MAKALAH
Sistem
Kontrol Hexapod robot MSR-H01 Menggunakan Mikrokontroler
ATMega
128
Disusun oleh:
ESA SUSETYO ADJI
11.11.2439
TI 11 B
TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM
PURWOKERTO
2013
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Robot adalah segala peralatan
otomatis yang dibuat untuk menggantikan fungsi yang selama ini dilakukan oleh
manusia. Namun dalam perkembangan selanjutnya,robot diartikan sebagai manipulator
multi fungsional yang dapat diprogram, yang dengan pemrograman itu ditujukan untuk
melakukan sesuatu tugas tertentu [1]. Agar dapat bekerja secara otomatis
tentunya robot membutuhkan sensor-sensor untuk mengetahui kondisi
lingkungannya. Robot yang dapat berpindah tempat atau yang biasa disebut
sebagai mobile robot, umumnya juga memiliki sensor-sensor yang digunakan
untuk mendeteksi objekobjek disekitar robot, terutama objek di area jalur
pergerakannya. Semakin pesat perkembangan teknologi secara umum saat ini
membuat semakin pesat pula perkembangan terhadap teknologi sensor. Mulai dari sensor
jarak, logam, suhu, panas, cahaya, sampai dengan sensor citra bisa didapatkan dengan
mudah dan murah. Untuk mengetahui jarak objek dan obstacle, mobile robot
dapat menggunakan sensorjarak. Sensor jarak yang dimaksud bisa menggunakan
jenis sensor ultrasonik ataupun sensor inframerah. Pada penelitian ini sensor
jarak yang digunakan adalah jenis sensor ultrasonik. Proses sensing yang
dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan suara untuk menghitung
jarak antara sensor dengan objek sasaran [2]. Sensor ultrasonik adalah sensor
yang bekerja dengan memanfaatkan gelomnbang suara,sehingga interferensi dari
terang dan gelap cahaya lingkungan menjadi lebih kecil. Hal tersebut berbeda
dengan prinsip kerja sensor infra merah, yang memanfaatkan pantulan cahaya untuk
mengetahui jarak,sehingga lebih rawan terhadap interferensi cahaya di
lingkungannya. Sistem mobile robot diharapkan dapat mendeteksi dan
mengetahui kondisi lingkungannya lebih luas, bukan hanya di depan robot tetapi
juga di samping maupun di belakang mekanik robot. Sehingga dengan mengetahui
lebih luas kondisi lingkungannya, sistem robot nantinya dapat merencanakan
pergerakan menujupath tujuan, mencari jalur terpendek serta dapat merencanakan
pergerakan untuk menghindari obstacle. Dengan menggunakan lebih banyak
sensor, maka kondisi lingkungan yang diharapkan robot
dapat mengetahui kondisi
lingkungan lebih luas dan detail sesuai dengan yang diharapkan.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah dapat diperoleh
rumusan masalah yaitu, adalah bagaimana cara membuat Sistem Kontrol Hexapod robot MSR-H01 Menggunakan Mikrokontroler. Untuk
mempermudah kerja manusia.
1.3 Tujuan Penelitian
Diharapkan dengan
terciptanya Sistem Kontrol Hexapod robot MSR-H01 Menggunakan
Mikrokontroler dapat mempermudah kerja manusia yang lebih efektif dan lebih
efisien.
BAB
2
LANDASAN
TEORI
Mikrokontroller
Atmel AVR ATMega 128
Sebagai pengendali fungsi
input/output dalam penelitian ini digunakan jenis mikrokontroler AVR ATMega
128. AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis
arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua
instruksi dieksekusi dalam
satu siklus clock. AVR mempunyai
32 x 8 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable
Watchdog Timer, dan mode power saving. Mempunyai ADC dan PWM internal.
AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan
memori program untuk
diprogram ulang dalam sistem menggunakan
hubungan serial SPI. ATMega128 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah
berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan
pada satu siklus clock, ATMega128 mempunyai throughput mendekati
16 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus
kecepatan proses
Gambar 3 Pin-pin ATMega
128
Pin-pin pada ATmega16 dengan kemasan
53-pin programmable I/O line sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3. Software
yang digunakan untuk mengisi program pada mikrokontroller AVR adalah CodeVision
AVR dimana bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C.
Sensor
Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sensor
yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi
keberadaan suatu objek tertentu frekuensi kerjanya pada daerah
diatas gelombang suara dari 40
KHz hingga 400 KHz. Besar amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan unit sensor
penerima tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi. Proses sensing
yang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak
antara sensor dengan obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung
dengan cara
mengalikan setengah waktu yang digunakan
oleh sinyal ultrasonik dalam perjalanannya dari rangkaian pengirim sinyal (Tx)
sampai diterima oleh rangkaian penerima sinyal (Rx) dengan
kecepatan rambat dari sinyal
ultrasonik tersebut pada media rambat yang digunakannnya, yaitu udara.
Kecepatan rambat sinyal ultrasonik di udara adalah 342 m/s, sama dengan cepat
rambat bunyi di udara
Gambar 4 Prinsip
pemantulan gelombang
Ultrasonik Pada penelitian ini
sensor ultrasonik digunakan sebagai indra robot untuk
mengetahui jarak objek yang ada
di sekitarnya.
3. DESAIN DAN
IMPLEMENTASI
SISTEM
Secara umum desain hexapod
robot yang menjadi topik utama dalam penelitian ini dibagi menjadi
beberapa bagian, mulai dari sensor, minimum mikrokontroler, dan
aktuator. Selanjutnya dijelaskan
melalui diagram blok yang ditunjukkan pada Blok Diagram SistemHexapod robot yang
dibangun padapenelitian ini menggunakan 6 buah sensor
ultrasonik yang berfungsi
mendeteksi objek yang berada di lingkungan sekitar robot. Masing-masing sensor
langsung dihubungkan ke mikrokontroler ATMega128, sebagai acuan
mikrokontroler untuk memberi
perintah gerak kepada kendali sistem mekanik yaitu
pBrain MSR-H01. Sistem seperti
yang ditunjukkan pada gambar 5 dilengkapi dengan input
pushbutton yang berfungsi sebagai
user interface antara robot dengan manusia,khususnya untuk perintah start,
reset, dan perintah lainnya. Selain itu ada juga LCD16x4 yang digunakan sebagai
output sistem yang dapat menampilkan beberapa informasi terutama berkaitan
dengan
kondisi masing-masing sensor.
Hasil implementasi sistem hexapod robot sesuai dengan blok diagram yang
dimaksud ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6 Hexapod robot
HASIL DAN
PEMBAHASAN
Hexapod robot yang menjadi
bahasan dalam penelitian ini dapat secara otomatis bergerak berdasarkan input
dari sensor ultrasonik yang dikontrol dengan menggunakan ATMega 128.
Selanjutnya output dari ATMega 128 dihubungkan dengan kit pBrain agar dapat diterjemahkan
ke dalam gerakan mekanik robot. pBrain memiliki karakteristik menunggu karakter
“@@@” dari mikrokontroler sebelum dapat melaksanakan perintah-perintahnya melalui
simkontrol. Perintah yang dikirimkan mikrokontroler kepada pBrain tersebut
ditunjukkan pada tabel 2.
Sedangkan contoh perintah awal
untuk dapat berkomunikasi dengan pBrain
ditunjukkan dalam gambar 10 yang
berisi sourcecode program dalam bahasa C yang
dibuat dengan menggunakan
CodeVision AVR.
