## IMPLEMENTASI ROBOT AVOIDER DALAM ROBOT LINE FOLLOWER BERBASIS ROBOT EDUKASI ATMEGA32

## Ikhsan
Dosen AMIK Jayanusa Padang. Jl Damar, No 69 E. Padang E-mail : sokjadipahlawan@ymail.com

## Abstrak
Teknologi  robotik  sudah  mulai  menjamur  di  negara-negara  maju,  berkat  perkembangan  dari  teknologi komputer  yang  terus  mengalami  kemajuan  dengan  sangat  pesat,  sehingga  tak  ayal  lagi,  teknologi  robotik juga  ikut  berkembang.  Bahkan  yang  dahulunya  robot  ini  dimanfaatkan  hanya  dibidang  industri  saja, sekarang  sudah  mulai  dikembangkan  untuk  bidang  rumahan,  khususnya  robot-robot  yang  dapat  bergerak bebas (mobile). Aplikasi-aplikasi robot ini dapat memanfaatkan Robot Avoider (halang rintang) dan Robot Line Follower (pengikut garis). Masing-masing model robot ini dimanfaatkan dalam satu penyelesaian kasus tertentu.  Robot  Line  Follower  dengan  mengimplementasikan  Robot  Avoider  merupakan  kombinasi  yang mumpuni untuk mendukung kinerja dari line follower, tujuannya untuk mengantisipasi terjadinya hambatan dari  jalur  line  follower  yang  dipakai,  sehingga  robot  dapat  menghindari  rintangan  yang  ada  di  jalurnya untuk  mencari  jalur  berikutnya  (line).  Alhasil  dengan  demikian,  kerja  line  follower  tidak  berhenti  jika  ada halangan yang terdapat dijalurnya.
Kata kunci : robot, avoider, line follower, ATmega32

## Abstract
Robotic  technology  has    just  begun    in  the  developed  countries  because  of    the  development  of  computer technology  which  keep  progress  very  rapidly,  so  that  no  doubt  that  robotic  technology  developed  as  well. Even the former robot is utilized in the field of industry only but  it beginning to be developed for the field of housing,  particularly  for  mobile  robots  .  These  Applications  can  use  Avoider  Robot  (hurdles)  and  Line Follower  Robot  (liners).  Each  model  of  the  robot  is  utilized  in  the  completion  of  a  particular  case.    a combination  of Line Follower Robot and Avoider Robot  Are the best qualified to support the performance of the line follower, in order to anticipate the obstacles from the used path of the  line follower, so that the robot can avoid obstacles in its path to search for the next track (line). As a result the performance of line follower will not stop eventhough there is an obstacle on track.
Keywords : a voider robot, line follower robot, ATmega32

## 1.   Pendahuluan

## 1.1.  Latar Belakang Masalah
Gambaran  sederhana  misalkan  dalam mengaplikasikan  robot  line  follower  untuk robot pengantar makanan di restoran, cafe, dan sebagainya.  Cara  kerjanya,  si  pemesan  bisa memesan makanan yang dilayani oleh si robot, dimana  robot  berjalan  berdasarkan  jalur  yang sudah  dibuat.  Sewaktu-waktu  jalur  bisa  saja terhalang  oleh  benda  seperti  meja,  bangku, sapu,  dll.  Sehingga  robot  tidak  bisa  melewati jalur  yang  terhalang  tersebut.  Solusinya  bisa saja  menanamkan  model  kecerdasan  dalam robot  dengan  memanfaatkan  model Artificial Intelegency .
Hal  lain  penghambat  model Artificial Intelegency adalah  proses  pemilihan  metode yang cocok, sehingga  membutuhkan penelitian yang  lama  di  dalam  prosesnya.  Dengan
memanfaatkan  salah  satu  cara  dari  robot avoider, bisa saja nanti setelah robot mendeteksi  adanya  penghalang  di  jalurnya, robot  akan  segera  mengambil  keputusan  untuk menghindari rintangan tersebut sembari kembali  mencari  jalur  lintasnya.  Dengan masalah  seperti  ini  penulis  tertarik  mencoba untuk  menggabungkan  dua  fungsi  robot  ini dalam  bentuk  satu  aplikasi  robot  berbentuk robot avoider line follower.

## 1.2.  Metodologi Penelitian
Dalam  membangun  penelitian  ini,  penulis menentukan  tahapan-tahapan  apa  saja  yang harus dilalui agar nantinya proses penelitian ini bisa  berjalan  seperti  yang  diharapkan,  yang penulis  rangkum  dalam  metodologi  penelitian pada Gambar 1.

