## RANCANG BANGUN ROBOT PENGENDALI KURSI RODA MENGGUNAKAN SUARA
Yudhi Gunardi, Teguh Kartiko Wibowo Program Studi Teknik Elekto, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kembanga, Jakarta 11650 E-mail: yudhi.gunardi@mercubuana.ac.id, teguhkw@mercubuana.ac.id
Abstrak --  Teknologi  modern  dewasa  ini  khususnya  dalam  dunia  teknologi  robot  mengalami perkembangan yang sangat pesat. Banyak Negara maju berlomba-lomba untuk membuat robot yang semakin  canggih.  Begitu  pula  di  Indonesia  yang  mulai  mengembangkan  teknologi  robot.  Salah  satu pemanfaatan  teknologi  robot  yang  dikembangkan  adalah  pengontrollan  robot  menggunakan  suara manusia  sebagai  alat  bantu  jalan  bagi  penderita  tuna  daksa.  Perancangan  alat  ini  menggunakan Arduino sebagai main boardminimum system, open source bahasa C++ pemrograman arduino, easy voice  recognition  sebagai  sensor  perekam  suara  dan  driver  motor  sebagai  pengendali  motor  DC. Easy  voice  recognition  dan  spectrum  analyzer  sebagai  pencatat  frekuensi  ideal  yang  menjadi  acuan keberhasilan  perekaman  oleh  easyVR.  Pada  pengujian  alat  bantu  jalan  didapat  bahwa  proses pengenalan  kata  disederhanakan  menjadi  “ma”  (maju),  “kan”  (putar  kanan),  “kir”  (putar  kiri),  “op” (berhenti), “back” (mundur) dari 5 tipe masukan perintah untuk menghindari adanya disindentification oleh  easyVR.  Dengan  ruang  kerja  yang  ideal  bagi  alat  ini  adalah  di  ruang  tanpa  derau  atau  tenang dengan  presentasi  86%,  sedangkan  pada  ruangan  berderau  presentasi  46%.  Faktor  pengucapan perintah menjadi faktor utama keberhasilan alat selain faktor lingkungan.
Kata kunci : easyVR, Arduino, frekuensi, sensor
Abstract --  Today's  modern  technology,  especially  in  the  world  of  robot  technology  has  developed very  rapidly.  Many  developed  countries  are  competing  to  create  increasingly  sophisticated  robots. Similarly,  in  Indonesia  that  began  to  develop  robotic  technology.  One  of  robotic  technology  being developed is a controlled robot uses the human voice as a walker aid for disabled people. The design use  the  Arduino  as  the  main  minimum  board  system,  open  source  programming  language  C  ++, arduino,  easy  voice  recognition  as  a  voice  recorder  sensor  and  the  motor  driver  as  a  DC  motor controllers.  Easy  voice  recognition  and  a  spectrum  analyzer  as  an  ideal  frequency  recording  the reference recording success by easyVR. In experiments, a walker aid found that the process of word recognition  simplified  into  "ma"  (forward),  "kan"  (turn  right),  "kir"  (turn  left),  "op"  (stop),  "back" (backward) of 5 types of command  input to avoid  misidentification  by easyVR.  With an ideal  working space  for  this  tool  is  in  a  quiet  room  with  no  noise  or  presentation  86%,  whereas  in  the  noisy  room presentation  46%.  The  pronunciation  of  the  command  becomes  the  main  factor  of  success  tools  in addition to environmental factors.
Kata kunci : easyVR, Arduino, frequency, sensor

