Mobile Robot Dengan Pengontrolan Perintah Suara Berbasis Android (Eko Sulistyo)

## MOBILE ROBOT DENGAN PENGONTROLAN PERINTAH SUARA BERBASIS ANDROID
Eko Sulistyo 1
1 Jurusan Teknik Elektro dan Informatika, Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung Kawasan Industri Air Kantung Sungailiat – 33211 Telp. (0717) 93586, Fax. (0717) 93585, sulistyo.eko@gmail.com

## Abstract
Control  of  mobile  robot  manually  using  remote  control  connected  with  cable  has  constraints that limited space of robot movement. For that developed mobile robot control system using bluetooth communication. The purpose of this research is to create a mobile robot control system through wireless communication  using  voice  command  instruction  via  application  on  Android  using microcontroller  type Arduino  Mega2560.  The  methodology  in  this  research  is  the  voice  instruction  will  be  recorded  by  the application on Android, then matched with the database and then converted into characters in the form of  strings  and  sent  via  bluetooth  transmitter  on  Android  to  bluetooth  receiver  on  mobile  robot  to  be executed  by  program  made  on  microcontroller  robot.  The  results  obtained  include  mobile  robot  can move to follow voice command instruction that is given include command forward, backward, turn left and  right  only  for  one  movement  while  in  test  result  got  error  of  movement  equal  to  1.55%  with response  time  4-7  second  because  the  process  of  recording  and  translation  of  voice  instructions  on Android and also influenced by noise or other sounds that are not desired .
Keywords : android, bluetooth, mobile robot, voice command

## Abstrak
Pengontrolan  mobile  robot  secara  manual  menggunakan  remote  control  yang  terhubung dengan kabel memiliki  kendala yaitu ruang gerak robot yang terbatas. Untuk itu dikembangkan sistem pengontrolan  mobile  robot  menggunakan  komunikasi  nirkabel  jenis  bluetooth.  Tujuan  penelitian  ini adalah  untuk  membuat  sebuah  sistem  pengontrolan  mobile  robot  melalui  komunikasi  jarak  jauh menggunakan instruksi perintah suara melalui aplikasi pada Android menggunakan mikrokontroler jenis Arduino  Mega2560.  Metodologi  dalam  penelitian  ini  yaitu  instruksi  suara  direkam  oleh  aplikasi  pada Android,  selanjutnya  dicocokkan  dengan  database  lalu  diubah  menjadi  karakter  string  dan  dikirimkan melalui  bluetooth  transmitter  pada  Android  ke  bluetooth  receiver  pada  mobile  robot  untuk  kemudian dieksekusi  oleh  program  yang  dibuat  pada  mikrokontroler  robot.  Hasil  yang  didapatkan  antara  lain mobile robot dapat bergerak mengikuti instruksi voice command yang diberikan meliputi perintah maju, mundur,  putar  kiri  dan  putar  kanan  hanya  untuk  satu  pergerakan  sedangkan  pada  hasil  pengujian didapatkan  error  pergerakan  rata-rata  sebesar  1.55%  dengan  waktu  respon  4-7  detik  dikarenakan adanya  proses  perekaman  dan  penerjemahan  instruksi  suara  pada  Android  dan  juga  dipengaruhi  oleh noise atau suara lain yang tidak diinginkan.
Kata kunci : android, bluetooth, mobile robot, perintah suara

