PENGETAHUAN

Cara Membuat Robot

Robot inidibuat untuk menyelesaikan misi tertentu. Misi robot yang dibuat adalah untuk menemukan dan memadamkan api lilin yang diletakkan pada pola ruang yang telah ditentukan. Aksi robot diawali dengan menjelajah pola ruang dengan memanfaatkan sensor Ultrasonik dan sensor Infrared sebagai pendeteksi penghalang (dinding), dan menemukan sumber nyala api dengan mengecek keberadaan cahaya ultraviolet menggunakan sensor UVtron. Sensor UVtron digunakan untuk memastikan adanya sumber nyala api lilin dan mengarahkan robot pada posisi nyala api lilin. Bila dalam proses scanning robot mendeteksi adanya nyala api lilin, robot akan melakukan manuver mengarah pada posisi api, bergerak mendekati api dan meniup nyala api dengan kipas. Robot ini dikontrololeh Mikrokontroler PIC 16F877A yang diprogram menggunakan Proton+ dengan bahasa Basic. Sehingga program robot lebih mudah untuk dipahami. Kecepatan scanning pada Mikrokontroler menggunakan kristal 20MHz.


CARA KERJA



Diagram Cara Kerja Robot
Cara Kerja Rangkaian
Pada robot ini dilengkapi dengan dua PIC 16F877A. Dimana pada PIC pertama digunakan untuk memproses semua input dan menghasilkan output. Input yang dihasilkan berasal dari PIC kedua, Infrared Proximity, Limit Switch, dan DIP Switch. Sedangkan output yang dihasilkan adalah gerakan motor servo sebagai kaki-kaki dari robot dan motor DC sebagai motor untuk kipas.
Sedangkan pada PIC kedua digunakan untuk memproses input-an yang berasal dari sensor Ultrasonik, sensor UVtron, dan sensor Infrared Sharp GP2D12. Output dari PIC kedua ini akan menjadi input-an untuk PIC pertama.

Cara Kerja Robot
Robot ini bekerja untuk mencari posisi titik api yang diwakili oleh lilin yang diletakan dalam ruangan labirin dan memadamkan api lilin tersebut dengan kipas. Pemilihan ruangan pada labirin menggunakan DIP SWITCH yang telah diatur, sehingga robot bergerak menuju ruangan sesuai yang diinginkan.
Robot ini dilengkapi dengan dua buah saklar (saklar PIC dan saklar motor) dan dua buah tombol (tombol ready dan tombol start). Untuk mengaktifkan robot ini posisikan kedua saklar pada posisi ON, kemudian tekan tombol ready. Setelah itu letakkan robot pada posisi HOME (lingkaran putih pada labirin) kemudian tekan tombol start maka robot akan berputar sampai posisi yang telah ditentukan. Setelah robot mencapai posisi yang telah ditentukan, maka robot akan mengeksekusi instruksi gerak atau jalan melewati lorong sambil mendeteksi ada atau tidaknya halangan melalui sensor Ultrasonik dan sensor Infrared Sharp GP2D12 yang sudah terpasang pada robot agar tidak menabrak dinding (halangan).
Ketika melewati lorong, robot telah dibekali algoritma pemetaan (navigasi) yang digunakan oleh robot untuk menentukan arah setelah mendapat persimpangan. Setelah robot memasuki sebuah ruangan dan robot telah mendeteksi garis putih yang ada di depan pintu (sensor infrared proximity aktif), maka robot akan mencari sumber nyala api dengan berputar 180º untuk mendeteksi sumber nyala api dalam ruangan tersebut.
Ketika sensor UVtron mendeteksi adanya sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh nyala api, maka instruksi selanjutnya yaitu bergerak maju mendekati nyala api tersebut dan berhenti ketika mendapatkan lantai berwarna putih yang menandakan batas posisi lilin untuk dipadamkan. Lantai berwarna putih dideteksi oleh sensor infrared proximity. Saat mencapai batas posisi lilin (lantai berwarna putih) dan posisi sensor UVtron tidak lurus dengan posisi lilin, maka robot akan berputar 180° untuk mencari posisi titik api. Setelah posisi sensor lurus dengan posisi titik api, maka robot akan berhenti berputar dan mematikan lilin dengan kipas.

SPESIFIKASI
MEKANIK

Kerangka Robot



Kerangka robot
Kerangka robot ini terbuat dari acrylic 3 mmdengan dimensi robot 25 cm x 25 cm x 25 cm.
Aktuator
Menggunakan 7 buah motor RC Servo sebagai penggerak robot dan 1 buah motor DC sebagai penggerak kipas.

Spesifikasi Motor RC Servo HS-322HD

* Merupakan jenis motor servo standar 180º.
* 3 jalur kabel: power, ground, dan kontrol (sinyal).
* Sinyal kontrol mengendalikan posisi.
* Operasional dari motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum.
* Konstruksi di dalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback control.