## 1. PENDAHULUAN
Teknologi  modern  dewasa  ini  khususnya dalam dunia teknologi robot mengalami perkembangan  yang  sangat  pesat.  Banyak Negara  maju  berlomba-lomba  untuk  membuat robot  yang  semakin  canggih,  begitu  pula  di Indonesia yang mulai mengembangkan teknologi robot.  Perkembangan  robot  tidak  hanya  pada kecanggihan  mekaniknya  saja,  melainkan  pada sitem kendalinya yang menggunakan komputerisasi. Pembuatan robot dengan keiistimewaan  khusus  sangat  berkaitan  dengan adanya  kebutuhan  dalam  dunia  industri  modern yang  menuntut  adanya  suatu  alat  dengan kemampuan yang tinggi yang dapat
menyelesaikan perkerjan manusia atau pekerjaan  yang  tidak  dapat  diselesaikan  oleh manusia (Kadir, 2013) (Ogata, 1998).
Sudah banyak beraneka ragam robot yang telah  dibuat,  yaitu:  robot  beroda,  robot  berkaki, robot humanoid ,  robot  terbang,  dan  lain-lain. Robot-robot tersebut juga dibuat dengan berbagai  fungsi,  yaitu:  pendidikan,  kesehatan, rumah tangga, penyelamat, dan industri. Dengan melihat  hal  tersebut,  Robot merupakan  teknologi yang terus berkembang dan merupakan teknologi masa depan.
Salah  satu  jenis  robot  yang  banyak dikembangkan  adalah  robot  yang  dapat  menjadi alat bantu bagi manusia yang memiliki kebutuhan
khusus. Robot jenis ini memberikan bantuan agar manusia  yang  memiliki  kebutuhan  khusus tersebut  dapat  melakukan  kehidupannya  sehari- hari.  Pengendali  kursi  roda  termasuk  jenis  robot yang  dikembangkan dalam rangka  tujuan tersebut.  Beberapa  pengembangan  pengenadli kursi  roda  telah  dilakukan  (Arzak,  20140  dan (Asruleovito, 2014).
Oleh  karena  itu  pada  perancangan  ini dirancang  sebuah  alat  bantu  bagi  tuna  daksa dengan pengendalian secara manual menggunakan voice command (Sung-Won at al., 2013)  yang  dapat  dimanfaatkan  oleh  penderita. Karena  kekurangan  yang  dimiliki,  maka  suara merupakan  salah  satu  upaya  yang  dapat dimanfaatkan  untuk  menggerakan  alat  bantu tersebut.  Dalam  alat  ini  mikrokontroller  ATmega 328  pada  Arduino  diimplementasikan  sebagai main control pada sistem.

## 2. PERANCANGAN SISTEM
2.1.   Komponen Sistem Arduino UNO Arduino  UNO  adalah  sebuah minimum system yang  didasarkan  pada  mikrokontroler ATmega328 yang mempunyai 14 pin digital input atau output yang  terdiri  dari  6  pin  yang  berfungi sebagai  output  PWM,  6  pin input  analog . Dilengkapi  dengan  osilator  kristal  16  MHz, koneksi  USB,  sebuah power  jack sebagai masukan  tegangan,  sebuah ISCP  header, dan tombol  reset  (Kadir,  2013)  (Margoilis,  2011). Gambar  1  menunjukkan  bentuk  fisik  dari board Arduino UNO R3.
Gambar 1. Arduino UNO R3

## Motor Driver L298
Rangkaian driver motor  DC  disebut dengan H-Bridge dikarenakan  konfigurasi  atau sususnan transistornya  seperti membentuk huruf H. Transistor-transistor digunakan sebagai switching sehingga  motor  dapat  berputar  searah
jarum  jam  atau  CW  ( clockwise )  dan  berputar berlawan ara jarum jam, CCW  ( counter clockwise ). Prinsip kerja H-Bridge adalah mengatur  aliran  arus  pada  motor  DC.  Apabila aliran arus dibalik maka motor DC akan berputar ke  arah  sebaliknya.  Pada  perancangan  alat bantu  ini  tipe  motor  DC  yang  digunakan  adalah motor  DC  L298  dengan  keluaran  arus  sebesar 2A  dan  tersedia  dalam motor  shield Arduino. Gambar  2  memperlihatkan  Motor  driver shield L298.
Gambar 2. Motor Driver Shield L298

## Easy Voice Recognition
EasyVR merupakan module voice rocognition  multi  fungsi  yang  dapat  digunakan pada  banyak  aplikasi  pengontrolan.  Sistem  ini membutuhkan  pendeteksian  bukan  hanya  suara melainkan percakapan . Alat ini berfungsi sebagai sensor  dengan  memanfaatkan  perekaman  suara pada EasyVR  Commander .  Bentuk  fisik EasyVR Commander V.2 diperlihatkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Easy Voice Recognition v.2

