## Perancangan Aplikasi Pemrograman Diagram Alir untuk Trainer Pembelajaran Robotika Berbasis Android
Deddy Susilo 1, Gunawan Dewantoro 2 , Teuku Danny Ramdani 3
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 deddy.susilo@staff.uksw.edu, 2 gunawan.dewantoro@staff.uksw.edu
3 612010041@student.uksw.edu

## Ringkasan
Sistem  pembelajaran  interaktif  yang  dibangun  bertujuan  sebagai trainer pembelajaran robotika  untuk  siswa-siswi  SD  (Sekolah  Dasar)  sampai  dengan  SMA  (Sekolah  Menengah Atas). Trainer tersebut  akan  memperkenalkan  logika  dari  cara  kerja  robot  dengan menggunakan  diagram  alir.  Siswa-siswi  akan  mempelajari  cara  untuk  merancang  logika robot  bekerja  yang  terdiri  dari  perulangan,  percabangan,  dan  beberapa  instruksi  dasar. Trainer pembelajaran  robotika  dibangun  dengan  komponen  utama  yaitu  :  sensor  jarak, modul bluetooth ,  driver  motor,  mikrokontroler  dan smartphone .  Perangkat  lunak  yang digunakan  untuk  memberikan  instruksi  kepada  robot  tersebut  berasal  dari smartphone android yang di dalamnya sudah di instal aplikasi trainer robotika dengan format extension apk.  Hasil  pengujian  menunjukan  bahwa  trainer  robotika  ini  dapat  menjalankan  instruksi yang diberikan  oleh smartphone android. Robot dapat di instruksikan untuk berjalan maju, kanan, kiri, mundur, dan mendeteksi rintangan. Tingkat keberhasilan dari Trainer Robotika yang  diuji  adalah  mencapai  90%,  dikarenakan  robot  memiliki  kelemahan  jika  berjalan  di permukaan yang licin. Pada saat robot berjalan di permukaan yang licin terjadi perbedaan antara  jarak  yang  di  instruksikan  dengan  jarak  robot  saat  berjalan.  Bahasa  pemrograman yang  digunakan adalah  bahasa  C  untuk  mikrokontroler  dan  untuk  aplikasi  pada  Android menggunakan bahasa pemrograman Java.
Kata kunci: trainer robotika, diagram alir, pemrograman android.

## 1. Pendahuluan
Pada  zaman  sekarang  perkembangan  teknologi  berkembang  dengan  pesat,  di  mana di setiap aspek kehidupan tidak jauh dengan teknologi. Salah satu teknologi yang sedang berkembang  saat  ini  adalah  robotika.  Robot  dalam  hal  ini  adalah  robot  yang  dapat mempermudah  pekerjaan  manusia.  Dengan  semakin  pesatnya  perkembangan  robot  di zaman  sekarang  mendorong  kepada  siswa  dan  sisiwi  sekolah  dasar  sampai  dengan sekolah menengah atas untuk mempelajari tentang robotika. Semakin banyaknya siswa- siswi  yang  menaruh  minat  dalam  mempelajari  robotika  di  beberapa  sekolah  sudah menyediakan  kelas  ekstrakurikuler  robotika  di  mana  di  kelas  tersebut  para  siswa-siswi belajar  teori-teori  tentang  robotika,  pengenalan  tentang  komponen  robotika  dan  para siswa-siswi  belajar untuk  merancang robot sederhana. Robot yang dipelajari dan sudah dirancang  sebelumnya  adalah  robot  pengikut  lintasan  dan  robot  Sumo  (Robot  yang

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 14 No. 2 Oktober 2015 Hal. 157 - 165
dikendalikan  oleh remote ).  Pada  saat  ini  dibutuhkan  sebuah  alat  trainer  robotika  yang digunakan untuk pembelajaran robotika untuk siswa-siswi tingkat sekolah dasar sampai sekolah  menengah  Atas  dengan  tujuan  para  siswa-siswi  tersebut  akan  mengerti  logika cara kerja robot.

