## Rancang Bangun Sistem Mekanik Penggiring Dan Penendang Pada Robot Sepak Bola
Ferdinando Grasia Ohoirat, Arie Salmon Matius Lumenta, Jane Litouw, Reynold Frankie Robot. Teknik Elektro Universitas Sam Ratulangi Manado, Jl. Kampus Bahu-Unsrat Manado, 95115 E-mail: ferdinandoohoirat15@gmail.com, al@unsrat.ac.id, jane.litouw@unsrat.ac.id, reynold.robot@unsrat.ac.id
Abstract – The purpose of this research is so that the robots can play  football  like  human.  The  aspect  of  the  robot  that  have  been strengthen  is  the  kicking  and  dribbling  mechanism  so  the  robots can score in the enemy’s goal like a professional player. This robot is designed to be able to produce kicks that bounce and level off to get a score in the enemy's goal. In addition, the robot has the ability to  be  able  to  distinguish  between  the  teammate  and  the  enemy team’s  robot by  detecting  colors  using  the  PixyCMUCam5  camera sensor,  so  the  robot  can  automatically  kick  using  the  designated settings.  in  this  research  the  robot  can  distinguish  when  to  do bounce and level kicks automatically.
Keywords:  Boost  Step-up  zvs;  capasitor;  Indonesian  Soccer Robot, Selenoid,;  pixy CMU Cam5.
Abstrak  – Tujuan  penelitian  ini  adalah  agar  robot  dapat bermain  sepakbola  seperti  manusia.  Kemampuan  robot  yang diperkuat  adalah  mekanisme  menggiring  bola  dan  menendang bola  agar  bisa  mencetak  gol  di  gawang  musuh  layaknya  pemain sepak  bola  profesional.  Robot  ini  dirancang  untuk  dapat menghasilkan  tendangan  yang  melambung  dan  mendatar  untuk mendapatkan  skor  di  gawang  musuh.  Selain  itu,  robot  memiliki kemampuan  untuk  dapat  membedakan  antara  robot  satu  tim dan  robot  tim  musuh  dengan  cara  membaca  warna menggunakan  sensor  kamera  PixyCMUCam5,  sehingga  robot dapat  secara  otomatis  membuat  tendangan  yang  sudah  diatur. dalam  penelitian  ini  robot  sudah  dapat  membedakan  kapan melakukan  tendangan  melambung  dan  mendatar  secara otomatis.
Kata  Kunci: Boost  Step-up  zvs; capacitor ;  Robot  Sepak  Bola Indonesia; Selenoid; Pixy CMU Cam5.

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknlogi  robot  saat  ini  tidak  dapat dipungkiri  lagi.  Jika  sebelumnya  segala  jenis  pekerjaan manusia masih secara manual sepenuhnya, maka adanya robot dapat  membantu  meringankan  pekerjaan  manusia.  Berkat diciptakannya  robot  manusia  dapat  mengerjakan  berbagai  hal tanpa  perlu  mengeluarkan  tenanga  yang  besar  serta  dapat membantu hal-hal  yang susah untuk dikerjakan  menjadi lebih mudah  dikerjakan.  Selain  untuk  membantu  manusia,  robot juga  sering  dilombakan  untuk  pengembangan  kreativitas berinovasi.
Perlombaan  robotik  juga  merambah  dunia  olahraga  seperti pada  olahraga  sepak  bola.  Perlombaan  ini  sangat  populer  di seluruh  dunia  karna  merupakan  salah  satu  olahraga  yang membutuhkan  kerja  sama  tim  yang  tinggi,  dan  strategi  yang baik. Pada tahun 1997, kontes sepak bola beroda yang pertama kali  diselenggarakan  oleh  pendiri  dari RoboCup (robot  sepak bola)  di  dunia  yaitu RoboCup  Middle  Size  League (MSL)  di tahun 1997. Setiap tim pada perlombaan ini terdiri dari 5 buah
robot  yang  akan  di  pertandingkan  melawan  robot  tim  lain,  di mana  selama  proses  pertandingan  tidak  boleh  adanya  campur tangan manusia.
Di  Indonesia  kontes  robot  sepak  bola  beroda  mulai  di selenggarakan  pada  tahun  2017  dimana  penyelenggaraaannya dalam  Kontes  robot  Indonesia  (KRI)  masuk  divisi  Kontes Robot  Sepak  Bola  Indonesia  Beroda  (KRSBI).  Proses  kontes ini  merupakan  seleksi  tingkat  regional  dan  nasional  untuk mencari  tim  yang  terbaik  untuk  mewakili  Indonesia  dalam mengikuti kontes robot sepak bola dunia ( Robo Cup MSL). Layaknya  seorang  pemain  sepak  bola  profesional,  maka robot harus  memiliki suatu  mekanisme penendang  yang sama halnya seperti  manusia sehingga robot dapat mencetak gol  ke gawang  lawan  dengan  sempurna.  Dalam  hal  ini,  robot  harus bisa  menahan  bola  sebelum  mengatur  tendangannya  agar dapat  menendang  melambung  dan  mendatar  sehingga  proses mekanisme  penentang  bisa  sesuai  dengan  arah  dan  kekuatan tendangan yang dibutuhkan dalam proses pertandingan.