## 1. PENDAHULUAN
Mobile  Robot adalah  salah  satu  jenis  konstruksi  robot  yang  ciri  khasnya  adalah  mempunyai aktuator berupa  roda  untuk  menggerakkan  keseluruhan  badan  robot,  sehingga  robot  tersebut  dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain. Salah satu jenis mobile robot yaitu robot beroda  atau wheeled  mobile  robot .  Menurut  sistem  penggeraknya  robot  beroda  diklasifikasikan berdasarkan  jumlah  roda  yang  digunakan.  Salah  satunya  yaitu  robot  beroda  dengan  sistem  gerak differential drive yang terdiri dari dua buah roda yang berpasangan pada kiri dan kanan robot. Sistem ini memunginkan robot berputar ditempat dengan cara memutar motor dengan arah berlawanan [1].
Pengontrolan mobile robot pada awalnya masih bersifat manual  menggunakan remote control yang  terhubung  dengan  kabel.  Hal  ini  mempengaruhi  ruang  gerak  robot  menjadi  terbatas. Perkembangan  ilmu  dan  teknologi  saat  ini  dapat  diterapkan  dalam  mengembangkan  sistem pengontrolan pada mobile robot , salah satunya adalah penggunaan komunikasi nirkabel jenis bluetooth .
Selain  itu,  penggunaan remote  control secara  manual  sangat  rentan  terhadap  risiko  kerusakan  pada rangkaian  kontrol  didalamnya.  Oleh  karena  itu,  digunakanlah smartphone berbasis  OS  Android  dalam mengontrol  pergerakan  pada mobile  robot .  Penggunaan smartphone dalam  mengontrol mobile  robot dapat memanfaatkan fitur-fitur yang ada pada smartphone salah satunya fitur pengolahan suara ( speech recognition ). Speech  recognition atau  pengenalan  ucapan  adalah  suatu  pengembangan  teknik  dan sistem yang memungkinkan komputer untuk menerima masukan berupa kata yang diucapkan. Teknologi ini memungkinkan suatu perangkat untuk mengenali dan memahami kata-kata yang diucapkan dengan cara digitalisasi kata  dan  mencocokkan sinyal  digital tersebut  dengan  suatu  pola  tertentu  yang tersimpan dalam suatu perangkat.  Hasil  dari  identifikasi  kata  yang  diucapkan dapat ditampilkan dalam bentuk  tulisan  atau  dapat  dibaca  oleh perangkat teknologi  sebagai  sebuah  komando  untuk melakukan suatu  pekerjaan  (Ardi,  2014).Alat  pengenal  ucapan  yang  sering  disebut  dengan speech  recognizer , membutuhkan  sampel  kata.  Sampel  kata  akan  didigitalisasi,  disimpan  dalam komputer ,  dan  kemudian digunakan sebagai basis data dalam mencocokkan kata yang diucapkan selanjutnya.
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut,  dibuatlah  sebuah  sistem  pengontrolan mobile  robot dengan  menggunakan  aplikasi  perintah  suara  ( voice  command )  pada smartphone Android  yang dilengkapi  dengan  menggunakan  sensor  jarak rotary  encoder dan  sensor  kompas  untuk  dapat menentukan  titik  berupa  jarak  dan  sudut  yang  akan  ditempuh mobile  robot serta  sensor  Ultrasonik untuk mendeteksi  rintangan  pada saat robot  melakukan pergerakan. Adapun  tujuan dari  penelitian  ini yaitu untuk merancang dan membuat sebuah sistem pengontrolan mobile robot dengan menggunakan instruksi berupa perintah suara ( voice command ) berbasis Android.

## 2. METODE PENELITIAN
Pengontrolan mobile robot menggunakan instruksi via voice command melalui aplikasi Android menggunakan metodologi berikut.
• Pembuatan konstruksi mobile robot , konstruksi mobile robot yang dibuat menggunakan sistem gerak differential drive yang terdiri dari dua buah roda yang berpasangan pada bagian kiri dan kanan robot. Berdasarkan konstruksi yang dibuat pergerakan mobile robot yang dirancang meliputi gerakan maju, mundur serta berputar (kiri dan kanan).
• Pembuatan  kontrol mobile  robot ,  proses  ini  dimulai  dari  perekaman  instruksi  suara  oleh  aplikasi Android  dengan  menggunakan  fitur speech recognizer. Selanjutnya  data  instruksi  suara  dicocokkan dengan database yang  dimiliki  pada  Android.  Hasil  pencocokan  data  kemudian  dikirimkan  melalui bluetooth transmitter pada  Android.  Hasil  pengiriman  data  kemudian  diterima  oleh bluetooth receiver pada mobile robot dalam bentuk data serial. Data tersebut kemudian diolah mikrokontroller untuk proses pergerakan pada mobile robot .
• Pengujian mobile  robot ,  pengujian  yang  dilakukan  meliputi  pengujian  kontrol mobile  robot dan pengujian gerakan mobile robot berdasarkan instruksi voice command.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pembuatan Konstruksi Mobile Robot Mobile  robot dirancang  dan  dibuat  dengan  bahan  material  yang  digunakan  adalah acrylic dengan  ketebalan  3mm.  Berikut  adalah  gambar  konstruksi  mekanik mobile  robot yang  telah  jadi ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Konstruksi Mekanik Mobile Robot
Mobile Robot Dengan Pengontrolan Perintah Suara Berbasis Android (Eko Sulistyo)
Perakitan  konstruksi mobile  robot menggunakan  komponen spacer ,  baut  dan  mur  untuk menyatukan seluruh bagian dari konstruksi mobile robot .