## 2. Kajian Pustaka
Pada  referensi  [1]  dijelaskan  tentang  perancangan  robot  dengan  cara  membangun suatu perangkat lunak berbasis diagram alir menggunakan simbol-simbol dari tiap blok diagram yang memiliki perintah untuk menggerakkan robot. Perintah ini  berupa source code yang  dikirim  dari  PC  ke  mikrokontroler  AT89S52.  Mikrokontroler  menampilkan simulasi  berdasarkan  diagram  alir  yang  dibuat  pada  perangkat  lunak.  Simulasi  output dari perangkat lunak ditunjukkan pada port 0 mikrokontroler, sedangkan simulasi input dari  perangkat  lunak  ditunjukkan  pada  port  1  mikrokontroler.  Simulasi  output  yang dihasilkan  sesuai  dengan  diagram  alir  pada  perangkat  lunak,  yang  dibuat  dapat digunakan untuk mengontrol robot. Perangkat tambahan yang diperlukan adalah driver , ADC ( Analog to Digital Converter ), DAC ( Digital to Analog Converter ).

## 3. Perancangan
Pada  bagian  ini  akan  dijelaskan  mengenai  perancangan  dari  perangkat  keras,  serta perangkat lunak dari algoritma robot.

## 3.1. Perancangan Perangkat Keras
Pada  bagian  ini  akan  dijelaskan  mengenai  perancangan  perangkat  keras. Perancangan  perangkat  keras  yang  akan  dijelaskan  meliputi  sistem  kontrol,  konstruksi robot, dan perangkat keras elektronik.

## 3.1.1.  Sistem Kontrol
Sistem  kontrol  pada  robot  terdiri  dari  2  bagian  yaitu  kontrol  utama  dan  kontrol akuator.
1. Kontrol Utama
Kontrol utama pada robot terdiri dari sebuah smartphone [2] dan mikrokontroler. Pada smartphone akan  memberikan  instruksi  pergerakan  robot  dengan menggunakan  diagram  alir.  Data  dari smartphone akan  dikirimkan  melalui komunikasi bluetooth . Kemudian pada mikrokontroler terdiri dari modul bluetooth yang akan menerima instruksi dari smartphone tersebut.
2.  Kontrol Aktuator Robot
Kontrol  akuator  pada  robot  ini  adalah driver motor  L298[3],  SRF-05  dan photointerrupter .  Setelah  data  yang  dikirimkan  oleh smartphone diterima  oleh mikrokontroler  maka  mikrokontroler  akan  memberikan  instruksi  pada driver motor  L298,  SRF-05  dan photointerrupter .  Setelah  itu  robot  akan  berjalan  sesuai dengan diagram alir yang sudah dibuat pada smartphone .
Deddy Susilo, Gunawan Dewantoro, Teuku Danny Ramdani
Mikrokontroler
Driver Motor L298 Photointerrupter SRF-05 Bluetooth HC-05 Smartphone Android
Gambar 1. Blok Diagram Sistem.

## 3.1.2.  Konstruksi Robot
Robot  ini  menggunakan  perpaduan  bahan  antara  plastik  dan  akrilik  untuk  bodi sasisnya.  Perpaduan  bahan  ini  dimaksudkan  agar  robot  memiliki  bobot  yang  ringan sehingga  memiliki  keseimbangan  yang  baik.  Robot  ini  dapat  berputar  360  derajat. dengan  2  ban  utama  yang  memiliki  gear  box  dan  2  ban  yang  bersifat  universal  yang dapat berputar 360 derajat.

## Gambar 2. Desain robot.
Kontrol  utamanya  yaitu  mikrokontroler  ATMega  328[4]  yang  diletakkan  di  atas bagian  robot  tersebut.  Perangkat  lainnya  di  bagian  depan  terdiri  dari  sensor  SRF05,  di bagian kanan terdiri dari modul bluetooth untuk jalur komunikasi, di bagian dalam robot terdapat driver motor L298 dan photointerrupter .