## A. Definisi Robot
Ada  begitu  banyak  defenisi  yang  dikemukakan  oleh  para ahli  mengenai  robot.  Orang  awam  beranggapan  bahwa    robot itu  adalah  suatu  alat  yang  menyerupai  manusia,  namun tubuhnya  tidak  menyerupai  manusia  melainkan  terbuat  dari logam. Beberapa defenisi tentang robotika [1], antara lain :
Robot  adalah  sebuah  sistem  mekanik  yang  mempunyai fungsi gerak analog untuk fungsi gerak organisme hidup, atau kombinasi dari banyak fungsi gerak dengan fungsi intelligent.
Robot  adalah  sebuah  manipulator  mekanik  yang  dapat  di program  ulang  untuk  memindahkan  tool,  material,  atau peralatan tertentu dengan berbagai program pergerakan  untuk berbagai  tugas  dan  juga  mengendalikan  serta  mensinkronkan peralatan dengan pekerjaannya.[2]
Robot  adalah  mesin  yang  terlihat  seperti  manusia  dan melakukan  berbagai  tindakan  yang  kompleks  dari  manusia seperti  berjalan  atau  berbicara,  atau  suatu  peralatan  yang bekerja secara otomatis.

## B. Jenis-Jenis Robot

## 1) Robot Manipulator
Robot ini tidak dapat berpindah posisi dari satu tempat ke tempatlainnya,  sehingga  robot  tersebut  hanya  dapat menggerakkan  beberapa  bagiandari  tubuhnya  dengan fungsi  tertentu  yang  telah  dirancang.  Contohnya  robot manipulator  yang  dipakai  dalam  dunia  industri.  Robot tangan yang memiliki dua lengan (dilihat dari persendian),
Gambar 1. Konfigurasi polar
Gambar 2.  Konfigurasi Silinder
dan  pergelangan.  Di  ujung  pergelangan  dapat  diinstal berbagai tool sesuai dengan fungsi yang diharapkan.
Secara klasik konfigurasi robot manipulator dapat dibagi dalam 4 kelompok, yaitu :
a. Konfigurasi Polar
Konfigurasi ini cukup tegar karna sambungan lengan dan  gerakan  maju  mundur  secara  mekanik  sangat kokoh, badan dapat berputar ke kiri atau kanan. Sendi pada  badan  dapat  mengangkat  atau  menurunkan pangkal lengan secara polar. Konfigurasi Polar dapat di lihat pada gambar 1.

## b. Konfigurasi Silinder
konfigurasi silinder mempunyai jangkauan berbentuk ruang silinder yang lebih baik, meskipus sudut lengan terhadap  garis  penyangga  tetap.  Konfigurasi  ini banyak  diadopsi  untuk  sistem  gantry  atau  crane karena  strukturnya  yang  kokoh  untuk  tugas mengangkat beban. Konfigurasi Silinder dapat dilihat pada gambar 2.

## c. Konfigurasi Cartesian
Konfigurasi  ini  secara  relatif  adalah  yang  paling kokoh  untuk  tugas  mengangkat  beban  yang  berat. Struktur ini banyak dipakai secara permanen pada instalasi  pabrik,  baik  untuk  mengangkat  dan memindah barang produksi maupun untuk
Gambar 3. Konfigurasi Cartesian
Gambar 4. Konfigurasi Sendi-lengan
mengangkat  peralatan-peralatan  berat  pabrik  ketika melakukan  kegiatan  instalasi.  Konfigurasi  Cartesian dapat dilihat pada gambar 3.
d. Konfigurasi Sendi-lengan
Konstruksi ini yang paling popular untuk tugas-tugas regular  didalam  pabrik,  terutama  untuk  dapat melaksanakan  fungsi  layaknyapekerja  pabrik,  seperti mengangkat barang dari konveyor, mengelas,memasang  komponen  mur,  baut  pada produk,  dan  sebagainya.  Konfigurasi  Sendi-lengan dapat dilihat pada gambar 4.
Dalam robot manipulator terdapat dua istilah yaitu:
a. Degrees of Freedom (DOF) adalah setiap titik sumbu gerakan  mekanik  pada  robot,  tidak  terhitung  untuk End Effector.
b. Degrees of Movement (DOM) adalah kebebasan atau kemampuan untuk melakukan sebuah gerakan. Sebagai contoh, robot dengan 6 derajat kebebasan:
Base  Rotation (dudukan  untuk  berputar), Shoulder Flex (lengan  atas  atau  pundak), Elbow  Flex (lengan bawah), Wrist Pitch (pergelangan angguk), Wrist Yaw (pergelangan sisi), Wrist Roll (pergelangan putar)

## 2) Robot Mobile
Mobile  dapat  diartikan  bergerak,  sehingga  robot  ini  dapat memindahkan  dirinya  dari  satu  tempat  ke  tempat  lain. Robot  ini  merupakan  robot  yang  paling  populer  dalam dunia  penelitian  robotika.  Contohnya  Robot line  follower
merupakan  robot  yang  dapat  bergerak  mengikuti  track berupa  garis  hitam  setebal  ±3  cm.  Untuk  membaca  garis, robot  dilengkapi  dengan  sensor  proximity  yang  dapat membedakan antara garis hitam dengan lantai putih.[2]

## 3) Robot hybrid
Robot  ini  merupakan  penggabungan  dari  fungsi-fungsi pada  robot  manipulator  dan  mobile.  Sehingga  keduanya saling  melengkapi  dimana  robot  manipulator  dapat terbantu  fungsinya  dengan  bergerak  dari  satu  tempat  ke tempat yang lain.

## 4) Humanoid
Sebuah robot humanoid adalah robot otonom yang dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan atau dirinya sendiri. Dalam konteks, robot humanoid dapat mencakup, antara lain:
a. Dapat  merawat  dirinya  sendiri  (seperti  pengisian sumber tenaga sendiri) .
b. Dapat belajar otonom (belajar atau memiliki kemampuan  baru  tanpa  bantuan  dari  luar  (manusia), menyesuaikan  diri  berdasarkan  lingkungan  dan beradaptasi dengan lingkunganyang baru).
c. Dapat  menghindari  hal-hal  yang  berbahaya  bagi manusia, properti, dan dirinya sendiri.
d. Dapat  berinteraksi  dengan  manusia  dan  lingkungan Seperti  robot  mekanis  lainnya,  humanoid  mengacu pada  komponen  dasar  sebagai  berikut  :  Sensing (Penginderaan), Actuating , Planning (Perencanaan) dan
Controling
(Pengendalian).
Karena
untuk mensimulasikan  struktur,  perilaku  manusia  dan  sistem otonomi,  sebagian  besar  robot  humanoid  lebih kompleks dibandingkan jenis robot lainnya.