## 2.2.  Metode Perancangan Perancangan Perangkat Keras
Perancangan  merupakan  tahapan  yang sangat  penting  dalam  membuiat  suatu  program atau  melanjutkan  ke  langkah  selanjunya.  Pada perancangan  menentukan  alat  yang  dirancang dapat berfungsi secara maksimal atau sebaliknya dan mendapatkan hasil  yang maksimal. Diagram blok sistem dapat dilihat pada Gambar 4. Semua komponen  dipasang  sesuai  dengan  rangkaian yang  digunakan,  kemudian  rangkaian  tersebut diuji  menggunakan  multitester  guna  mengetahui keefektifan rangkaian.
Gambar 4. Blok Diagram Perangkat Keras
Pusat  kendali  pada  alat  bantu  ini  terdapat pada  Arduino  UNO  R3  yang  dikoneksikan dengan motor shield yang terhubung dengan pin digital 4, 5, 6, dan 7 sebagai output ke motor DC. Selain motor  shield, arduino  UNO  R3  juga terkoneksi  dengan EasyVR  Recognition di  pin digital  12  dan  13  pada  Arduino board. Sebagai indikator pada pin 7 terpasang sebuah buzzer.
Motor DC dengan Driver Motor L298 adalah driver motor bebasis H-bridge yang  sudah competible dengan  arduino  yang mampu  menangani  beban  hingga  4A  pada tegangan  6V-46V.  Dalam  perancangan  ini, tegangan  yang  digunakan  adalah  sebesar  24 volt.
Dalam chip terdapat  dua  rangkan H- bridge .  Pada motor  shield ini  cara  pemasangan adalah plug  n  play yang  artinya  tinggal memasang  tanpa  harus  membuat  dari  awal  dan hanya  menyambungkan  masing-masing  dua kutub  motor  dan  dengan  memberikan  masukan tegangan sebesar 24 volt.
Gambar 5 memperlihatkan penyambungan arduino dan motordrive L 298.
Gambar 5. Penyambungan arduino + motordrive L 298 + easyVR
EasyVR Module dengan Arduino UNO Alat  bantu  jalan  dengan  pengendaian suara  mengunakan  modul  suara Easy  Voice
Recognition dengan salah satunya dapat mengenali masukan kata bahasa inggris.
Pada Easy  Voice  Recognition terdapat  4 pin  yang  digunakan  dan  dikoneksikan  ke  pin digital Arduinio, yaitu ETX, ERX, VCC, dan GND yang terlihat pada Gambar 5. Pin ERX berfungsi sebagai  penerima  sedangkan  pin  ETX  sebagai pemancar  serial  data  TTL yang  kemudian  diolah oleh Atmega328 pada minimum system Arduino.

## Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak ini menggunakan  bahasa  pemograman  melalui arduino  sebagai minimum  system. CPU,  memori dan I/O yang dirangkai dalam satu mikrokontroler merupakan parameter pendukung dalam perancangan perangkat lunak untuk menjalankan sutau  sistem.  Dalam  menyusun  diagram  alir diusahakn dapat membagi proses yang kompleks menjadi  sub  program  yang  lebih  kecil,  sehingga pencarian kesalahan akan lebih mudah.

## Gambar 6. Flow chart system

## 3. PENGUJIAN DAN ANALISA
Tahap  pengujian  dan  analisa  merupakan tahap  terpenting  dalam  suatu  perancangan. Karena  berhasil  atau  tidak  hasil  dari  suatu perancangan terdapat pada tahap pengujian.

## 3.1.  Pengujian Kerja
Pengujian alat dengan pengendalian suara dilakukan  dalam    kondisi    ideal    pada  ruangan yang tenang tanpa derau dan ruangan berderau. Pengujian  alat  menggunakan  basis  data  yang sebelumnya  sudah  terekam  pada easyVR Commander ,  yaitu  dengan  mengucapkan  kata “ma”(maju), “back”(mundur), “kir”(kiri), “kan”(kanan),  “op”(berhenti). Sample diambil secara  acak  pada  kondisi  ruangan  tenang  tanpa derau  dan  dalam  ruangan  ramai  (berderau). Pada pengujian kinerja sistem, dilakukan dengan cara  menjalankan  sistem  diikuti  pengujian  pada easyVR Commander . Untuk menghitung
presentase  keberhasilan  digunakan  Persamaan (1).
(1)
Hasil  pengujian  diperlihatkan  pada  Tabel  1  dan Tabel 2.
Berdasarkan  data  pada  Tabel  1  dapat diketahui  bahwa  pengoperasian  alat  kurang cocok apabila dilaksanakan di ruangan berderau.
Sedangkan  apabila  dibandingkan  dengan hasil  pengujian  yang  terdapat  pada  Tabel  2 terhadap  Tabel  1  terdapat  perbedaan  yang dipengaruhi  oleh  kondisi  lingkungan.  Namun dalam  pengujian  ini,  kondisi  lingkungan  tidak hanya  menjadi  faktor  keberhasilan  alat  bekerja secara  maksimal.  Pengucapan  kata  ketika pengujian sangat berpengaruh pada keberhasilan proses pengenalan.

## Tabel 1. Pengujian Ruangan Berderau
Input Perintah Pengujian ke- Total %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ma (maju) 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 4 40 Kan (kanan) 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 4 40 Kir (kiri) 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 7 70 Op (berhenti) 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 6 60 Back (mundur) 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 20 Rata-rata 60

## Tabel 2. Pengujian Ruangan Tanpa Derau
Input Perintah Pengujian ke- Total %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ma (maju) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 100 Kan (kanan) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 100 Kir (kiri) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 100 Op (berhenti) 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 70
Back (mundur) 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 6 60 Rata-rata 86

