## Rancang Bangun Robot Pemotong Rumput Secara Otomatis dengan Kontrol Smartphone Android Berbasis Arduino Uno
Yusman 1* , Widdha Mellyssa 2 , Salahuddin 3 , Kharazzi Mukhlisin 4 , Said Mualla 5
1,2, 3, 4,5 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe Jln. B.Aceh Medan Km.280 Buketrata 24301 INDONESIA
1* yusman@pnl.ac.id, 2 widdhamellyssa@pnl.ac.id, 3 salahuddinmt@pnl.ac.id,
4 sharazzimulhlisin@gmail.com, 5 saidmualla99@gmail.com
Abstrak— Kegiatan  merawat  rumput  halaman  rumah,  taman  rekreasi  atau  lapangan  sepakbola  perlu  dilakukan  secara  rutin  untuk  menjaga agar tampak rapi dan asri. Penggunaan alat pemotong rumput yang lazim digunakan adalah dengan cara digendong atau alat pemotong dengan cara didorong yang membutuhkan tenaga manusia lebih ekstra. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang bangun robot pemotong rumput yang dapat bekerja secara otomatis yang dikontrol dengan Smartphone Android berbasis arduino. Robot pemotong rumput ini dapat bekerja dalam dua mode yaitu mode manual dan mode otomatis. Pada mode manual robot akan bekerja memotong rumput dengan cara dikendalikan oleh user menggunakan joystick android, dan pada mode otomatis robot akan memotong rumput  secara autonomous dengan bantuan frame untuk  memotong  rumput  halaman  hingga  batas  jarak  sensor  dengan  dinding frame yang  telah  ditentukan.  Robot  ini  menggunakan mikrokontroler  ATMEGA  2560  dan  software  aplikasi  yang  digunakan  adalah  arduino  robot  ini  juga  berbasis  android  yang  dan  dirancang dengan menggunakan joystick android sebagai pengendalinya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa robot mampu memotong rumput dengan mode manual dengan luas maksimum 2100 m 2 selama 118,77 detik dan kecepatan rata-rata 0,4942 m/s. Untuk mode otomatis robot dengan bantuan frame sepanjang 7,35m mampu memotong rumput dengan luas maksimum 102,9 m 2 selama 70,94 detik. Kata kunci — robot, pemotong rumput, kontrol otomatis, android, arduino.
Abstract— Caring  for  your  yard,  recreation  park  or  football  field  needs  to  be  done  regularly  to  keep  it  looking  neat  and  beautiful.  The common use of lawn mowers is by carrying or pushing the mower, which requires extra human effort. The aim of this research is to design a grass cutting robot that can work automatically and is controlled by an Arduino-based Android smartphone. This grass cutting robot can work in two modes, namely manual mode and automatic mode. In manual mode the robot will work to cut the grass by being controlled by the user using an Android joystick, and in automatic mode the robot will cut the grass autonomously with the help of a frame to cut the lawn grass up to the predetermined distance between the sensor and the frame wall. This robot uses an ATMEGA 2560 microcontroller and the application software  used is  Arduino.  This  robot  is  also based on  Android  and  is designed  using  an  Android  joystick  as  the  controller.  The  test  results show that the robot is able to cut grass in manual mode with a maximum area of 2100 m 2 for 118.77 seconds and an average speed of 0.4942 m/s. In automatic mode, the robot with the help of a 7.35m long frame is capable of cutting grass with a maximum area of 102.9 m 2 for 70.94 seconds.
Keywords — robot, lawn mower, automatic control, android, arduino.