## C. Warna
Warna    adalah    spektrum    tertentu    yang    terdapat    di dalam    suatu    cahaya  sempurna    (warna    putih)    yang merupakan  pantulan  tertentu  dari  cahaya  yang dipengaruhi oleh pigmen yang terdapat di permukaan benda. Warna dapat didefinisikan  secara  obyektif/fisik  sebagai  sifat  cahaya  yang diapancarkan, atau secara subyektif/psikologis  sebagai bagian dari  pengalaman  indera  pengelihatan.  Secara    obyektif    atau fisik,    warna    dapat    diberikan    oleh    panajang    gelombang. Dilihat  dari  panjang  gelombang,  cahaya  yang  tampak  oleh mata  merupakan  salah  satu  bentuk  pancaran  energi  yang merupakan bagian yang sempit dari gelombang elektromagnetik.

## D. Metode-metode Pengolahan Citra Digital
1) konvolusi
Konvolusi  merupakan  proses  matematis,  cecara  umum konvolusi didefinisikan sebagai cara untuk
mengkombinasikan  dua  buah  deret  angka  yang menghasilkan deret angka yang ketiga. Konvolusi (convolution)  adalah  sebuah  proses  dimana  citra dimanipulasi  dengan  menggunakan  eksternal  mask  / subwindows  untuk  menghasilkan  citra  yang  baru . Operasi  konvolusi  merupakan  komputasi  pada  area lokal, Karena komputasi untuk suatu piksel pada citra keluaran melibatkan piksel-piksel tetangga pada citra masukannya.

## 2) Tranformasi Citra
Transformasi  merupakan  suatu  operasi  matematis. Transformasi  citra  merupakan  proses perubahan bentuk citra  untuk  mendapatkan  suatu  informasi tertentu. Transformasi bisa dibagi menjadi 2 : a. Transformasi piksel/transformasi geometris Transformasi piksel masih bermain di ruang/domain  yang sama (domain spasial), hanya posisi piksel  yang  kadang diubah. Contoh: rotasi, translasi, scaling, invers, shear, dll.
b. Transformasi ruang/domain/space
Transformasi  ruang  merupakan  proses  perubahan citra  dari  suatu  ruang/domain   ke   ruang/domain lainnya,  contoh:  dari  ruang  spasial  ke  ruang frekuensi. Jenis-jenis transformasi Fourier,
Transformasi Hadamard/Walsh, Transformasi DCT  ,  Transformasi  Wavelet  (basis:  scaling function dan mother wavelet).

## 3) Perbaikan Kualitas Citra
Perbaikan  kualitas  citra  adalah  proses  mendapatkan citra  yang  lebih  mudah  diinterpretasikan  oleh mata  manusia. Pada proses ini, ciri-ciri tertentu yang terdapat di dalam citra lebih diperjelas kemunculannya. Secara matematis, image
enhancement dapat diartikan sebagai proses mengubah citra f(x, y) menjadi f ’(x, y) sehingga ciri -ciri yang dilihat pada f(x, y) lebih ditonjolkan.

## 4) Metode Segmentasi
Segmentasi  merupakan  proses  mempartisi  citra menjadi  beberapa  daerah  atau  objek,  berdasarkan sifat-sifat  tertentu  dari  citra.  Segmentasi  ditujukan untuk  mendapatkan  objek-objek  yang  terkandung  di dalam  citra  atau  membagi  citra  ke  dalam  beberapa daerah  dengan  setiap  objek  atau  daerah  memiliki kemiripan atributBeberapa teknik segmentasi citra :
a. Thresholding ( global  thresholding dan  lokal adaptif thresholding ).
b. Connected Component labelling .
c. Segmentasi  Berbasis Clustering (Iterasi,  K- means,  fuzzy C-means, SOM.[3]
Gambar 5. Warna Primer[1]

## 5) Metode Histogram Equalisasi
Metode yang digunakan dengan cara mengubah nilai tingkat  keabuan  (grey  level  value)  pixel  tertentu tanpa  memperhatikan  lokasinya  dalam  citra.  Hasil perbaikan  kualitas  yang  diperoleh  bergantung  pada citra  aslinya.  Histogram  dari  sebuah  citra  dapat dimodifikasi  untuk  memperoleh  citra  yang  sesuai dengan  keinginan  atau  memperbaiki  kualitas  citra. Salah  satu  cara  yang  dapat  digunakan  untuk memodifikasi  histogram  citra  adalah  perataan histogram  ( histogram equalization ). Histogram equalization adalah  sebuah  proses  yang  mengubah distribusi  nilai  derajat  keabuan  pada  sebuah  citra sehingga menjadi seragam ( uniform ).

