1 Teknik Informatika PROPOSAL KOMPETISI PENELITIAN MAHASISWA RANCANG BANGUN ROBOT BAWAH AIR (UNDERWATER) BERBASIS REMOTE CONTROL MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 128 Oleh : Syaifudin Anshori 12650006 FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG 2015
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
1
Teknik Informatika
PROPOSAL
KOMPETISI PENELITIAN MAHASISWA
RANCANG BANGUN ROBOT BAWAH AIR
(UNDERWATER) BERBASIS REMOTE CONTROL
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 128
Oleh :
Syaifudin Anshori 12650006
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM
MALANG
2015
2
Teknik Informatika
PROPOSAL
KOMPETISI PENELITIAN MAHASISWA
RANCANG BANGUN ROBOT BAWAH AIR
(UNDERWATER) BERBASIS REMOTE CONTROL
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 128
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM
MALANG
2015
3
PROPOSAL KOMPETISI MENELITI MAHASISWA 2015
Judul Penelitian : Rancang Bangun Robot Bawah Air
(Underwater) Berbasis Remote Control
Menggunakan Atmega 128
Nama Mahasiswa : Syaifudin Anshori
NIM : 12650006
Jurusan : Teknik Informatika
Lama Kegiatan : Empat Bulan
Biaya yang diusulkan : Rp. 3.457.800
Malang, 25 Mei 2015
Hormat saya,
Syaifudin Anshori
NIM. 12650006
Mengetahui/ Menyetujui :
Ketua Jurusan Dosen Pembimbing
Malang, Malang,
Dr. Cahyo Crysdian Yunifa Miftachul Arif, M.T
NIP. 197404242009011008 NIP. 19830616 201101 1004
Menyetujui,
Wakil Dekan Bidang Kemahasiswaan & Kerjasama
Dr. H. Ahmad Barizi. M.A
NIP. 19731212 199803 1 001
4
Lembar Pernyataan Orisinalitas
Dengan ini,
Nama : Syaifudin Anshori
NIM : 12650006
Jurusan : Teknik Informatika
Angkatan tahun/Semester : 2012 / 6
Menyatakan bahwa penelitian yang berjudul :
Rancang Bangun Robot Bawah Air (Underwater) Berbasis Remote Control
Menggunakan Mikrokontroller Atmega 128
Merupakan karya yang dapat dipertanggung jawabkan orisinalitasnya.
Apabila di kemudian hari ditemukan kecurangan maka saya bersedia
penelitian ini dibatalkan, mengembalikan dana bantuan penelitian dan
menerima sanksi yang telah ditetapkan.
Malang, 25 Mei 2015
Syaifudin Anshori
NIM. 12650006
5
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Robot adalah segala peralatan otomatis yang dibuat untuk
menggantikan fungsi yang selama ini dikerjakan oleh manusia. Namun
dalam perkembangan selanjutnya, robot diartikan sebagai manipulator
multifungsional yang dapat diprogram, yang dengan pemrograman itu
ditujukan untuk melakukan suatu tugas tertentu (Yunifa, 2013). Salah
satu robot yang penting dibangun untuk membantu kemudahan manusia
adalah robot bawah air (underwater). Robot bawah air diperlukan guna
menjadi alat yang penting untuk mengekplorasi rahasia kehidupan
bawah laut (Yuh, 1990). Jika dikaitkan dengan Negara Indonesia yang
perairan lautnya luas, maka wilayah perairan Indonesia, terutama selat-
selat yang menghadap Lautan Hindia dan Samudera Pasifik ternyata
memiliki arus laut yang kuat sehingga menyimpan potensi yang bisa
dimanfaatkan secara maksimal untuk membangkitkan energi listrik dari
sumber energi yang terbarukan (esdm.go.id, 2014).
Menurut Prof. Safwan Hadi, Ph.D, kekayaan alam diperairain
Indoensia sungguh melimpah dan belum dapat di ekplorasi secara
maksimal. Klasifikasi potensi lautan Indonesia pada umumnya
dibedakan menjadi sumber daya terbarukan (renewable resources) dan
tidak terbarukan (non-renewable resources). Untuk renewable
resources, Indonesia memiliki potensi seperti sumber daya perikanan
(perikanan tangkap dan budidaya), mangrove, terumbu karang, padang
lamun, energi gelombang, pasang surut, angin dan suhu. Sedangkan
untuk non-renewable resources, potensi lautan tersebut tersebar dalam
bentuk sumber daya minyak dan gas bumi dan berbagai jenis mineral.