Technical Specification

* Operating Speed : 0.19sec/60º AT 4.8Volt
* Weight : 43 g
* Size : 40 x 20 x 37 mm
* Torque : 3,5 kg




Motor Servo HS-322HD
Motor servo jenis ini digunakan untuk menggerakkan kaki-kaki robot naik dan turun serta untuk menggerakkan robot maju dan mundur.
Spesifikasi Motor Servo Parallax Continous

* Merupakan jenis motor servo continous.
* 3 jalur kabel: power, ground, dan kontrol (sinyal).
* Sinyal kontrol mengendalikan posisi.
* Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback control.

Technical Specification

* Power : Max. 6V DC
* Weight : 45 g
* Size : 40.5 x 20 x 38 mm
* Torque : 3,4 kg
* Average Speed : 60 rpm (tanpa beban dengan power 5V DC)




Motor Servo Parallax
Motor servo jenis ini digunakan untuk menggerakkan kaki tengah robot. Sehingga robot dapat berputar ke kanan dan ke kiri.


3.1.2.3 Spesifikasi Motor DC

* Catu daya : 3 Volt.
* Dapat berputar Clock Wise maupun Counter Clock Wise.
* 2 jalur kabel untuk power dan ground.




Motor DC

Motor ini digunakan untuk memutar kipas yang digunakan untuk memadamkan api lilin.


ELEKTRONIK
Catu Daya

* Baterai kotak 8,4 volt sebagai sumber untuk rangkaian mikrokontroler dan sensor.
* 4 buah bateraiAA 1.2 2500 mAH volt sebagai sumber untuk motor Servo dan motor DC.


Baterai 8.4 volt dan baterai 1.2 volt
Sensor
Terdiri dari 3 buah sensor ultrasonik ping parallax, 2 buah infrared Sharp GP2D12, sensor proximity, phototransistor, dan Uvtron Hamamatsu.


Spesifikasi Sensor Ultrasonik Ping Parallax

* Memancarkan sinyal ultrasonik sesaat dan menghasilkan pulsa output yang sesuai dengan waktu pantul sinyal ultrasonik saat kembali menuju sensor.
* Target dapat diketahui dengan mengukur lebar pulsa pantulan.
* Tegangan catu : 5V DC.
* Konsumsi arus : 30mA typ; 35mA max.
* Jarak : 2cm sampai 3m.
* input trigger : positive TTL pulse, 2us min, 5us typ.
* Echo Pulse: positive TTL pulse, 115us to 18.5 ms.
* Echo Hold-off : 750US from fall of Trigger pulse.
* Burst Frequency : 40KHz for 200us.
* Delay before next measurement – 200us.
* Size : 22 mm x 46 mm x 16 mm.







Pin-pin dan pengkabelan pada ultrasonik ping parallax

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi penghalang atau dinding yang ada di sekitar sensor.

Spesifikasi Sensor Infra Merah Sharp GP2D12

* VCC : -0.3 to + 7Volt (4.5 to 5.5Volt (recommended)
* Voutput : -0.3 to Vcc + 0.3
* Operating temperature : -10 to 60ºC (25ºC (recommended))
* Storage temperature : -10 to 70ºC
* Distance Range : 4cm to 80cm





Pin-pin pada sensor Sharp GP2D12
Sensor ini digunakan untuk mendeteksi penghalang atau dinding yang ada di sekitar sensor, ketika arah gerak robot tidak lurus.

Spesifikasi Sensor Infrared Proximity

* Infrared sebagai transmitter.
* Photodiode sebagai receiver.
* Menggunakan driver pembanding agar hasil pembacaan sensor menjadi digital.



Sensor Infrared Proximity
KetKterangan Gambar Sensor Proximity
No.
Keterangan
1
Infrared
2
Photo Diode
3
+ Infrared
4
- Infrared
5
+ Photo Diode
6
- Photo Diode

Sensor ini digunakan untuk mendeteksi garis putih yang ada di depan pintu ruang atau batas posisi lilin (area berwarna putih).


Spesifikasi Limit Switch

* Memiliki dua kontak yaitu NO dan NC
* Maksimum arus 5 A dengan tegangan 125 VAC
* Maksimum arus 3 A dengan tegangan 250 VAC






Limit Switch
Sensor ini digunakan untuk mendeteksi jika robot menabrak dinding atau penghalang.

Spesifikasi Uvtron flame detector

* Mendeteksi gelombang ultraviolet pada range 185 – 260nm.
* Bekerja berdasarkan filter yang dibuat.


Uvtron R2868 dan C2704 Driver Board

Sensor ini digunakan untuk mencari posisi titik api yang ada dalam suatu ruangan.


Kontroler Menggunakan mikrokontroler PIC 16F877A.

Spesifikasi PIC 16F877A

* 8kB code, 368B data, 256B EPROM, Ports A-E, 2xACMP, 2xCCP, PSP, 3xTimers, MSSP, USART, 8x10bit ADC.




PIC 16F877A