## 6) Operasi Morfologis
Perbedaan antara pemrosesan citra secara morfologis dengan pemrosesan biasa (yang telah kita pelajari):
a. Dulu  kita  memandang  sebuah  citra  sebagai  suatu fungsi intensitas terhadap posisi (x,y)
b. Dengan  pendekatan  morfologi,  kita  memandang suatu citra sebagai himpunan
Pemrosesan citra secara morfologi biasanya dilakukan  terhadap  citra  biner  (hanya  terdiri  dari  0 dan  1),  walaupun  tidak  menutup  kemungkinan dilakukan  terhadap  citra  dengan  skala  keabuan  0- 255.   Secara  umum,  pemrosesan  citra  secara morfologi  dilakukan  dengan  cara  mem- passing sebuah structuring  element terhadap  sebuah  citra dengan  cara  yang  hampir  sama  dengan  konvolusi. Structuring  element dapat  diibaratkan  dengan  mask pada pemrosesan citra biasa (bukan secara morfologi).  Beberapa  operasi  morfologi  yang  dapat kita  lakukan  adalah  Dilasi,  Erosi,  Opening,  Closing, Thinning, thickening, skeletonizing

## 7) Deteksi Tepi
Tepi  (edge)  adalah  perubahan  nilai  derajat  keabuan yang  mendadak  (besar)  dalam  jarak  yang  singkat. Tepi mencirikan batas-batas objek dan karena itu tepi berguna  untuk  proses  segmentasi  dan  identifikasi objek  di  dalam  citra.  Beberapa  teknik  dalam  deteksi tepi  adalah  Operator  Sobel,  Operator  Prewitt, Operator Roberts

## Gambar 6. Warna Sekunder[4]
8) Pengolahan kategori rendah
Kategori rendah melibatkan
operasi-operasi sederhana seperti pra-pengolahan citra untuk mengurangi derau, pengaturan kontras, dan pengaturan  ketajaman  citra.  Pengolahan  kategori rendah ini memiliki input dan output berupa citra.[4]
9) Pengolahan kategori menengah
melibatkan  operasi-operasi  seperti  segmentasi  dan klasifikasi  citra.  Proses  pengolahan  citra  menengah ini  melibatkan input berupa  citra  dan output berupa atribut (fitur) citra yang dipisahkan dari citra input. Pengolahan citra kategori melibatkan proses pengenalan dan deskripsi citra.[3]

## 10) Pengohalan kategori tinggi
Pengohalan  kategori  tinggi  ini  termasuk  menjadikan objek-objek  yang  sudah  dikenali  menjadi  lebih berguna,  berkaitan  dengan  aplikasi,  serta  melakukan fungsi-fungsi  kognitif  yang  diasosiasikan  dengan vision.

## E. Jenis-Jenis Warna
Pada umumnya warna dibagi menjadi beberapa jenis kelompok warna yaitu warna primer, warna sekunder dan warna tersier. Jenis-jenis kelompok warna tersebut dijelaskan sebagai berikut:

## 1) Warna Primer
Warna primer merupakan warna pokok atau warna dasar, artinya warna yang menjadi fondasi dari warna lain tanpa adanya warna ini maka tidak akan ada warna lain. Warna primer merupakan warna induk, warna yang murni berdiri sendiri  tanpa  campuran  warna  lain.  Warna  primer  terdiri dari merah, kuning, biru. Warna primer dapat dilihat pada gambar 5.

## 2) Warna Sekunder
Warna  sekunder  merupakan  warna  yang  berasal  dari pencampuran  dua  warna  primer,  misalnya  warna  merah dan kuning menghasilkan warna orange, warna kuning dan

## Gambar 7. Warna Tersier[4]
biru  menghasilkan  warna  hijau,  warna  biru  dan  merah menghasilkan  warna  ungu.  Warna  sekunder  dapat  dilihat pada gambar 6.

## 3) Warna Tersier
Warna tersier adalah warna yang dihasilkan dari campuran satu  warna  primer  dengan  satu  warna  sekunder.  misalnya warna  merah  dan  hijau  menghasilkan  warna  coklat kemerahan, warna kuning dan ungu menghasilkan warna coklat  kekuningan,  warna  biru  dan  orange  menghasilkan warna  coklat  kebiruan.  Istilah  awal  tersier  awalnya merujuk
pada  warna-warna  netral  yang  dibuat  dengan  mencampur tiga  warna  primer  dalam  satu  buah  ruang  warna.  Warna Tersier dapat dilihat pada gambar 7.

## F. Gerak Parabola
Pada  gambar  8  ini  adalah  gambar  grafik  rumus  parabola yang digunakan.
Dari gambar 8 mendapatkan persamaan (1) hingga (4) Vo= kecepatan awal benda (m/s) vox= kecepatan awal pada sumbu-x (m/s) voy= kecepatan awal pada sumbu-y (m/s)
Ɵ = sudut elevasi Xmax= jarak mendatar maksimum yang ditempuh benda (m)
Xhmax=  jarak  mendatar  yang  ditempuh  saat  ketinggian maksimum (m) g= percepatan gravitasi (m/s²)
Berdasarkan  gambar  8  mendapatkan  Persamaan  tinggi maksimum:[5]
(1)
Persamaan waktu untuk mencapai titik akhir;
(2)
persamaan kecepatan awal pada tinggi maksimum;
(3)
persamaan  kecepatan  awal  pada  waktu  mencapai  titik akhir;
(4)

## Gambar 8. Grafik Parabola[5]

## G. Arduino IDE
Dalam menuliskan kode sumber dibutuhkan Arduino IDE, dimana Arduino IDE ini merupakan program untuk menuliskan kode sumber ke dalam mikrokontroler arduino dan bahasa pemrogramannya sendiri merupakan penggabungan antara bahasa C++ dan Java dikarenakan struktur bahasa pemrograman dan penggunaan library yang mirip dengan C++ dan Java.[3]
Software Arduino IDE terdiri dari 3 (tiga) bagian:
1) Uploader, modul  yang  berfungsi  memasukan  kode  biner kedalam memori mikrokontroler.
2) Editor  program , untuk  menulis  dan  mengedit  program .
Listing program pada Arduino disebut sketch.
3) Compiler, modul  yang  berfungsi  mengubah  bahasa processing (kode  program)  kedalam  kode  biner  karena kode biner adalah satu-satunya bahasa pemrograman yang dipahami oleh mikrokontroler.
Untuk  struktur  perintah  pada  Arduino  secara  garis  besar terdiri  dari  (dua)  bagian  yaitu void  setup dan void  loop.  Void setup ini berisi perintah  yang  akan dieksekusi hanya satu kali sejak arduino dihidupkan  sedangkan void loop berisi perintah yang  akan  dieksekusi  berulang-ulang  selama  arduino dihidupkan.[4]