## I. P ENDAHULUAN
Merawat  taman  maupun  halaman  rumah  merupakan  salah satu  aktivitas  rutin  untuk  menjaga  agar  hamparan  rumput nampak rapih dan asri. Demikian juga dengan sarana olahraga seperti  lapangan  sepak  bola,  golf,  dan  lainnya  yang  perlu dijaga  dengan  memotong  rumput  secara  teratur  dengan ketinggian  rumput  tertentu  [1].  Tujuan  dari  pemangkasan rumput  adalah  untuk  mendapatkan  hamparan  rumput  yang seragam,  rapat,  dan  merata  sehingga  memberikan  tampilan yang  lebih  baik  [2].  Namun  yang  terjadi  selama  ini,  proses memotong  rumput  dilakukan  secara  manual  dengan  alat pemotong rumput yang digendong atau dengan cara didorong yang membutuhkan tenaga yang lebih ekstra dari operator dan menyita  waktu  lebih  lama.  Hal  ini  membuat  operator  cepat kelelahan  sehingga  berdampak  pada  penurunan  produktivitas [3].
Mesin  pemotong  rumput  berbahan  bakar  minyak  tipe gendong  maupun  dorong  memiliki  beberapa  kekurangan, yaitu polusi udara dan suara bising yang ditimbulkannya dari penyalaan  mesin  berlangsung  dapat  menggangu  lingkungan sekitar.  Disamping  itu,  kedua  jenis  mesin  potong  rumput  ini memiliki  getaran  yang  tinggi.  Penggunaan  mesin  ini  dalam waktu  lama  dan  berulang-ulang  oleh  operator,  juga  dapat menyebabkan  dampak  pada  Kesehatan,  yaitu  terjadinya hematuria .  Hematuria  terjadi karena  getaran  akibat  hemolisis
yang  inravaskuler  yang  timbul  akibat  adanya  jejas  mekanik terhadap  eritrosit  terdapat  pada  pembuluh  darah  telapak tangan  dan  lengan  [4].  Untuk  mengatasi  masalah  yang ditimbulkan  oleh  mesin  pemotong  rumput  bahan  bakar minyak  tipe  gendong  dan  dorong,  maka  perlu  inovasi teknologi  pada  alat  atau  mesin  potong  rumput  yang  lebih mengurangi  dampak  resiko  pengoperasiannya  bagi  operator sendiri maupun lingkungan sekitar.
Untuk  lebih  memudahkan  dan  membantu  pekerjaan manusia  dalam  memotong  rumput,  maka  solusi  untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah penggunaan teknologi  robotik  pada  alat  pemotong  rumput.  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  melakukan  rancang  bangun  Robot Pemotong  Rumput  yang  dapat  bekerja  secara  otomatis,  serta dapat  dikontrol  oleh  operator  melalui  perangkat  Smartphone Android.  Penggunaan  robot  pemotong  rumput  yang  dapat dikontrol  secara  wireless  dengan  Smartphone  Android  dapat meningkatkan  efisiesi  dan  produktivitas  serta  menghindari resiko kecelakaan kerja yang dapat terjadi [5].
Robot  pemotong  rumput  ini  dikendalikan melalui  aplikasi Android yang dikembangkan dengan Mit App Inventor dimana koneksi antara Smartphone dengan modul di Robot terhubung secara  Wifi  menggunakan  modul ESP-8266 .  Prototype  ini menggunakan 5 pasang sensor ultrasonic yang masing-masing 2  pasang  pada  sisi  kanan  dan  kiri  robot,  serta  1  pasang  pada
sisi belakang sebagai pendeteksi batas frame. Terdapat 2 buah driver  motor  dc,  modul  pengatur  kecematan  putar  motor pemutar  blade,  Menggunakan  Motor  DC sebagai  penggerak roda  dan  Motor  Brushless  digunakan  untuk  penggerak  pisau (blade)  pemotong  rumput  [6].  Sistem  Robot  Pemotong Rumput  secara  keseluruhan  berbasis  mikrokontroler Arduino Uno.  Robot  yang  dirancang  dapat  memotong  rumput  secara otomatis  pada  luas  area  yang  telah  ditentukan  oleh  user  atau yang  telah  diprogram  sebelumnya.  Robot  juga  mampu memotong  rumput  secara  manual  yaitu  dapat  digerakkan melalui  perangkat  android  dan  diamati  area  yang  dipotong secara kasat mata oleh user . II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Perancangan Hardware Robot  pemotong  rumput  otomatis  memiliki  beberapa  buah perangkat keras baik itu dari input, sensor, mikrokontroler dan output.  Blok  diagram  robot  pemotong  rumput  otomatis  dapat dilihat dalam Gambar 1.

## Gambar 1 Perancangan hardware sistem
Perancangan Rangkaian Mikrokontroler Arduino 2560 Pada  perangkat  ini  menggunakan  mikrokontroler  yang berfungsi  sebagai  pengontrol  keselurahan  program  pada  alat. Adapun  rancangan  rangkaian  mikrokontroler  Arduino  Uno dapat dilihat dalam Gambar 2.

## Gambar 2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler Arduino 2560
Perancangan Rangkaian ESP-8266 Perangkat ini menggunakan module ESP-8266 yang berfungsi sebagai  perangkat  tambahan  mikrokontroler  agar  dapat terhubung  langsung  degan  wi-fi.  Module  ESP  8266  ini dihubungkan pada analog pin 14 dan 15 pada mikrokontroler. Adapun skematik perancangan dapat dilihat dalam Gambar 3.
Gambar 3 Perancangan Rangkaian ESP-8266
Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic Sensor ultrasonic  disini berfungsi untuk membaca frame atau dinding untuk robot agar dapat memotong rumput dengan baik. Sensor ultrasonic dihubungkan pada analog pin 28, 29, 30, 31, 32,  33,  34,  35,  37,  39  mikrokontroler.  Adapun  desain skematik rangkaiannya dapat dilihat dalam Gambar 4.