Perintah Mikrokontroler kepada pBrain
Key Deskripsi
+ Menaikkan Power Hexapod
- Menurunkan Power Hexapod
SPACE Stop hexapod
! Stop darurat (mematikan
servo secara
langsung )
W Maju
S Mundur
A Belok kiri
D Belok kanan
Q Crab kiri (jalan miring)
E Crab kanan (jalan miring)
1 Wave mode 1 (pelan)
2 Wave mode 2
3 Wave mode 3
4 Tripod mode (jalan
cepat)
5 Onroad mode (medan datar
, cepat)
6 Offroad mode (pelan ,
medan
rintangan)
7 Menurunkan kecepatan transfer
kaki
0.1detik
8 Meningkatkan kecepatan transfer
kaki
0.1detik
9 Mereset kecepatan transfer kaki
ke
default
R Reset posisi kaki ke normal
B Mengaktifkan mode full 3D
balance
C Menonaktifkan mode Full 3D
balance
Sedangkan contoh perintah untuk menghasilkan
gerakan mekanik robot yanga
dikirimkan kepada pBrain ditunjukan
perintah dasar yang dikirimkan kepada pBrain. Diantaranya adalah perintah
berdiri dengan mengirimkan karakter “+”, masuk ke dalam mode offroad dengan
karakter “6”, jalan ditempat dengan karakter “r”, dan menambah kecepatan dengan
mengirimkan karakter “8”. Offroad mode yang dimaksud adalah gerakan
robot dengan kaki berjinjit, sehingga badan robot dapat terangkat lebih tinggi,
dengan tujuan agar dapat melewati medan yang tidak teratur / bergelombang.
Gambar 12 Uji coba robot
pada track
201
Dalam tahap ujicoba, hexapod
robot dijalankan pada beberapa model track,
datar, datar di karpet dan
bergelombang. Gambar 12 menunjukkan ujicoba robot ketika dijalankan pada track
datar. Track bergelombang yang dimaksud dalam penelitian ini adalah track
datar dengan beberapa obstacle penghalang, sehingga membentuk track
yang bergelombang. Mode yang diujicobakan pada penelitian ini menggunakan
mode offroad dan
Ujicoba Track
Kecepatan
ratarata
1. Datar 7 s/m
2. Karpet 13 s/m
3. Bergelombang 16 s/m
Sesuai dengan hasil ujicoba yang
ditunjukkan pada ujicoba diatas,
bahwa pada dasarnya dengan menggunakan mode
offroad hexapod
robot masih
dapat berjalan pada 3 track yang berbeda.
Ditinjau dari segi kecepatannya, hexapod
robot dapat berjalan lebih cepat pada track
datar mencapai 7 s/m.
KESIMPULAN
Kesimpulan dan rencana penelitian
lanjutan yang dapat dideskripsikan dari
hasil penelitian ini adalah
sebagai berikut: 1. Sistem control dengan menggunakan mode offroad
terbukti dapat digunakan oleh hexapod
robot MSR-H01 untuk dapat bergerak pada track datar,
karpet, maupun bergelombang. Dengan
maksimal kecepatan 7 s/m pada track datar, dan paling lambat pada track
bergelombang dengan kecepatan 16 s/m. 2. Perlu penelitian lebih lanjut tentang penggunaan
mode control hexapod yang lain, diantaranya mode onroad dan mode tripod.
Sehingga arah penelitian selanjutnya dapat membahas tentang sistem otomatisasi
perubahan mode berdasarkan kondisi lingkungan yang ditemui.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Yunifa Miftachul Arif.
September 2011 Hardware Control PadaRobot Pemindah Bunga. Jurnal MATICS,
No. 4, Vol. 4.
[2] Hani dan Slamet. Desember
2010. Sensor Ultrasonik SRF05 Sebagai Memantau Kecepatan
Kendaraan Bermotor. Jurnal Teknologi, Volume 3 Nomor 2.
[3] ……..,”datasheet ATmega128”,
[4] http://www.contohmakalah.net/pdf/aplikasi-mikrokontroler-atmega16-sebagai-pengontrol-sistem
Komentar
Posting Komentar