## H. Mikrokontroler Arduino Mega 2560
Arduino  Mega  2560  adalah  papan  pengembangan mikrokontroller  yang  berbasis  Arduino  dengan  menggunakan chip  ATmega2560.  Board  ini  memiliki  pin  I/O  yang  cukup banyak,  sejumlah  54 buah  digital  I/O  pin  (15  pin  diantaranya adalah  PWM),  16  pin  analog  input,  4  pin  UART  (serial  port hardware).  Arduino  Mega  2560  dilengkapi  dengan  sebuah oscillator  16  Mhz,  sebuah  port  USB,  power  jack  DC,  ICSP header, dan tombol reset.

## I. Kamera Pixy
Kamera  Pixy  merupakan image  sensor dengan  prosesor yang powerful yang  diprogram  untuk  mengirimkan  informasi berupa  data  gambar,  sehingga  mikrokontroler  tidak  terbebani dengan proses pembacaan data.  Proses pengiriman data pada kamera  pixy  dapat  dilakukan  dengan  berbagai  jalur komunikasi  data,  diantaranya UART  serial,  SPI,  I2C,  digital out maupun analog out.
Gambar 9. Modul Booster Step-up
J. Kapasitor
Kapasitor adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menyimpan  muatan  listrik.  Kapasitor  terdiri  dari  dua  pelat konduktor yang dipasang berdekatan satu sama lain tapi tidak sampai  bersentuhan.  Kapasitor  berfungsi  hanya  sebagai penyimpan muatan listrik sementara.
K. Modul Booster Step-up Modul booster ini  merupakan  suatu  komponen  dalam robot  untuk  menaikan  tegangan  secara  cepat.  Dalam  modul booster  ini  dapat  menaikan  tegangan  sampai  390V,dengan tegangan  masukan  mulai dari 10-32V dan arus maximal 5A, dan  tegangan  keluaran  mulai  dari  45-390V  dengan  arus keluaran maximal 0,2A.  Modul  booster  ini  hanya  menaikan tegangan DC.[6]

## L. Servo Motor
Motor servo adalah aktuator putar (motor) yang dirancang dengan  sistem  kontrol  umpan  balik  loop  tertutup  (servo), sehingga  dapat  di  naikan  atau  di  atur  untuk  menentukan  dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.
Motor  servo  biasa  digunakan  dalam  aplikasi-aplikasi  di industri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain seperti  pada  mobil  mainan  radio  kontrol,  robot,  pesawat,  dan lain sebagainya.[7]

## M. Motor DC
Motor  DC  adalah  suatu  perangkat  yang  mengubah  energi listrik  menjadi  energi  kinetik  atau  gerakan  ( motion ).  Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya,  DC  Motor  memiliki  dua  terminal  dan  memerlukan tegangan  arus  searah  atau  DC  ( Direct  Current )  untuk  dapat menggerakannya.  Motor  Listrik  DC  ini  biasanya  digunakan pada  perangkat-perangkat  Elektronik  dan  listrik  yang menggunakan  sumber  listrik  DC  seperti  Vibrator  Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.[8]
Gambar 10. Rancangan Penelitian sistem mekanik penggiring dan penendang
Motor  Listrik  DC  atau DC  Motor ini  menghasilkan sejumlah  putaran  per  menit  atau  biasanya  dikenal  dengan istilah  RPM  ( Revolutions  per  minute )  dan  dapat  dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila  polaritas  listrik  yang  diberikan  pada  Motor  DC tersebut  dibalikan.  Motor  Listrik  DC  tersedia  dalam  berbagai ukuran  rpm  dan  bentuk.  Kebanyakan  Motor  Listrik  DC memberikan  kecepatan  rotasi   sekitar  3000  rpm  hingga  8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. [9]

## N. Relay
Relay adalah  Saklar  yang  dioperasikan  secara  listrik  dan merupakan  komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang  terdiri  dari  2  bagian  utama  yaitu  Elektromagnet ( Coil ) dan  Mekanikal  (seperangkat  Kontak  Saklar/Switch).  Relay menggunakan  Prinsip  Elektromagnetik  untuk  menggerakkan Kontak  Saklar  sehingga  dengan  arus  listrik  yang  kecil  ( low power )  dapat  menghantarkan  listrik  yang  bertegangan  lebih tinggi.[10]

## O. Solenoida
Solenoida atau Solenoid adalah perangkat elektromagnetik yang  dapat  mengubah  energi  listrik  menjadi  energi  gerakan. Energi gerakan yang dihasilkan oleh Solenoid biasanya hanya gerakan mendorong (push) dan menarik (pull). Pada dasarnya, Solenoid hanya terdiri dari sebuah kumparan listrik (electrical coil) yang dililitkan di sekitar tabung silinder dengan aktuator ferro-magnetic  atau  sebuah  Plunger  yang  bebas  bergerak “Masuk” dan “Keluar” dari bodi kumparan. Sebagai informasi tambahan,  yang  dimaksud  dengan  Aktuator  (actuator)  adalah sebuah  peralatan  mekanis  yang  dapat  bergerak  atau mengontrol suatu mekanisme. Solenoid juga tergolong sebagai keluarga  Transduser,  yaitu  perangkat  yang  dapat  mengubah suatu energi ke energi lainnya.
Gambar 11. Rancangan Sistem Mekanik Penggiring Bola
Gambar 13. Desain Robot Sepak Bola