## Gambar 4 Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic
Perancangan Rangkaian Driver Motor Pada  perancangan  ini  driver  motor  berfungsi  untuk mengontrol tegangan yang akan diteruskan ke motor dan juga dapat  merubah  arah  putaran  dari  motor.  Driver  motor  ini dihubungkan ke analog pin 2, 3, 4, 5, 24, 25, 26, dan 27 pada mikrokontroler.  Adapun  desain  skematik  rangkaiannya  dapat dilihat dalam Gambar 5.
Perancangan Mekanik Robot Untuk perancangan mekanik dalam bentuk desain 3-D gambar robot  meliputi  perancangan  tampak  depan,  samping  kanan, samping  kiri,  belakang,  atas,  bawah  dan  tampak  penempatan komponen elektronik robot.
Perancangan  tampak  depan  dari  robot  pemotong  rumput  ini seperti  ditunjukkan  dalam  Gambar  6.  Pada  bagian  depan terdapat dua buah sensor ultrasonic dibagian depan kanan dan kiri yang berfungsi sebagai sensor untuk membaca jarak frame terhadap  robot.  Perancangan  tampak  belakang  dari  robot pemotong  rumput  ini  seperti  ditunjukkan  dalam  Gambar  7. Pada  bagian  belakang  terdapat  sebuah  sensor  ultrasonic dibagian  belakang  yang  berfungsi  sebagai  sensor  untuk membaca jarak frame terhadap robot.

## Gambar 6 Tampak Depan

## Gambar 7 Tampak Belakang
Perancangan  tampak  samping  kiri  dan  samping  kanan  dari robot pemotong rumput ini seperti ditunjukkan dalam Gambar 8.  Pada  bagian  kanan  dan  kiri  terdapat  dua  buah  roda  (ban) yang berfungsi untuk berjalan  dan dua buah sensor ultrasonic dibagian  depan  kanan  dan  kiri  yang  berfungsi  sebagai  sensor untuk  membaca  jarak  frame  terhadap  robot.  Perancangan tampak  atas  dan  tata  letak  komponen  dari  robot  pemotong rumput ini seperti ditunjukkan dalam Gambar  9. Pada bagian atas  terdapat  tiga  buah  baterai  yang  berfungsi  untuk menghidupkan robot.
Gambar 8 Tampak Samping Kanan dan Samping  Kiri

## Gambar 9 Tampak Atas
Perancangan Software
Robot  dapat  bekerja  secara  automatis  dan  manual.  Secara manual yaitu dapat digerakkan langsung dengan menggunakan  smartphone,  sedangkan  secara  automatis  robot dapat  bergerak  dengan  bantuan Frame  atau  dinding  samping dengan  demikian  robot  akan  bergerak  memotong  rumput secara  otomatis  dengan  sendirinya,  untuk  bisa  menggerakkan robot  secara  otomatis  pengguna  harus  menekan  mode otomatis  di  aplikasi    MIT  APP  INVENTOR  yang  ada smartphone  yang  telah  dinstall.  Alur  proses  pemilihan  mode operasi  robot  ini  ditunjukkan  dalam  Gambar  10.  Robot  akan berhenti  bila  sensor  limit  switch  menabrak  penghalang. Rancangan  flowchart  sistem  manual  dan  otomatis  dapat dilihat dalam Gambar 11 dan Gambar 12.
Start Pilih mode Operasi Tombol Start On Blade On Inisialisasi Mode Otomatis Mode Otomatis Mode Manual Selesai Ya Ya Ya Tidak Tidak Mode Manual Gambar 10 Flow Chart Pilih Mode
Baca Input Joystick Inisialisasi Tombol Maju On? Start Tombol Stop Proses Tombol Kiri On? Tombol Kanan On? Tombol Mundur On? Selesai Motor Belok Kiri Motor Belok Kanan Motor Mundur Motor Maju Tidak Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Ya Ya Tidak Gambar 11 Flow Chart Mode Manual Jarak ≤ 50N+5? Robot On Inisialisasi I/O C Start Robot Belok Kanan Baca Sensor Kanan Robot Baca Sensor Kiri Robot Belok Kanan Robot Maju Alaram Bunyi Robot Berhenti Baca Sensor Belakang Robot Maju N=N+1 N=0 Halangan Terdeteksi? Jarak ≤ 50N+5? BacaSensor Limit switch B A Ya Ya Ya Tidak Tidak Tidak
A Jarak ≤ 50N+5? Jarak ≤ 50N+5? Robot Maju Baca Sensor Belakang Robot Belok Kiri Robot Maju N=N+1 Ya Tidak BacaSensor Limit switch Halangan Terdeteksi? Alaram Bunyi Robot Berhenti Ya B Tidak C Tidak Selesai N=8? N=N+1 Robot Belok Kiri Ya Ya Tidak