Selain dua jenis sumber daya tersebut, juga terdapat berbagai macam
jasa lingkungan kelautan yang dapat dikembangkan untuk
pembangunan kelautan seperti pariwisata bahari, industri maritim, jasa
angkutan, dan sebagainya (itb.ac.id, 2014). Robot bawah air
dikembangkan untuk menggantikan posisi manusia dalam
6
mengeksplorasi bawah laut. Eksplorasi dalam hal ini memiliki makna
luas, mulai dari eksplorasi sederhana semacam pengamatan ekosistem
bawah laut, hingga eksplorasi berisiko tinggi seperti pengambilan
sampel dasar laut untuk mendeteksi logam tambang pada kedalaman
lebih dari 1000m. Eksplorasi seperti itu tetap dapat dilakukan tanpa
perlu campur tangan manusia langsung dalam mengeksplorasi. Dengan
menggunakan robot bawah air, manusia hanya menunggu di daratan
untuk selanjutnya tugas menjelajah bawah air dilakukan oleh robot
(Putri, 2012).
Berdasarkan uraian tersebut, diperlukan penelitian khusus untuk
menciptakan robot bawah air. Perakitan robot bawah air ini diharapkan
dapat memenuhi kebutuhan penelitian bawah air, terutama bagi negara
yang cakupan perairannya luas seperti Indonesia. Kebutuhan penelitian
bawah air tersebut meliputi kebutuhan terhadap pemeliharaan sumber-
sumber air bersih dari pencemaran, pencarian potensi laut dalam, kajian
arkelologi bawah air, penyelidikan sains samudera serta pemetaan dan
pengukuran bawah air. Kebutuhan penelitian bawah air tersebut
menyebabkan kegiatan penelitian robot bawah air menjadi salah satu
bidang teknologi robot yang penting dan terus berkembang pula.
1.2 Identifikasi Masalah
1. Seberapa baik mikrokontroller atmega128 dapat digunakan untuk
merancang bangun robot bawah air (underwater) berbasis remote
control ?
2. Bagaimana membangun robot bawah air (underwater) berbasis
remote control ?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengukur kinerja mikrokontroller atmega 128 dalam membangun
robot bawah air (underwater).
2. Membangun robot bawah air (underwater).
1.4 Batasan Masalah
1. Perairan yang digunakan untuk menguji robot bawah air
(underwater) adalah perairan dangkal sedalam kurang dari 3 meter.
7
2. Robot bawah air bergerak menggunakan kipas baling-baling.
3. Robot bawah air yang dirancang adalah robot berjenis Remote
Operated Vehicles (ROVs)
1.5 Manfaat penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memenuhi kebutuhan penelitian
bawah air, terutama bagi negara yang cakupan perairannya luas seperti
Indonesia, untuk dapat diimplementasikan dalam eksplorasi laut.
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terkait
Penelitian terdahulu sangat penting guna menemukan titik perbedaan
maupun persamaan dengan penelitian yang akan dilakukan. Selain itu,
penelitian terdahulu juga berguna sebagai perbandingan sekaligus landasan
dalam penelitian tersebut. Penelitian robot bawah air pernah dilakukan oleh
Yuh (1990), robot bawah yang diteliti adalah robot bawah air jenis
pengendali dari jarak jauh (Remotely Operated Vehicles). Robot bawah air
diperlukan guna menjadi alat yang penting untuk mengekplorasi rahasia
kehidupan bawah laut. Yuh meneliti tentang model dinamis yang dapat
diterapkan untuk robot bawah air, hal ini mutlak diperlukan karena
berbagai hambatan yang dialami oleh robot yang bawah air meliputi cara
mengatasi kepadatan bawah air yang tinggi, air laut yang terstruktur dan
memiliki kondisi lingkungan yang bersifat non-uniform. Berbagai masalah
tersebut menyebabkan respon robot bawah air terlampau sulit dan membuat
tingkat otonomi robot juga sulit untuk dicapai. Penelitian tersebut telah
menyajikan model dinamis dan system control adaptif untuk robot bawah
air jenis Remotely Operated Vehicles (ROVs). Model dinamis pada ROVs
dijelaskan menggunakan enam rangkaian non-linear yang dipasang dalam
kendaraan berbentuk perangkat hidrodinamik. Melalui komponen tersebut,
robot bawah air dalam uji cobanya tidak mengalami efek pergerakan fluida
oleh gelombang air.