## P. Solenoida
Regulator  tregangan  adalah  bagian  power  supply  yang berfungsi  untuk  memberikan  stabilitas  output  pada  suatu power  supply.  Output  tegangan  DC  dari  penyearah  tanpa regulator  mempunyai  kecenderungan  berubah  harganya  saat dioperasikan.  Adanya  perubahan  pada  masukan  AC  dan variasi  beban  merupakan  penyebab  utama  terjadinya ketidakstabilan  pada  power  supply.  Pada  sebagian  peralatan elektronika,  terjadinya  perubahan  catu  daya  akan  berakibat cukup  serius.  Untuk  mendapatkan  pencatu  daya  yang  stabil diperlukan regulator tegangan. Regulator tegangan untuk suatu power  supply  paling  sederhana  adalah  menggunakan  dioda zener.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian  dilaksanakan  pada  Bulan  Februari  tahun  2019 sampai  September  tahun  2019.  Penelitian  dilaksanakan  di Laboratorium  Teknik  Kendali  dan  Kecerdasan  Buatan, Fakultas Teknik, Universitas Sam Ratulangi.
Gambar 12. Rancangan Sistem Mekanik Penendang Bola

## B. Alat dan Bahan
Alat yang diperlukan: Alat yang digunakan berupa alat pendukung dalam pembuatan mekanik penendang robot dan alat untuk pengerjaan peyambungan wiring komponen mekanik robot. Alat yang digunakan adalah : 1) 1 buah Gurinda tangan listrik.
2) 1 buah Bor tangan listrik.
3) 1 set full cadik tools. Terdiri dari 3 buah obeng minus, 3 buah  obeng plus ,  1  buah atraktor ,  1  buah  tang  lancip,  1 buah solder, 1 buah obeng kalibrasi,  1 buah tang potong, 1 buah tang kombinasi, 1 buah alat ukur (multimeter), 1 buah cutter.
4) 1 buah hot melt glue gun.
Bahan yang digunakan: Bahan yang digunakan adalah mekanik penendang dan aplikasi perancangan program robot. Bahan yang digunakan adalah :
1) 1 buah Sensor kamera Pixy Cam CMU5
2)
1 buah USB connector Pixy Cam CMU5 to PC
3) 1 buah Arduino Mega 2560
4) 1 buah USB connector Arduino to PC
5) 1 buah Solenoid
6) 1 buah Konverter DC-DC Boost Step-up zvs
7) 1 buah kapasitor (3300uF 450V)
8) 1 buah sensor infrared
9) 2 buah motor gearbox motor DC
10) Baut dan mur
11) Back Housing Female
12) Back Housing Male
13) Software PixyMon
14) Software Arduino 15) 1 buah Relay (4 chanel )
16) 1 buah Saklar
17) 2 buah Baterai (13V DC)
18) Kabel
Gambar 14. Diagram alir Mekanik penggiring dan penendang

## C. Perancangan Keseluruhan Sistem Kerja Mekanik Penggiring dan Penendang Pada Robot
Penelitian  ini  berfokus  pada  sistem  mekanik  penggiring dan  penendang  pada  robot  sepak  bola  degan  menggunakan solenoid sebagai penendang. Motor dc sebagai penggiring dan pixy  sebagai  pendeteksi  warna  biru  muda  dan  ungu  muda untuk  dapat  membuat  tendangan  melambung  dan  mendatar. Rancangan  dari  penelitian  sistem  ini  dapat  dilihat  pada Gambar 10.

## D. Sistem Pengendali
Pada penelitian sistem mekanik penggiring dan penendang pada  robot  sepakbola  menggunakan  sistem  kendali  loop tertutup yang dimana pada robot terdapat sensor kamera Pixy Cam CMU5 untuk mendateksi warna sebagai pembeda antara lawan atau teman.

## E. Perancangan Sistem Mekanik Penggiring Bola
Sistem  mekanik  penggiring  bola  terdiri  dari geared motor DC, Arduino mega, dan relay yang digunakan untuk menjepit bola  pada  saat  bola  dideteksi.  Dalam  proses  menjepit    bola geared  motor  DC  akan  membuat  bola  berputar  dalam  proses penjepitan sampat proses untuk menendang bola diperintahkan. Untuk rangkaian dapat dilihat pada Gambar 11.

## F. Perancangan Sistem Mekanik Penendang Bola
Perancangan  sistem  ini  bertujuan  untuk  dapat  mengatur tendangan yang akan dihasilkan robot menjadi 2 tendangan

## TABEL I
RINGKASAN DATA PENGUJIAN TENDANGAN MELAMBUNG NO Sudut Layang Bola Titik Puncak Layang Bola Waktu Titik Puncak Layang Bola Titik Jatuh Bola Waktu Titik Jatuh Bola 1. 35° 95cm 0.22 detik 371cm 0.845 detik 2. 35° 95cm 0.422 detik 371cm 0.845 detik 3. 33° 90cm 0.443 detik 356cm 0.886 detik 4. 35° 85cm 0.423 detik 331cm 0.847 detik 5. 40° 110cm 0.48 detik 406cm 0.96 detik 6. 33° 90cm 0.452 detik 383cm 0.905 detik 7. 40° 105cm 0.467 detik 416cm 0.934 detik 8. 36° 100cm 0.462 detik 396cm 0.925 detik 9. 35° 95cm 0.446 detik 412cm 0.892 detik 10. 40° 105cm 0.474 detik 419cm 0.948 detik
proses  penendang  ini  Arduino  mega  akan  memerintahkan driver  booster  zvs  untuk  mulay  mengisi  capasitor  sampai 320vdc dalam waktu 3 detik kemudian relay akan aktif untuk membuat  capasitor  dan  solenoid  terhubung  agar  solenoid mendapatkan  tegangan  untuk  menendang.  Dalam  mekanik penendang mengunakan 2 derajat kebebasan untuk mengerakkan  pangkal  penendang  yaitu prismatic  joint dan revolute  joint .  Untuk  rancangan  mekanik  penendang  dapat dilihat pada gambar 12.

