Vol. 11. No. 03, September 2020: 133-137 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Rancang Bangun Sistem Navigasi Robot Hexapod 3 DOF di Ruangan Labirin Menggunakan Metode Fuzzy Sugeno Berbasis Arduino
Ilham Muhammad Sidiq * , Eko Ihsanto, Yuliza
Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, Jakarta
* ilhamsidik64@gmail.com
Abstrak—  Pada  era  teknologi  dan  otomasi  industri  saat  ini banyak  digunakan  robot  sebagai  alat  bantu  yang  dapat meringankan  pekerjaan  manusia,  sehingga  dibutuhkan  robot yang memiliki sistem pengendalian yang baik agar pekerjaan yang dilakukan oleh robot tersebut dapat lebih optimal. Perkembangan sistem  pengendalian  pada  robot  saat  ini  cukup  pesat  seiring dengan  kebutuhan  manusia  yang  semakin  beragam.  Beberapa metode banyak diterapkan pada sistem pengendalian robot secara otomatis.  Logika  fuzzy  merupakan  metode  yang  banyak digunakan dalam navigasi gerak robot. Sehingga pada penelitian ini  akan  diterapkan  metode  logika  fuzzy  dengan  tipe  Sugeno sebagai  sistem  navigasi  robot  hexapod  yang  ditanamkan  pada mikrokontroler  Arduino mega  dan  digunakan  lima  buah  sensor ultrasonik  sebagai  nilai  inputan  jarak,  dan  menggunakan  servo motor controller 32 channel yang digunakan untuk mengontrol 18 servo untuk mengerakan robot baik maju, belok kanan, dan kiri dan juga membantu meringkas kabel yang terhubung kearduino, codingan motor servo yang mudah yang dimana hanya memanggil perintah  serial  ke  arduino  mega.  Dalam  hal  ini  logika  fuzzy diterapkan untuk mengatur delay yang bisa mengatur speed robot hexapod  ini  ketika  berhadapan    tembok  dekat  maka  berjalan lambat  dan  jauh  dari  tembok  maka  berjalan  cepat.  Sehingga dapat menghindari halangan yang berada dengan baik.
Kata  Kunci—  Robot  Hexapod,  Navigasi,  Logika  fuzzy,  Fuzzy Sugeno.
DOI: 10.22441/jte.2020.v11i3.004

## I. P ENDAHULUAN
Pada  era  modern  ini  perkembangan  teknologi  robot berkembang  dengan  pesat.  Robot  telah  masuk  dalam  berbagai segi kehidupan manusia, mulai dari robot rumah tangga sampai dalam  dunia  industri.  Dengan  kemajuan  tersebut  tak  terlepas oleh peran artificial intelligence atau disebut kecerdasan buatan yang  membantu  perkembangan  dalam  sistem  dunia  robotika masa  kini.  Pemanfaatan  sistem  ini  digunakan  dalam  hal pergerakan  robot,  pengindraan  robot,  dan  berfikir  layaknya manusia.  Kecerdasan  buatan  memiliki  cabang  yaitu  :  sistem pakar  (expert  System),  jaringan  syaraf  tiruan  (artificial  neurol network),  logika  fuzzy  (Fuzzy  Logic),  algoritma  genetic,  dll. Robot  terdiri  dari  tiga  bagian  utama,  yaitu  :  Programming, electrical, dan Mechanical. Bagian mechanical robot mencakup segala  komponen  yang  bersifat  Non-Electrical  yang  berfungsi sebagai  rangka  robot,  bagian  electrical  robot  mecakup  segala komponen electrical dan bagian programming merupakan suatu
perangkat  lunak  yang  berisi  perintah-perintah  dalam  bahas mesin untuk mengontrol robot itu sendiri.
Jenis  robot  beraneka  ragam,  yaitu  :  Robot  beroda,  robot berkaki,  robot  manipulator,  robot  humanoid,  robot  terbang, robot animaloid, dll. Robot – robot tersebut juga dibuat dengan berbagai  fungsi,  yaitu  :  Pendidikan,  kesehatan,  rumah  tangga, penyelamat, industri, dll. Dengan melihat hal tersebut, teknologi robot  mempunyai  perkembangan  yang  akan  terus berkembang dan menjadi teknologi masa depan.
Oleh  karena  itu  pada  penelitian  ini  dirancanglah  sebuah robot berkaki enam dengan 3 sudut kebebasan ( Hexapod 3DOF) menggunakan algoritma Fuzzy Sugeno yang dilengkapi dengan 5  buah  sensor  ultrasonik  yang  befungsi  mengidentifikan halangan  /  benda  yang  berada  disekitar  robot  dan  bergerak menggunakan algoritma Fuzzy Sugeno  yang telah deprogram ke robot sehingga dapat bernavigasi dengan baik dalam sebuah labirin.