## Gambar 12 Flow Chart Mode Automatis

## Perancangan User Interface pada Smartphone
Pada smartphone ,  pengguna  dapat  mengontrol  pemotongan pada  robot,  dengan  menekan  tombol  aktif  pada  aplikasi. Gambar 13 menunjukkan desain aplikasi pada smartphone .
Gambar 13 Desain tampilan user interface aplikasi pada Smartphone III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Tujuan  dari  pengujian  dalam  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui sejauh mana kinerja sistem yang telah dibuat dan untuk  mengetahui  kekurangan  alat  serta  bertujuan  untuk mendapatkan data-data pada setiap blok rangkaian pada robot pemotong  rumput,  dan  juga  untuk  dijadikan  acuan  dalam mengambil  kesimpulan.  Beberapa  Hasil  pengujian  dan pengukuran adalah sebagai berikut:
A. Hasil Prototype Robot Pemotong Rumput Hasil  dari  rancangan  penelitian  ini  adalah  sebuah  prototype robot  pemotong  rumput  secara  otomatis,  beserta  software aplikasi  kontrolernya  yang  dapat  dikendalikan  selalui perangkat  smartphone  dengan  mode  manual  dan  otomatis. Bentuk prototype dari hasil rancangan robot pemotong rumput ini seperti ditunjukkan dalam Gambar 14.

## Gambar 14 Prototype robot pemotong rumput
Gambar 14 menunjukkan tampak keseluruhan hasil prototype robot pemotong rumput, yang terdiri dari rangka  utama robot beserta  roda,  rantai  pengkopel  roda  beserta  motor  penggerak roda  pada  kedua  sisi,  motor  brushless  untuk  penggerak blade atau  atau  pisau  pemotong  rumput,  modul  elektronik  dengan pelindung  kaca  akrilik,  dua  pasang  sensor  ultrasonic  pada kedua sisi kanan dan kiri serta belakang, robot juga ditenagai dengan 3 buah battery lithium ion.
A. Hasil  Pengujian  Tampilan  User  Interface  atau  Kontroler pada Smartphone
Aplikasi  yang  di  install  pada smartphone dibuat  dengan menggunakan  MIT  App  Inventor,  dimana  aplikasi  ini menampilkan  tombol  navigasi  atau  arah  panah  pengontrol pergerakan  robot.  Gambar  15  menunjukkan  tampilan screenshot  aplikasi  tersebut,  dan  Gambar  16  menujukkan tampilan  aplikasi  pada  layar Smartphone yang  sedang  dicoba oleh  user  atau  operator.  Gambar  17  merupakan  demonstrasi pemotongan rumput lapangan sepakbola dengan mode manual, dan  Gambar  18  menunjukkan  pemotongan  rumput  dalam mode  auto,  dimana  robot  mampu  bergerak  secara  otomatis dengan  latar  belakang  dinding  frame  yang  terpadang sepanjang 7.35 meter.
Gambar 15 Tampilan user interface pada smartphone
Gambar 16 Pengujian respon kontroler android terhadap robot
Gambar 17 Pengujian pemotongan rumput dengan mode manual
Gambar 18 Pengujian pemotongan rumput dengan mode auto
B. Hasil Pengujian Waktu Tempuh Robot Robot  pemotong  rumput  ini  memiliki  dua  mode  yaitu  mode manual  dan  otomatis.  Dalam  hal  ini  pengujian  mode  manual dan  mode  otomatis  pada  robot  diperlukan  untuk  mengetahui robot  mampu  bergerak  dan  memotong  rumput  dengan  lancar sepanjang frame yang telah terpasang.