## 3.2. Perancangan Perangkat Lunak
Untuk  merancang trainer robotika,  penulis  memfokuskan  pada  perancangan perangkat  lunak  yang  terdapat  pada  aplikasi trainer robotika  yang  terdapat  pada smartphone android dan perancangan perangkat lunak robot pada mikrokontroler.

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 14 No. 2 Oktober 2015 Hal. 157 - 165

## 3.2.1.  Perancangan aplikasi diagram alir
Pada perancangan aplikasi yang terdapat pada smartphone . Di dalam aplikasi tersebut akan terdiri dari enam button yang di antaranya  berfungsi untuk  mengaktifkan koneksi bluetooth ,  menonaktifkan  koneksi bluetooth ,  menghubungkan  antara smartphone dengan robot, memutuskan jalur komunikasi robot, mengirim data dari smartphone menuju robot, menghapus layout diagram  alir  dan  instruksi  robot  saat  berjalan  seperti  instruksi  untuk berjalan  maju,  berbelok  ke  kiri,  berbelok  ke  kanan,  mundur,  dan  saat  bertemu  dengan rintangan. Sebelum memberikan instruksi.
3(a) 3(b) 3(c) 3(d)
Gambar 3(a) Aplikasi android saat pertama kali diakses. Gambar 3(b) Aplikasi menggunakan instruksi robot berjalan tetapi tanpa instruksi  perulangan dan percabangan. Gambar 3(c)  Aplikasi menggunakan instruksi robot berjalan, perulangan, dan percabangan. Gambar 3(d) Aplikasi menggunakan instruksi robot berjalan dan perulangan.
Deddy Susilo, Gunawan Dewantoro, Teuku Danny Ramdani
Kemudian flowchart dari aplikasi trainer robotika ditunjukkan pada gambar 4.
start Koneksi berhasil ? End Koneksikan Robot Masukan query instruksi Tidak ya Apakah ada nilai perulangan ? tidak ya Kirim Data ke Robot Masukan nilai perulangan Masukan jarak, instruksi
Gambar 4. Diagram alir aplikasi trainer robotika

## 3.2.2.  Perancangan perangkat lunak Mikrokontroler
Perancangan perangkat lunak yang ada pada robot merupakan pencangan perangkat mikrokontroler  untuk  mengakses driver motor ,  sensor  jarak,  dan photointerrupter .  Tetapi sebelum  mikrokontroler  mengaktifkan  komponen  tersebut.  Mikrokontroler  menunggu data  yang  masuk  melalui  dengan  melalui  komunikasi bluetooth berikut  ini  akan dijelaskan flowchart dari perangkat lunak pada mikrokontroler.

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 14 No. 2 Oktober 2015 Hal. 157 - 165
start Terima data Bluetooth ? End tidak ya Inisialisasi Mikrokontroler Cek data Query Maju Kiri Mundur Kanan Halangan Robot Maju Robot
Kiri
Robot
Kanan
Robot Mundur Robot deteksi halangan Query Kosong ? Tidak ya tidak ya tidak tidak
tidak tidak
ya ya ya ya
Gambar 5. Diagram alir perangkat lunak mikrokontroler

## 4. Pengujian dan Pembahasan
Pada  bagian  ini  dibahas  tentang  cara  pengujian  dan  hasil  pengujian  dari  alat  yang direalisasikan.
4.1. Pengujian sinkronisasi smartphone dengan robot
Pada  proses  ini smartphone melakukan  sinkronisasi  dengan  robot  tersebut.  yaitu dengan  melalui  media bluetooth. Pada  proses  ini  akan  diuji  dengan  cara smartphone dengan  robot  melakukan pairing terlebih  dahulu  kemudian  langkah  selanjutnya.  Pada aplikasi trainer robotika membuka jalur komunikasi dengan cara mendeteksi Id bluetooth pada modul HC-05 yang ada pada robot. Setelah terdeteksi dan melakukan sinkronisasi. Smartphone dan robot sudah siap berkomunikasi.