## 3.2 Pembuatan Hardware dan Software Mobile Robot
Proses  pembuatan hardware meliputi  pembuatan  rangkaian  kontrol  yang  digunakan  untuk mengontrol mobile robot yaitu  pembuatan  rangkaian  catu  daya,  rangkaian  LCD  2x16  serta  perakitan sensor dan modul lainnya pada konstruksi yang telah dibuat. Diagram blok hardware elektronik mobile robot ditunjukkan pada gambar 2.

## Gambar 2. Diagram hardware elektronik Blok Mobile Robot
Instruksi  perintah  suara  diberikan  dengan  memanfaatkan  fitur speech  recognizer pada  aplikasi MoBro  yang  dibuat  di  Android.  Instruksi  suara  akan  direkam  pada  Android  kemudian  diubah  menjadi karakter string dan  dikirimkan  ke  Arduino  Mega  2560  untuk  kemudian  dieksekusi  oleh  aktuator mobile robot berupa pergerakan pada motor kiri dan kanan menggunakan modul driver L298N dengan feedback berupa sensor rotary encoder , kompas GY-271 dan ultrasonik HC-SR04. Pembuatan software pada mobile robot meliputi  pembuatan  aplikasi  pada  Android  serta pemrograman  Arduino  Mega2560.  Pembuatan  aplikasi  Android  menggunakan software  app  inventor secara online menggunakan  PC/Komputer.  Pembuatan  aplikasi  ini  dibagi  menjadi  2  komponen  utama yaitu designer dan block  editor .  Berikut  adalah  gambar  aplikasi  MoBro  yang  telah  dibuat  dapat  dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Aplikasi MoBro pada Android
Pembuatan  program  dilakukan  menggunakan software Arduino  1.6.8.  Pemrograman mobile robot yang  dilakukan  meliputi  pemrograman bluetooth HC-05,  sensor  kompas  GY-271  HMC5883L,  LCD 2x16, sensor rotary encoder , driver motor L298N serta pemrograman mobile robot secara keseluruhan. Adapun Mobile Robot yang telah dibuat dapat dilihat pada gambar 4 berikut.