## Tabel I
Pengujian waktu tempuh robot secara manual
Percobaan ke- Jalur lurus Jalur berbelok Jarak (m) Waktu tempuh (dtk) Jarak (m) Waktu tempuh (dtk) 1 7.35 14.55 0.55 3.91 2 7.35 14.58 0.55 3.91 3 7.35 14.64 0.55 3.90 4 7.35 14.70 0.55 3.87 5 7.35 14.72 0.55 3.77 Tabel II

## Pengujian waktu tempuh robot secara auto
Percobaan ke- Jalur lurus Jalur berbelok Jarak (m) Waktu tempuh (dtk) Jarak (m) Waktu tempuh (dtk) 1 7.35 14.79 0.55 3.77 2 7.35 14.80 0.55 3.87 3 7.35 14.85 0.55 3.90 4 7.35 14.96 0.55 3.91
5 7.35 14.96 0.55 3.91
Berdasarkan  hasil  pengujian  jarak  tempuh  robot  mode otomatis  dapat  dianalisa  bahwa  rata-rata  waktu  yang dibutuhkan  untuk  menempuh  jarak  lurus  lapangan  rumput dengan  panjang  frame  7,35m  adalah  14,872  detik,  dengan kecepatan rata-rata 0,4942 m/s. Untuk Gerakan berbelok robot waktu  rata  rata  yang  dibutuhkan  adalah  3,872  detik,  dengan kecepatan rata-rata 0,1421 m/s.
C. Hasil Pengujian Luas Area Potong Pengujian  ini  dilakukan  mengetahui  sejauh  mana  luas  area maksimum  rumput  yang  terpotong,  baik  secara  manual maupun otomatis, sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel III.
Tabel III Pengujian luas area rumput terpotong Mode Luas area potong (m 2 ) Panjang frame (m) Manual 2100 - Auto 102.9 7,35 IV. K ESIMPULAN
Aplikasi  yang  digunakan  pada  smartphone  menggunakan MIT  App  Inventor.  Robot  bisa  berkerja  dengan  dua  mode, mode  manual  dan  mode  otomatis.  Dalam  mode  manual  kita
dapat  mengontrol  robot  dengan  menggunakan  smartphone. Dalam mode otomatis robot berjalan mengikuti frame.
Robot  mampu  menyelesaikan  memotong  rumput  dengan jarak  tempuh  60  cm  dengan  waktu  01.03.45ms.  Pada  mode otomatis  robot  dapat  menyelesaikan  memotong  rumput dengan panjang frame 7,35m dengan rata-rata waktu 34,55ms untuk jalan lurus dan 8,82ms untuk berbelok. Pada pengujian sensor  ultrasonik  error  rata-rata  1-2  cm.  Sumber  tegangan robot  pemotong  rumput  berasal  dari  battery  dimana  setiap tegangan memiliki kurang lebih 13 Volt
R EFERENSI
[1] Tri  Yuli  Sulistiyo,  Didik  Notosudjono,  Bloko  Budi  Rijadi.  (2022). Rancang  Bangun  Prototype  Mesin  Pemotong  Rumput  Otomatis Menggunakan  Wireless  Kontroler  Berbasis  Internet  of  Things  (IoT) . JOM UNPAK Vol. 1 No. 1 Tahun 2022.
[2] Setya  Permana  Sutisna,  Edi  Sutoyo,  Dicky  Nur  Pariatiara.  (2020). Rancang Bangun Pisau Rotari Robot Pemotong Rumput. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin UIKA Bogor Vol. 6 No. 1 Tahun 2020.
[3] Johanes  Ohoiwutun.  (2015).  Rancang  Bangun  Mesin  Pemotong Rumput Tenaga Surya Untuk Navigasi. Electro Luceat (JEC) Vol. 1 No. 1 Tahun 2015. Politeknik Katolik Saint Paul Sorong.
[4] Asman  Sinaga,  T.  (2000).  Dampak  Getaran  Mesin  Potong  Rumput terhadap  Kejadian  Hematuria  pada  Operator  Pemotong  Rumput  di Universitas  Indonesia  Depok,  Jawa  Barat  Tahun  2000. Available: https://lontar.ui.ac.id.
[5] Hasnawati, Isnawati dan Bambang Pramono. (2022). Robot Pemotong Rumput  Otomatis  Berbasis  Android  Audio  Menggunakan  Metode Proportional  Integral  Derivative  Controller .  Jurnal  semanTIK  Vol.  8 No. 1 Tahun 2022.
[6] Dedi  Irawan  dan  Endah  Fitriani.  (2021).  Rancang  Robot  Pemotong Rumput  Otomatis  Berbasis  Arduino  Uno  dengan  Sistem  Kendali Aplikasi  Blynk.  Jurnal  AMPERE  Vol  6  No.  2  Desember  2021.