## 4.2. Pengujian jalan pada robot dengan instruksi dari
Pada  proses  ini  robot  akan  menerima  instruksi  yang  diberikan  oleh  smartphone dengan metode FIFO ( First In First Out ). Di mana pada metode ini data yang dikirimkan oleh  smartphone.  Diterima  oleh  robot  tersebut  merupakan  data  yang  pertama  terlebih dahulu  dan  akan  dikerjakan  instruksinya  terlebih  dahulu.  Setelah  itu  data  tersebut dikirimkan  melalui bluetooth pada smartphone .  Kemudain  pada  mikrokontroler  yang terdapat  pada  robot  nilai  data byte tersebut  yang  akan  menjadi  tanda  untuk  robot tersebut berjalan.
Deddy Susilo, Gunawan Dewantoro, Teuku Danny Ramdani
Tabel 1. Banyak Data pengiriman instruksi Robot Maju Jarak robot Kanan Jarak robot Kiri Jarak robot Mun- dur Jarak robot Rin- tangan Stop 0xAA 0x00 sampai 0x64 0xBB 0x00 sampai 0x64 0xCC 0x00 sampai 0x64 0xdd 0x00 sampai 0x64 0x80 0xEE Halangan Loop 0x80 0x03 sampai 0x05 0x02 sampai 0x20

## 4.3. Pengujian jarak robot berjalan dalam satuan cm
Ketika  robot menerima data dari smartphone untuk instruksi robot tersebut  berjalan. Kemudian  mikrokontroler  akan  mengambil  data byte selanjutnya  untuk  mendapatkan jarak  robot  tersebut  saat  berjalan.  Seperti  pada  tabel  1.  Contohnya  robot  akan  berjalan maju maka robot akan menerima instruksi 0xAA setelah itu robot akan mengambil data di array selanjutnya  yaitu array setelah  instruksi  maju.  Kemudian  nilai  tersebut  akan menjadi acuan untuk jarak robot tersebut saat berjalan.
Tabel 2. Tabel Pengujian jarak robot saat berjalan Jarak Aktual (cm) Jarak Maju (cm) Selisih Jarak (cm) Jarak Kanan (cm) Selisih Jarak (cm) Jarak Kiri (cm) Selish Jarak (cm) Jarak Mundur (cm) Selisih Mundur (cm) 5 5 0 3 2 5 0 5 0 10 10 0 8 2 10 0 9.5 0.5 15 14.5 0.5 15 0 15 0 14 1 20 19 1 19.5 0.5 20 0 19 1 25 23.5 1.5 24.5 0.5 24 1 23.5 1.5 30 32 3 30 0 30 0 27.5 2.5 35 35 5 33.5 1.5 33.5 1.5 32.5 2.5 40 38.5 1.5 39.5 0.5 40.5 4.5 38 2 45 43.5 1.5 44 1 46 4 42 3 50 48 2 49 1 49 1 45.5 4.5 55 53.5 1.5 54.5 0.5 54.5 0.5 50 5 60 58 2 58 2 60 0 53 7 65 63 2 63.5 1.5 64 1 54 11 70 67 3 69 1 69 1 60 10 75 71 4 71 4 75 0 75 0 80 73 7 73 7 79.5 0.5 79.5 0.5 85 75 10 75
10
85 0 85 0 90 78 12 78
12
89 1 89 1 95 82 13 82 13 93.5 1.5 93.5 1.5 100 84 16 84 16 95.5 4.5 95.5 4.5 Rata-rata selisih 3.8 3.8 1.2 2.9
4.4. Pengujian trainer robotika kepada siswa-siswi SD sampai SMP
Pada  pengujian trainer robotika  kepada  siswa-siswi  SD  sampai  dengan  SMP. Dilakukan  di  SD  Muhammadiyah  Salatiga  dan  SMP  Anak  Terang  Salatiga.  Pengujian dilakukan dengan cara menjelaskan terlebih dahulu tentang penggunaan trainer robotika dan tentang aspek yang terdapat pada trainer tersebut.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 Baik Sekali Baik Cukup
Kurang
Grafik 1. Hasil kuisioner trainer robotika
Grafik  1  didapatkan  dari  kuisioner  yang  dilakukan  oleh  7  siswa-siswi  SMP  dan  3 siswa-siswi SD. Nilai yang didapatkan dari siswa-siswi tersebut dijumlakan untuk setiap pilihan  ‘Baik  Sekali’,  ‘Baik’,  ‘Cukup’,  dan  ‘Kurang’.  Dapat  dilihat  bahwa  setelah  siswa- siswi  tersebut  menggunakan  trainer  robotika  ini  mendapatkan  respon  yang  positif  dan diharapkan siswa-siswi tersebut memperoleh pembelajaran tentang dasar robotika.
4.5.    Hasil pengujian trainer robotika dalam aspek kognitif, afektif, psikomotor
a.  Aspek Kognitif
- Siswa-siswi  SD  Muhammadiyah  Salatiga  kelas  4  saat  menggunakan trainer robotika ini.
- Siswa-siswi SMP Anak Terang Salatiga kelas 7 mampu memahami cara kerja dari setiap modul sensor dan akuator yang terdapat pada robot.
b.  Aspek Afekif
- Siswa-siswi  SD  Muhammadiyah  Salatiga  kelas  4  memilki  minat  untuk mempelajari  apa  yang  terdapat  pada  modul trainer robotika  ini.  Siswa-siswi SMP
- Anak  Terang  Salatiga  kelas  7  antusias  dalam  menggunakan trainer robotika ini.
c.  Aspek Psikomotor
- Siswa-siswi  SD  Muhammadiyah  Salatiga  kelas  4  dapat  mengikuti  prosedur dari  langkah-langkah  yang  harus  dilakukan  saat  menggunakan trainer robotika ini.
- Siswa-siswi  SMP  Anak  Terang  Salatiga  kelas  7  cepat  dalam  mengikuti prosedur  dari  penggunaan trainer robotika.  Siswa  dapat  menyelesaikan masalah  jika  robot  akan  berjalan  di  tempat  yang  terdapat  banyak  halangan dengan menggunakan instruksi yang terdapat pada diagram alir.
Deddy Susilo, Gunawan Dewantoro, Teuku Danny Ramdani