## II. P ENELITIAN TERKAIT
Pada penelitian [1] menganalisis Analisis Algoritma Untuk Mengindetifikasi  Ruangan  Pada    Map  KRPAI  Menggunakan Logika  Fuzzy,  sama  halnya  seperti  [2]  [5],namun  [3]  [4] diterapkan  untuk  mengikuti  dinding  dan  [14]  menggunakan PID  sebagai  kontrolnya.  Sedangkan  [6]  untuk  navigasi  gerak robot  dengan Lawn Mower. Sitem fuzzy juga diterapkan oleh [7]  pada  robot  beroda  dan  juga  pada  robot  berkaki  yang menggunakan perhitungan kinematik [8][15] dan dinamik [9]. Selain  itu  fuzzy  juga  diterapkan  pada  robot  jari  [10]  dan Quadrupped Robot [12] yang pergerakannya juga menggunakan kinematik. Pada [11] [13] peneliti mengacu pada sistem  fuzzy  yang  digunakan  untuk  pemadaman  api  di kebakaran hutan dan robot otomatis penghindar halangan.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Pada  bagian  ini  akan  membahas  mengenai  proses perancangan  alat  dan  sistem  secara  perangkat  keras  dan perangkat lunak untuk merealisasikan dalam pembuatan robot hexapod ini. Robot hexapod ini akan disusun dari beberapa unit yang  membentuk  sistem  yang  saling  mendukung satu  dengan yang lain.
I.M. Sidiq, E. Ihsanto, Yuliza, Rancang Bangun Sistem Navigasi Robot Hexapod 3 DOF di Ruangan Labirin ……..

## A. Blok Diagram

## Gambar 1. Blok Diagram Hexapod

## B. Sistem Fuzzy
Himpunan  fuzzy  ultrasonik  digunakan  pada  proses fuzzifikasi  sedangkan  himpunan  fuzzy  kecepatan  robot digunakan  pada  proses  deffuzifikasi.  Himpunan  ultrasonik dibangun dengan representasi segitiga. Himpunan fuzzy dibagi menjadi  tiga,  yaitu  :  himpunan  sensor  kiri  kanan,  himpunan sensor serong kiri kanan dan himpunan sensor depan.
Tabel 1. Himpunan Sensor Kiri dan Kanan
Jarak (cm) Variable Linguistik 1 sampai 15 Dekat 13 sampai 25 Sedang 23 sampai 30 Jauh Tabel 2. Himpunan Sensor Serong Kiri dan Kanan Jarak (cm) Variable Linguistik 1 sampai 20 Dekat 18 sampai 36 Sedang 34 sampai 40 Jauh Tabel 3. Himpunan Sensor Depan Jarak (cm) Variable Linguistik 1 sampai 18 Dekat 16 sampai 34 Sedang 32 sampai 40 Jauh
Himpunan  fuzzy  untuk  kecepatan  robot  dirancang  dengan representasi  singleton.  Terdapat  empat  level  pada  kecepatan robot  yaitu  Cepat,  Sedang,  dan  Lambat.  Himpunan  ini  dibuat berdasarkan hasil pengamatan penulis pada lingkungan tertentu. Berikut gambar himpunan fuzzy status kecepatan robot.
Tabel 4. Keluaran Kecepatan
Variable Linguistik Nilai Crisp (Delay) Cepat 50 Sedang 100 Lambat 300

