketika akanmasuk kesalah satu ruangan. Ruangan yang telah dimasuki akan dimaping ke dalam
memori untuk menjaga kemungkinan robot tidak kembali masuk keruanggan sebelum
atau setelah pemadaman.
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...
4.1 Algoritma Pencarian zona Api dan Pemadaman Api
Berikut ini adalah asumsi kemungkinan peletakan lilin dan layout lapangan:
Saat start dari home base, hal pertama yang dilakukan oleh robot adalah
mengidentifikasi terhadap lingkungan sekitar. Ketika start diperoleh persimpangan maka
robot akan mengukur sempel input dari Sensor api kedua persimpangan. Ketika diperoleh
bahwa sample input sinyal arah 2 lebih besar maka robot akan bergerak maju kearah 2.
kemudian robot akan menyimpan sample awal dari pergerakan Saat start dengan indeks
sel (0,0) ketika robot mencapai step selanjutnya (1) maka robot akan menyimpan indeks
sel pada step ini. Ketika pada step selanjutnya robot mendapat persimpangan maka robot
harus mengecek (mengambil sample sinyal input sensor api) kemudian
membandingkannya. Setiap perpindahan gerak robot per sel langsung disimpan ke dalammemori agar tidak melalui jalan yang sama ketika mencari sumber api. Setelah diperoleh
sample input sinyal ternyata arah 6 mempunyai intensitas yang tinggi, maka robot akan
bergerak keaarah 6. selanjutnya tidak mendapat persimpangan maka robot maju kearah 7
robot setelah itu robot masuk ke ruangan zona api di sel selanjutnya dan di sel ini robot
akan bergerak maju dengan cara sistem pemadaman api.
5/10/2018 23886702 Rancangan Mekanik Sistem Sensor Dan Algoritma Robot Cerdas Secara U...