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  perancangan,  perealisasian  dan  pengujian  dapat  ditarik  kesimpulan sebagai berikut :
1.  Pada  pengujian  sinkronisasi smartphone dengan  robot, smartphone dapat melakukan  sinkronisasi  dengan  membutuhkan  waktu  1  sampai  2  detik  saat melakukan pairing Bluetooth dengan keberhasilan 100 %.
2.  Pada pengujian instruksi berjalan pada robot. Robot dapat menjalankan perintah yang berasal dari smartphone dengan keberhasilan 100 %.
3.  Pada  pengujian  perulangan  yang  terdapat  pada  diagram  alir.  Robot  dapat mengikuti  instruksi  yang  diberikan  robot  dan  perulangan  berhasil  dijalankan dengan keberhasilan 100 %.
4.  Pembuatan handout  trainer robotika  yang  di  dalamnya  terdiri  dari  tutorial pemasangan  aplikasi,  cara  penggunaan  aplikasi  sampai  dengan  penjelasan instruksi if, loop, dan instruksi robot berjalan.
5.  Hasil kuesioner yang didapatkan dari siswa-siswi SD sampai SMP mendapatkan respon  yang  baik  karena trainer robotika  mudah  untuk  digunakan  dan  siswa- siswi  tersebut  dapat  memahami  tentang  perulangan  robot,  percabangan  dan instruksi robot sederhana.

## Daftar Pustaka
[1]  W. Yohanes, Pembuatan Perangkat Lunak Berbasis Diagram Alir untuk Mengontrol Robot , Universitas Kristen Maranatha, Jawa Barat : Bandung, 2013.
[2]  Anonim, Acuan Spesifikasi-XperiaTipo , Sony Xperia Tipo ST21i , [online],
www.gsmarena.com , diakses tanggal 24 February 2015.
[3] L298 : Dual Full Brigde Driver , ST Microelectronics, Printed in Italy, 2000.
[4]  Anonim, ATMEGA328  Datasheet ,  [online],  Available  :  www.atmel.com,  diakses tanggal 26 Desember 2014.