## C. Aturan FIS Sugeno
Aturan pada FIS Sugeno digunakan sebagai penalaran sehingga data  masukkan  sensor  dapat  disimpulkan  menjadi  suatu informasi.  Jumlah  aturan  pada  FIS  Sugeno  merujuk  pada
jumlah himpunan dan variabel. Saya membuat lima belas aturan pada  FIS  Sugeno.  Aturan  tersusun  oleh  anteseden  dan konsekuen.  Anteseden  merupakan  frasa  yang  dibangun berdasarkan  lima  himpunan  fuzzy  yaitu  ultrasonik  depan, kanan,  kiri,  kanan  serong  dan  kiri  serong.  Konsekuen merupakan  jawaban  untuk  frasa  anteseden  berdasarkan himpunan  kecepatan  robot.  Berikut  tabel  evaluasi  aturan  FIS Sugeno.
Tabel 5. Aturan Fuzzy

## D. Perhitungan Rule Fuzzy Sugeno
Pada posisi home , diambil nilai masing-masing sensor untuk menghitung rule fuzzy yaitu
Tabel 6 Nilai Sensor Robot Posisi Home
No Sensor Ultrasonik Jarak 1 Sensor Kanan 9 cm 2 Sensor Kanan Serong 17 cm 3 Sensor Depan 42 cm 4 Sensor Kiri Serong 46 cm 5 Sensor kiri 33 cm
Maka perhitungan FIS Sugeno adalah sebagai berikut:
Tabel 7. Perhitungan Sugeno
I.M. Sidiq, E. Ihsanto, Yuliza, Rancang Bangun Sistem Navigasi Robot Hexapod 3 DOF di Ruangan Labirin ……..

## E. Perhitungan Rule Fuzzy Sugeno
Hasil  Defuzzifikasi  pada  sistem  navigasi  robot  hexapod yang menggunakan lima buah sensor ultrasonik dengan melihat pengukuran  sensor  ultrasonik  pada  menu  serial  monitor  pada arduino  IDE.  Berdasarkan  perhitungan  seluruh  aturan  secara manual. Maka hasil perhitungan Defuzzifikasi pada lima sensor ultrasonik ketika robot di posisi home adalah :
𝑍 = 100+0+0+0+0+0+0+0+0+0 1+0+0+0+0+0+0+0+0+0 = 100 (𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 ) (1)
Dari  hasil  defuzzifikasi  berupa  nilai  ouput  dari  fuzzy dimanfaatkan  untuk  speed  robot  hexapod  dalam  menyusuri labirin.

## F. Flowchart
Gambar. 2 Flowchart Navigasi Robot

## IV. H ASIL DAN A NALISA
Hasil  penelitian  disajikan  dalam  bentuk  grafik,  tabel,  atau deskriptif. Analisis dan interpretasi hasil ini diperlukan sebelum dibahas.
Gambar 5. Membaca Fall Following
Posisi awal robot berada di area ruangan yang memposisikan robot berada disebelah kiri tembok atau posisi sensor ultrasonik kanan  dan  serong  kanan  terhalang  oleh  dinding.  Kaidah  wall
following  right  terjadi  ketika  sensor  yang  bagian  kanan terhalang tembok dan sensor depan membaca sedang maka robot akan berjalan maju sedang dan LED hijau menyala. Fuzzy rule untuk Kanan_Dkt(<= 15 cm) && Depan_Sdg (<= 20 cm) atau Kanan_Dkt  (<=  15  cm)  &&  KananSer_Dkt  (<=  20  cm) diberlakukan.