## 3.2.  Pengujian Frekuensi Ideal
Pada program diatur sebelum user melakukan  pemanggilan  inisial  “mas”  melalui suara  akan  muncul  pada  serial  monitor  “mulai perintah”.  Setelah  pemanggilan  inisial  selesai, tampilan berikutnya yang muncul adalah perintah yang diperintahkan dari salah satu perintah pada tipe
perintah 5, antara lain: “ma”,”back”,”kan”,”kir”,”op”.
Batas waktu pemanggilan adalah 5 detik, apabila batas waktu habis,  pada  serial  monitor  tertera  kalimat  ”waktu habis”  dan  apabila  masukan  perintah  yang diberikan salah, maka akan tertera “error”.
Setelah  mendapatkan  hasil  pegnujian perintah  melalui EasyVR  Commander. Perlu adanya  pengujian  frekuensi  kerja  pada  setiap perintah  yang  mempunyai  presentase  tertinggi pada  pengujian  sebelumnya.  Pengujian  tersebut meliputi:
 Frekuensi perintah “ma” Pada  perintah  ini  frekuensi  kerja  ideal  adalah 773,11 Hz
 Frekuensi perintah “back” Pada  perintah  ini  frekuensi  kerja  ideal  adalah 562,17 Hz
 Frekuensi perintah “kan” Pada  perintah  ini  frekuensi  kerja  ideal  adalah 913,73 Hz
 Frekuensi perintah “op” Pada  masukan    ini  frekuensi  kerja  ideal adalah 632,48 Hz
 Frekuensi perintah “kir” Pada  perintah  ini  frekuensi  kerja  ideal  adalah 398,11 Hz
 Frekuensi trigger mas
Pada  perintah  ini  frekuensi  kerja  ideal  adalah 632,48 Hz

## 3.3.  Pengujian Sistem Keseluruhan
Pada tahap pengujian sitem dari alat akan bekerja  sesuai  dengan  masukan  perintah  yang diberikan  terhadap  alat  dengan  pendahuluan inisial  “mas”  sebagai trigger atau  pemicu.  Alat diuji coba dengan lima perintah yang tertera pada tabel 4.5, yaitu : “ma” untuk perintah maju, “kan” untuk  perintah  putar  kanan,  “kir”  untuk  perintah putar kiri, “back” untuk perintah mundur, dan “op” untuk perintah berhenti.
Pada  pengujian  perintah  “ma”,  alat bergerak maju  terus  tanpa  henti  sebelum masuk perintah  berikutnya  atau  perintah  “op”  sebagai masukan  perintah  agar  alat  berhenti.  Pemberian masukan  perintah  ‘ma”  harus  diawali  dengna trigger “mas”.

## 4. KESIMPULAN
Setelah melakukan perancangan,
pengamatan dan pengujian alat bantu untuk tuna daksa  mengunakan  pengendalian  suara  ( Easy Voice Recognition ), maka dapat diambil kesimpulan  sebagai  berikut.  Proses  pengenalan kata  disederhanakan  menjadi  “ma”  (maju),  “kan” (putar  kanan),  “kir”  (putar  kiri),  “op”  (berhenti), “back”  (mundur)  dari  5  tipe  masukan  perintah untuk menghindari adanya disindentification oleh easyVR  . Frekuensi  kerja  yang  ideal  untuk perintah  “ma”  (maju)  =  773,11  Hz,    “kan”  (putar kanan) = 913,73 Hz, “kir” (putar kiri) = 398,11 Hz, “op”  (berhenti)  =  632,48  Hz,  “back”  (mundur)  = 562,17Hz.  Tingkat  keberhasilan  pada  kodisi lingkungan  yang  tenang  dengan  rata-rata  86% lebih tinggi dibandingkan dengan kondisi ruangan berderau  dengan  rata-rata  46  %.  Dan  terakhir, faktor pengucapan perintah menjadi faktor utama keberhasilan alat selain faktor lingkungan.

## DAFTAR PUSTAKA
Arzak, M. I., Desain Dan Implementasi
Pengendali  Kursi  Roda  Menggunakan  Sinyal Eeg  Berbasis  Mikrokontroller ,  Tugas  Akhir, Universitas Telkom, 2014. Asruleovito,  R., Kursi  Roda  Dengan  Pengendali Bluetooth  Smartphone  Android  Berbasis Arduino  UNO, Tugas  Akhir,  Universitas Gadjah Mada, 2014 . Kadir,  A. Panduan  Praktis  Mempelajari  Aplikasi
Mikrokontroler
dan Pemogramannya Menggunakan  Arduino, Andi,  Yogyakarta
2013. Margoilis,  M., Arduino  Cookbook , O’Reilly  Media Inc., USA, 2011.
Ogata,  K., Teknik  Kontrol  Automatik  (Sistem Pengaturan), Erlangga, Jakarta 1998. Sung-Won,    J.,  Ki-Won,  S.,  Moon-You,  P.,  and Eon-Uck,  K.,  A  study  on  robust  control  of mobile  robot  by  voice  command, 13th International Conference on Control,
Automation  and  Systems (ICCAS),  2013,  pp.
657 –659.