## G. Desain Robot Sepak Bola
Desain perancangan sistem mekanik penendang pada robot sepak bola adalah sebagai berikut.
Pada  gambar  13  dapat  dilihat  desain  robot  sepak  bola untuk  keperluan  dalam  kontes  robot  sepak  bola  (KRSBI) Beroda.

## H. Desain Robot Sepak Bola
Untuk  mempermudah  perancangan  perangkat  lunak  dari sistem mekanik penggiring dan penendang ini terlebih dahulu dibuat  diagram  alir  atau flowchart untuk  menjabarkan  alur kerja  dari  sistem  mekanik  penggiring  dan  penendang  pada robot sepak bola.
TABEL II RINGKASAN PENGUJIAN TENDANGAN MENDATAR NO Hasil pengujian Tendang an mendatar Lama waktu menendang bola Sudut Bola 1. Lurus 1,43 detik 0° 2. Lurus 1 detik 0° 3. Lurus 0,78 detik 0° 4. Lurus 0,47 detik 0° 5. Lurus 0,85 detik 0° 6. Lurus 0,57 detik 0° 7. Lurus 0,63 detik 0° 8. Lurus 0,70 detik 0° 9. Lurus 0,76 detik 0° 10. Lurus 0,61 detik 0° TABEL II DATA PENGUJIAN TENDANGAN MELAMBUNG Perhitu ngan Sudut Layang Bola Titik Puncak Layang Bola Waktu Titik Puncak Layang Bola Titik Jatuh Bola Waktu Titik Jatuh Bola Mean 36.2° 97cm 0.449deti k 386.1 cm 0.899 detik Varianc e 7.73° 62.22c m 0.000474 1detik 838.7 cm 0.0018 68 detik Standar t Deviati on 2.78° 7.89 cm  0.021774 detik 28.96 cm 0.0432 2 detik Error rata- rata 0.116% 0,013% 0.138 % 0,048 % 0.276 %
Pada  gambar14  dapat  dilihat  diagram  alir  dari  sistem mekanik  penggiring  dan  penendang  bola  yang  dimulai  dari sensor infrared mendeteksi bola kemudian handling mulai bekerja. Setelah handling bekerja sensor kamera mulai bekerja untuk  mendeteksi  objek  warna  yang  diberikan  (warna  biru, warna  ungu)  kemudian booster  zvs mulai  mengisi  kapasitor lalu robot langsung menendang bola.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Tendangan Melambung Pada Robot Sepak Bola
Pada  pengujian  ini  mengambil  warna  biru  muda  sebagai objek  warna  pada  kamera  pixy  untuk  mengatur  servo  agar membuat  tendangan  pada  robot  menjadi  melambung.  Dalam proses pengujian ini mengambil data awal 360cm panjang

## TABEL IV DATA PENGUJIAN TENDANGAN MENDATAR
NO Hasil pengujian Tendangan mendatar Lama waktu menendang bola Sudut Bola Mean - 0.78% 0% Variance - 0.075% 0% Standart Deviation - 0.274% 0% Error rata- rata - 0% 0%
jarak tendangan dari robot ke titik mendaratnya bola, 180cm panjang  jarak  tendangan  dari robot  ke  titik  puncak  layang bola  dan  110cm  tinggi  lambung  bola  sebagai  acuan  untuk pengukuran  tendangan  melambung  pada  robot..  Untuk  tabel pengujiannya dapat dilihat pada tabel I.
Dalam  tabel  I  mendapatkan  hasil  perhitungan  V ₀ (kecepatan awal) yang berkisar antara 7,43-7,46 m/s.
Dari  hasil  pengujian  tendangan  melambung  dari  robot yang  dilakukan  sebanyak  10x    mendapatkan  nilai  rata-rata: sudut  layang  bola  sebesar  36,2°,  titik  puncak  layang  bola sebesar  97cm,  waktu  titik  puncak  layang  bola  sebesar  0,4491 detik,  titik  jatuh  bola  sebesar  386,1cm  dan  lama  waktu  yang dibutuhkan untuk mendaratnya bola sebesar 0,9007 detik dari tegangan dalam kapasitor sebesar 320V DC.

## B. Pengujian Tendangan Mendatar Pada Robot Sepak Bola
Pada  pengujian  Ini  mengambil  warna  ungu  muda  sebagai objek  warna  pada  kamera  pixy  untuk  mengatur  servo  agar membuat  tendangan  pada  robot  menjadi  mendatar.  Dalam proses  pengujian  ini  mengambil  data  awal  445cm  tendangan dari  arah  robot  ke  gawang  untuk  mendapatkan  lama  waktu tendangan  dari  robot  ke  gawang.  Untuk  tabel  pengujiannya dapat dilihat pada tabel II.
Dari  hasil  pengujian  tendangan  mendatar  dari  robot  yang dilakukan  sebanyak  10x    mendapatkan  nilai  rata-rata:  lama waktu  yang  dibutuhkan  untuk  menendang  bola  sebesar  0,78 detik dari tegangan dalam kapasitor sebesar 320V DC.