## Gambar 6. Robot Belok Kiri
Pada  gambar  6  robot  berbelok  kiri  ketika  sensor  kanan membaca  dekat  (<=15  cm)  dan  sensor  depan  membaca  dekat (<=18  cm)    yang  membaca  halangan  di  depan  dan  di  kanan. Sehingga lampu LED merah menyala untuk memberi indikator robot membelok ke kiri.
Gambar 7. Robot Keluar dari Ruangan dan   Berhadapan dengan Tembok
Pada gambar 7 saat robot telah berhasil keluar ruangan maka akan berhadapan dengan tembok. Maka sensor depan membaca dekat  (<=18cm)  dan  sensor  kanan  membaca  dekat  (<=15cm) maka  robot  akan  belok  kekiri  dan  indikator  LED  merah menyala.
I.M. Sidiq, E. Ihsanto, Yuliza, Rancang Bangun Sistem Navigasi Robot Hexapod 3 DOF di Ruangan Labirin ……..
Pada  gambar  8  robot  sedang  berada  dilorong  maka  sensor kanan  membaca  sedang  (<=18cm)  dan  kiri  membaca  sedang (<=18cm)  maka  robot  bergerak  maju  dan  lampu  LED  hijau menyala
Gambar 9. Robot Berhadapan di Sudut Tembok
Gambar  9  menunjukan  robot  sedang  berhadapan  dengan sudut  tembok  sehingga  sensor  depan,  sensor  kanan  dan  kanan serong membaca jarak dekat ( <=20 cm ) maka robot akan belok kekiri dan indikator LED merah menyala.
Gambar 10. Robot Bergerak Maju dan Mengikuti Kanan Tembok
Robot sedang membaca jarak depan yang jauh ( >= 20 cm ) dan  sensor  kanan  membaca  dekat  (<=15cm)  maka  robot  akan bergerak  maju  dan  lampu  LED  hijau  menyala  hingga berhadapan tembok didepan.
Gambar 11. Robot Bergerak Maju
Pada gambar 11 robot telah berhasil melewati halangan didepan dan dalam posisi bergerak maju dan akan berhadapan tembok lagi. Sensor kanan membaca dekat (<=15cm) dan sensor depan membaca sedang (>=25cm).
Gambar 12. Robot Bergerak Maju
Pada  gambar  12  robot  bergerak  maju  setelah berhadapan dengan tembok. Sensor yang terbaca adalah sensor kanan membaca dekat, sensor kanan serong membaca jauh dan sensor depan membaca sedang.
Gambar 13. Robot Bergerak Maju Membaca Tembok Kanan
Pada gambar 13 robot sedang berjalan maju dan LED hijau  menyala.  Sensor  aktif  membaca  adalah  sensor  kanan membaca dekat, sensor kiri membaca sedang  dan sensor kanan serong membaca dekat sehingga robot bergerak maju.
Gambar 14. Robot Berhadapan Dengan Tembok
Pada  gambar  14  posisi  robot  berhadapan  dengan tembok. Sensor yang aktif membaca yaitu sensor kiri membaca dekat,  sensor  kiri  serong  membaca  dekat  dan  sensor  depan membaca  dekat  sehingga  robot  belok  ke  kiri  dan  lampu  LED merah menyala.
Gambar 15. Robot Bergerak Maju
Pada  gambar  15  robot  bergerak  maju  karena  sensor  kanan membaca jauh, sensor kanan serong membaca jauh, dan sensor depan membaca jauh sehingga robot bergerak maju dan lampu LED  hijau  menyala.  Akan  tetapi  dalam  uji  coba  ini  sering
I.M. Sidiq, E. Ihsanto, Yuliza, Rancang Bangun Sistem Navigasi Robot Hexapod 3 DOF di Ruangan Labirin ……..
terkendala dengan menyangkutnya kaki ketika akan memasuki ruangan home.