Penelitian juga dilakukan oleh Wettergreen, et al (1999) tentang
robot bawah air. Robot bawah air memerlukan bimbingan dan control yang
memadai untuk melakukan tugas-tugas yang berguna selama berada di
bawah air. Metode yang dapat digunakan untuk membimbing robot bawah
air adalah control servo secara visual. Untuk mengkoordinasikan dan
mengkontrol thruster, model yang kompleks serta mengkontrol skema
robot dapat digantikan menggunakan pendekatan connectionist learning,
yaitu penguatan pembelajaran menggunakan sinyal reward dan
9
memperbanyak interaksi dengan lingkungan untuk membentuk suatu
perilaku yang diharapkan. Hal tersebut dilakukan dengan menggabungkan
bimbingan berbasis visi menggunakan neuro-controller yang dilatih oleh
penguat pembelajaran. Tujuan dilakukannya penelitian tersebut adalah
untuk mengaktifkan robot bawah air guna dapat melakukan pemberhentian
pada batu-batu karang yang ada didalam laut. Hasil penelitian tersebut
adalah fitur metode pelacakan dan skema untuk melakukan bimbingan
berbasis control servo secara visual. Selain itu, neuro-controller yang
menjadi tambahan pada robot membantu mengatasi permasalahan yang
selama ini terjadi pada robot bawah air berjenis Autononomous Underwater
Vehicles (AUVs).
Penelitian Bokser (2003) menjabarkan mengenai robot kecil bawah
air yang dirancang khusus untuk percobaan menggunakan jaringan sensor
aktuator. Robot tersebut didasarkan pada platform mote yang digunakan
secara ekstensif dalam sensor jaringan kominitas sebagai testbed
eksperimental. Tes awal untuk pengaturan dalaman robot dalam air dan
pengaturan suhu bawah air akan dianalisis. Pada ahap pengujian,
serangkaian tes dilakukan untuk pembuktian platform. Pengujian dengan
mengukur tekanan dan kedalaman menghasilkan bukti linear, yaitu tekanan
dan kedalaman air ternyata berbanding lurus dalam mempengaruhi kinerja
robot. Perbaikan lain yang diperlukan oleh robot bawah air adalah cara
untuk memperpanjang daya tahan baterai robot. Baterai sangat
meempengarui kualitas komunikasi antara system robot dengan system
minimum dalam pengontrol. Selain itu, teknik sederhana dalam
memanajemen daya akan dapat mengubah kekuatan penggunaan motor
robot. Penelitian lanjutan adalah mengembangkan fungsi ALITY pada
pergerakan robot bawah air, dan mewujudkan jaringan tesbed pada robot.
Adrianyah (2008) meneliti bahwa perancangan robot harus
mengatasi beberapa masalah. Kompleksitas dan ketidaktahuan yang
sempurna tentang lingkungan dan situasi yang akan dihadapi, kemampuan
untuk mempresepsikan keadaan berdasarkan informasi yang didapati dari
sensor yang terkadang tidak akurat, dan kemampuan mengambil keputusan
10
tentang pergerakannya dalam waktu yang terbatas adalah contohnya. Di
sisi lain, kebutuhan terhadap penelitian bawah air cukup tingg., Oleh
karena itu, penelitian tersebut berupaya untuk membahas perancangan
robot bawah air yang lebih baik demi mengatasi masalah-masalah yang
disebutkan. Perancangan tersebut difokuskan kepada kemampuan robot
untuk bermanuver dan bergerak dengan efektif di bawah air. Agar manuver
dan pergerakan robot efektif, maka diajukan suatu arsitektur pengendali
tertentu, yaitu arsitektur pengendali robot berbasis perilaku. Beberapa
eksperimen akan dilakukan untuk menguji efektifitas manuver dan
pergerakan robot bawah air tersebut. Metode pengendali berbasis perilaku
adalah pendekatan yang diinspirasi oleh struktur umum sistem biologi
makhluk hidup, yaitu sistem yang berasaskan pada falsafah dari bawah ke
atas (bottom-up philosophy), dimana tugas-tugas robot dibagi ke dalam
beberapa kerja-kerja kecil yang harus diselesaikan oleh robot pada satu
waktu tertentu. Kerja-kerja kecil itu disebut dengan perilaku (behavior).
Prinsip-prinsip penting arsitektur pengendali berbasis perilaku yang
membuatnya menjadi alternatif dibanding arsitektur pengendali lainnya
adalah: parallelism, modularity, situatedness, embodiment, dan emergence.
Beberapa behavior yang biasanya terdapat pada sebuah robot antara lain