## IV. PENUTUP

## A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat diambil kesimpulan sebagai  berikut.  Dengan  sistem  mekanik  ini  tendangan  yang dihasilkan  robot  menjadi  2  tendangan  yaitu  tendangan melambung dan tendangan mendatar. Robot dapat membedakan tendangan melambung atau tendangan mendatar. Proses  tendangan  pada  robot  diatur  dari  kamera  pixy  untuk membedakan  warna.  Jarak  yang  dihasilkan  tendangan
melambung  selalu  berubah-ubah.  Keluaran  pada driver tegangan  yang  digunakan  untuk  menendang  pada  robot  tidak dapat di rubah secara otomatis.

## B. Saran
Dari  hasil  penelitian  ini  masih  banyak  kekurangan  yang terdapat  pada  sistem  mekanik  penendang  dan  penggiring  ini dan  masih  banyak  hal  yang  untuk  dirubah  maka  itu  ada beberapa  saran  yang  dapat  dikemukakan  oleh  penulis. Tendangan  yang  dihasilkan  oleh  solenoid  masih  kurang  kuat karena  gaya  dorong  yang  dihasilkan  oleh  driver  pengungat tegangan  masih  terbatas  sehingga  masih  harus  menggunakan solenoid  yang  lebih  besar  agar  mendapatkan  tendangan maksimal. Penambahan metode khusus seperti
PID
( Propotional Integral Derivative controller )  akan  sangat membatu  proses  tendangan  lebih  optimal.  Menambakan Driver menaikan Tegangan pada penendang yang dapat diatur secara otomatis.

## V. KUTIPAN
[1] M.  I.  Moha,  “Implementasi  Kamera  360°  Untuk  Mendeteksi  Objek Pada Robot Sepak Bola,” Universitas Sam Ratulangi, Manado, 2019.
[2] G.  J.  Jatmiko  Wisnu,  Petrus  Mursanto,  M  Iqbal  Tawakal,  M  Sakti Alvissalim,  Abdullah  Hafidh,  Enrico  Budianto,  M  Nanda  Kurniawan,
Kharda  Ahfa,  Ken  Danniswara,  M  Anwar  Ma’sum,  Indra  Hermawan, Robotika  Teori  Dan  Aplikasi .  Jakarta  pusat:  Perpustakaan  Nasional, 2012.
[3] P.  W.  Panekenan et al. ,  “Implementasi  Pengenalan  Wajah pada  Robot Beroda,” vol. 14, no. 2, pp. 193–202, 2019.
[4] V.  N.  .  Lahimade,  “Rancang  Bangun  Robot  Penendang  Bola Menggunakan  Pengendali  PID,”  Universitas  Sam  Ratulangi,  manado,
2018.
[5] M.  Abdullah, Fisika  Dasar  1 .  bandung:  Institut  Teknologi  Bandung, 2016.
[6] H.  Buntulayuk  and  F.  A.  Samman,  “Rancangan  DC-DC  Converter untuk Penguatan Tegangan,” vol. 21, no. 02, pp. 78–82, 2017.
[7] A. S. Deryawan, F. D. Setiaji, D. Santoso, F. Teknik, U. Kristen, and S. Wacana,  “Perancangan  Penendang  Bola  pada  Robot  Beroda  dengan Kelajuan Bola yang Dapat Diatur Menggunakan PWM,” pp. 101–108.
[8] F.  A. Widodo and K. Mutijarsa, “Rancang Bangun Sistem Lokomosi , Penggiring  ,  dan  Penendang  pada  Robot  Sepak  Bola,” 5th  Indones.
Symp. Robot. Syst. Control , pp. 224–229, 2017.
[9] F. Tjoanapessy et al. , “Aplikasi Base Station Untuk Robot Sepak Bola Beroda,” vol. 14, no. 3, pp. 285–290, 2019.
[10]  Y. Haryudanta D., F. D. Setiaji, and G. Dewantoro, “Rancang Bangun
Mekanisme  Penendang  Bola  Berbasis  Elektromagnetik  untuk  Robot Sepakbola  Beroda  R2C-Warrior,” Techné    J.  Ilm.  Elektrotek. ,  vol.  17, no. 01, pp. 49–57, 2018.

## TENTANG PENULIS
Penulis  bernama  lengkap  Ferdinando  Grasia Ohoirat  anak  pertama  dari  empat  bersaudara. Anak  dari  yosep  Ohoirat  (ayah)  dan  Meity Lamia (ibu). Lahir di Manokwari, pada tanggal 15  Agustus  1997.  Sekarang  beralamat  di Kecamatan  manokwari  barat,  Kabupaten Manokwari,  Provinsi  Papua  Barat.  Penulis memiliki  tiga  saudara  kandung  yang  bernama Rio  Rolando  Ohoirat  (adik),  Putri  Juwita  Ohoirat  (adik)  dan  Yosua
Frely  Ohoirat  (adik).  Penulis  menempuh  pendidikan  pertama  di  TK Maria  Mediatrix  2002-2003,  kemudian  melanjutkan  ke  SD  YPPK Padma I pada tahun 2003-2004, kemudian melanjutkan ke SD Negeri 06 Sanggeng pada tahun 2004-2009, setelah itu melanjutkan sekolah di  SMP  Negeri  3  Manokwari  pada  tahun  2009-2012,  kemudian melanjutkan  pendidikan  di  SMK  Negeri  1  Tumpaan  pada  tahun 2012-2015.  Tahun  2015  penulis  melanjutkan  studi  S1  di  Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sam Ratulangi Manado. Sejak  semester  1  penulis  bergabung  dengan  Komunitas  Tim  Robot Elektro Unsrat dan mengikuti kompetisi robotika yang diadakan oleh RISTEKDIKTI,  selama  perkuliahan  penulis  juga  tergabung  dalam organisasi  Himpunan  Mahasiswa  Elektro  dan  ikut  aktif  dalam melaksanakan kontes robot antar SMA/SMK se Sulawesi Utara pada tahun 2016 hingga 2018.