## V. K ESIMPULAN
Pada  simulasi  robot  berjalan  menggunakan  metode  wall following  right  dengan  sempurna.  Saat  robot  tidak  membaca tembok  sebelah  kanan  terjadi  gangguan  yang  membuat  robot tidak  berjalan  sempurna  karena  jika  sensor  kanan  dan  kanan serong  membaca  jauh  maka  robot.  akan  belok  kekanan  itu terjadi ketika keluar dari ruang kedua menuju lorong dan saat kembali  memasuki  ruangan  home.  Teknik  navigasi  untuk kecepatan  robot  menggunakan  fuzzy  sugeno  memiliki  hasil yang cukup memuaskan. Perhitungan FIS Sugeno pada masing- masing  sensor  ultrasonik  memiliki  hasil  yang  akurat  yang berdampak  pada  kecepatan  robot  hexapod.  Dari  10  kali percobaan robot berhasil mengikuti dinding sebanyak 8 kali dan berhasil melewati halangan dinding sebanyak 7 kali.

## D AFTAR P USTAKA
[1] A. Siswanto. Analisis Algoritma Untuk Mengindetifikasi Ruangan Pada Map KRPAI Menggunakan Logika Fuzzy. 2019
[2] H. Wicaksono. Fuzzy Sebagai Kontrol Navigasi Robot. 2015
[3] G. Dewantoro., D. Susilo and P. P. Adi. Implementasi Pengendali Logika Fuzzy Pada Navigasi Robot Penjejak Dinding. 2017
[4] A.  Riani  and  Y.  Hasyim.  ImplementasiSistem        Navigasi  Robot  Wall Following  DenganMetode  Fuzzy  Logic  Untuk  Robot  Pemadam  Api Divisi Berkaki ONIX IIPADA KRPAI Tahun 2017.
[5] Husnawati.  Penerapan  Metode  Fuzzy  Sugeno  Sebagai  Sistem  Navigasi Robot  Menggunakan  Mikrokontroler  Arduino  dan  Sensor  Ultrasonik. 2018
[6] S. Muslimin., R. Maulidda., Y. Wijanarko and P. D. Sari. Sistem Navigasi Gerak Robot Lawn Mower Menggunakan Pengendali Fuzzy Logic. 2019
[7] J.  C.  Kim  and  D.  Chwa,  D.  Obstacle  Avoidance  Method  for  Wheeled Mobile Robots Using Interval Type-2 Fuzzy Neural Network. 2015
[8] L.  Qingsheng  and  J.  Andika,  “Analysis  of  Kinematic  for  Legs  of  a Hexapod Using Denavit-Hartenberg Convention,” Sinergi , vol. 22, no. 2, p. 69, 2018, doi: 10.22441/sinergi.2018.2.001.
[9] H.  Su,  S.  S.  Ge.,  S.  Xiao  and  Z.  Li.  Constrained  Multilegged  Robot System  Modeling  and  Fuzzy  Control  With  Uncertain  Kinematics  and Dynamics Incorporating Foot Force Optimization. 2015
[10] P. Shi., L. Hongyi and Q. Zhou. Decentralized Adaptive Fuzzy Tracking Control for Robot Finger Dynamics. 2015
[11] R.  Hermawan,  R.  Sistem  Pemantauan  Status  Kebakaran  Hutan  Dengan Logika Fuzzy Sugeno Berbasis Wireless Sensor Network. 2019
[12] A. Nugroho. Rancang Bangun Robot Quadruped Berbasis Arduino. 2017
[13] A.  Suherman.  Robot  Otomatis  Penghindar  Rintangan  Dan  Pencarian Target Berupa Api. 2016
[14] S. H. Purnama. Implementasi PID Wall Following Pada Robot Hexapod Untuk Kontes Robot Pemadam Api Indonesia. 2017
[15] J. Andika and K. S. Salamah, “Analisis Kinematik Pada Robot Hexapod,” J. Teknol. Elektro, Univ. Mercu Buana , vol. 9, no. 2, pp. 83–91, 2018, doi: http://dx.doi.org/10.22441/jte.v9i2.4072.