## 3.3 Pengujian Mobile Robot
Pengujian mobile robot yang dilakukan meliputi pengujian koneksi bluetooth , pengujian instruksi aplikasi  Android  dan  pengujian  gerakan  robot.  Pada  pengujian  koneksi  bluetooth  didapatkan  hasil pengujian bluetooth yang digunakan dapat menerima data yang dikirim oleh aplikasi pada Android hingga jarak  12  meter  dengan  baik  pada  ruangan  tanpa  penghalang.  Sedangkan  pengujian  terhadap  aplikasi Android  (MoBro)  didapatkan  hasil  aplikasi  MoBro  yang  dibuat  dapat  menerima  data    berupa  instruksi
suara, namun pada beberapa uji coba yang dilakukan, apabila kata yang diucapkan berupa satuan maka kata tersebut akan dirubah menjadi simbol, misalnya centimeter menjadi cm dan lain sebagainya. Untuk mencegah  terjadinya error maka  hal  ini  diolah  pada  pemrograman  Arduino  Mega2560 agar  setiap  kata maupun  karakter  satuan  yang  dikirim  oleh  aplikasi  dapat  dieksekusi  oleh mobile  robot .  Adapun  hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Aplikasi MoBro
Pengujian pergerakan robot dilakukan dengan memberikan instruksi yang diberikan pada robot, Pergerakan  robot  ini  mencakup  berbagai  arah  gerakan.  Gambar  dari  arah  pergerakan  yang  dapat dilakukan mobile robot ditunjukkan pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Pergerakan yang Dilakukan Mobile Robot
Perhitungan  persentase error pada  pergerakan mobile  robot dilakukan  menggunakan persamaan berikut.
%  = − 100%
Hasil pengujian pergerakan maju ditunjukkan pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2 Hasil Pengujian Gerakan Maju Data Percobaan Maju Jarak (cm) Pengukuran (cm) Error (%) Waktu Respon 1 1,1 10% 4 detik 5 5 0% 5 detik 10 10,2 2% 5 detik 20 20,3 1,5% 4 detik 50 50,5 1% 6 detik 75 75,4 0,53% 5 detik 100 100,5 0,5% 6 detik 200 201,2 0,6% 5 detik 300 300,2 0,07% 4 detik Instruksi Data Voice Command maju maju mundur mundur putar kiri putar kiri putar kanan putar kanan meter m centimeter cm 1 meter 1 meter 1 centimeter 1 cm derajat derajat 180 derajat 180°
Mobile Robot Dengan Pengontrolan Perintah Suara Berbasis Android (Eko Sulistyo)
500 503,5 0,7% 5 detik
Hasil pengujian pergerakan putar kanan ditunjukkan pada Tabel 3 berikut.
Tabel 3 Hasil Pengujian Gerakan Putar Kanan Data Percobaan Putar Kanan Sudut (derajat) Pengukuran (derajat) Error (%) Waktu Respon 10 9 10% 5 detik 30 30 0% 6 detik 60 59 1,67% 5 detik 90 88 2,22% 5 detik 120 118 1,67% 5 detik 150 146 2,67% 4 detik 180 176 2,22% 6 detik 210 208 0,95% 6 detik 240 238 0,83% 6 detik 270 270 0% 6 detik 300 299 0,33% 5 detik 330 330 0% 5 detik 360 360 0% 6 detik
Berdasarkan  pengujian  yang  dilakukan  didapatkan  bahwa mobile  robot dapat  bergerak  sesuai dengan  instruksi  perintah  suara  yang  diberikan  dengan  baik  antara  lain  perintah  maju,  mundur,  putar kiri  dan putar  kanan  hanya untuk  satu pergerakan  saja.  Pada hasil pengujian  yang  dilakukan diperoleh waktu  respon  yang  diperlukan  dari  selesai  pemberian  instruksi  perintah  suara  pada  Android  hingga mobile  robot bergerak  adalah  4-7  detik.  Hal  ini  dikarenakan  pada  aplikasi voice  command terdapat proses perekaman perintah suara dan penerjemahan instruksi suara sehingga memerlukan waktu dalam pengolahan data perintah  suara  tersebut hingga dikirim  ke Mikrokontroler robot  dan juga dipengaruhi oleh  noise  atau  suara  lain  yang  tidak  diinginkan.  Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  dilakukan  untuk setiap  pergerakan  yang  dapat  dilakukan mobile  robot antara  lain  pergerakan  maju,  mundur,  putar  kiri dan putar kanan, diperoleh nilai rata-rata persentase error sebagai berikut.
% = 1,69% + 1,76% + 1,02% + 1,73% 4 = 1,55%
4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan yaitu:
1. Aplikasi mobile  robot yang  dibuat  pada  Android  dapat  menerima  data  instruksi voice  command yang  diucapkan  oleh user serta  dapat  mengontrol  pergerakan  pada mobile  robot menggunakan komunikasi bluetooth dengan rentang jarak maksimal 12 meter.
2. Mobile  robot dapat  melakukan  pergerakan  maju,  mundur,  putar  kiri  serta  putar  kanan  sesuai instruksi voice  command menggunakan  sensor rotary  encoder dan  Kompas  GY-271  HMC5883L dengan error pergerakan rata-rata sebesar 1,55% dan waktu respon 4-7 detik

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Jusuf Dwi Kariyanto, Ali Husein Alasiry, Fernando Ardila, dan Nofria Hanafi, “ Navigasi Mobile Robot Berbasis  Trajektori  dan  Odometry  dengan  Pemulihan  Jalur  Secara  Otomatis ”,  Teknik  Elektronika- Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, 2014.
[2]  Setiawan, Evan Taruna, “ Pengendalian Lampu Rumah Berbasis Mikrontroler Arduino Menggunakan Smartphone Android ”, Teknik Informatika-STMIK Atma Luhur Pangkalpinang, 2014.
[3] Ardi,  Jatra  Kurnia, “Implementasi  Sistem  Voice  Recognition  Pada  Robot  Pemindah  Objek  Sebagai Sistem Navigasi” , Teknik Elektro Fakultas Teknik-Universitas Brawijaya, 2014.
[4]  Rahmad,  Iwan  Fitrianto  dan  Vidi  Agung  Fragastia,  “ Perancangan  Navigasi  Robot  Berbasis  Suara Menggunakan Android” , Teknik Informatika Komputer-STMIK Potensi Utama, 2014.
[5] Ermansyah, Septian Dwi. “Implementasi Sistem Voice Recognition dan Rotary Encoder pada Mobile Robot Sebagai Sistem Navigasi dan Perhitungan Posisis Robot”, Teknik Elektro Fakultas Teknik-Universitas Jember, 2016.