## Gambar 1. Metodologi Penelitian
Dari  Gambar  1  dapat  diketahui  alur  kerja proses penelitian ini dari awal mengidentifikasi masalah yang terjadi, dari masalah yang ada di analisa,  sehingga  tahu  tujuan  apa  yang  hendak dicapai,  setelah  itu  mulai  dipelajari  literatur- literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan  yang  akan  diselesaikan,  baru tahap  selanjutnya  adalah  mulai  melakukan perancangan  dan  pembuatan  alat,  sampai  alat yang  dibangun  di  uji,  apakah  sesuai  dengan keinginan atau tidak.

## 1.3.  Tujuan Penelitian
Merancang  dan  membuat  sepaket  Robot dengan  dua  fungsi,  yakni  line  follower  dan avoider  dengan  memanfaatkan  Robot  Edukasi Atmega32.
2. Landasan Teori
2.1.  Robot
Menurut  Kamus  Besar  Bahasa  Indonesia (KBBI),  Robot  berarti  alat  berupa  orang- orangan  dan  sebagainya  yang  dapat  bergerak (berbuat  seperti  manusia)  yang  dikendalikan oleh mesin.
Istilah  Robot  berasal  dari  bahasa  Czech, Robota, yang berarti bekerja (widodo budiharto, 2010)
Apabila  kita  mendengar  kata  robot,
perhatian  kita  pasti  tertuju  pada  sebuah  mesin berbentuk manusia lengkap dengan lengan dan kaki  seperti  yang  biasa  digambarkan  dalam film-film fiksi. Namun, dalam aplikasi sebenarnya robot tidaklah terpaku  pada bentuk tersebut (Andi Nalwan, 2012)

## 2.1.1. Desain Robot
Menurut  Djoko  Purwanto  dan  widodo budiharto  (2012),  Robot  didesain  dan  dibuat sesuai  dengan  kebutuhan  pengguna,  hingga
saat  ini,  secara  umum  robot  dapat  dibagi menjadi :
a. Robot
manipulator, umumnya menggunakan mekanik berbentuk tangan Gambar 2. Robot Manipulator
b. Robot  beroda,  robot  yang  menggunakan roda untuk bergerak
Gambar 3. Robot Beroda
c. Robot berkaki/ humanoid , robot
menggunakan  mekanik  berbentuk  kaki dengan kemampuan seperti manusia.

## Gambar 4. Robot Humanoid
d. Robot  areal,  robot  ini  biasanya  bekerja  di udara

## Gambar 5. Robot Areal
e. Robot  kapal  selam  ( submarine ), robot  yang bergerak di dalam air.
Mengidentifikasikan Masalah Menganalisa Masalah Menentukan Tujuan Penelitian Perancangan Alat Mempelajari  Literatur Pengujian Alat

## Gambar 6. Robot Submarine

## 2.1.2. Robot Avoider
Robot  penghindar  halangan  (Avoider) termasuk  jenis  robot  otomatis  seperti  penjejak garis dimana robot bergerak bukan berdasarkan perintah  operator,  melainkan  dari  kondisi- kondisi  sensor  yang  ada  pada  saat  itu.  Robot pendeteksi halangan ini akan bergerak menghindari  halangan  yang  ada  di  depannya (Andi Nalwan, 2012).

## 2.1.3. Robot Line Follower
Robot  line  follower  adalah  salah  satu robot yang pada prinsip kerjanya
memanfaatkan perbedaan warna antara background dan  garis  (jalur).  Dari  hasil perbedaan  warna  pada  keseluruhan  sensornya tersebut dirubah menjadi suatu nilai-nilai  yang merepresentasikan  rangkaian  logika  biner. Rangkaian logika biner ini nantinya yang akan digunakan sebagai parameter dalam menentukan pergerakan dari robot (Y Prabowo, 2013).

## 2.1.4. Robot Edukasi
Robot  Edukasi  adalah  robot  yang dimanfaatkan untuk proses pembelajaran robot. Mulai  dari  fungsi  dasar  sampai  ke  hal  yang terinci sekalipun.
Dalam penelitian ini, penulis memanfaatkan robot edukasi hasil pengembangan next system . Robot ini merupakan  robot mobile (beroda)  yang  dapat digunakan  untuk  mempelajari  dasar-dasar robotika (Cristianto Tjahyadi, 2014).

## 2.2.  Mikrokontroler ATMega 32
Mikrokontroler  adalah  suatu chip cerdas yang  dapat  digunakan  sebagai  pengontrol utama  sistem  elektronika,  misalnya  sistem pengukur  suhu  digital  (thermometer  digital), sistem  keamanan  rumah,  sistem  kendali  mesin industri, robot penjinak bom, dan lain-lain. Hal ini  dikarenakan  di  dalam chip tersebut  sudah ada  unit  pemroses,  memori  ROM  ( Read  Only Memory ),  RAM  ( Random  Access  Memory ),
I/O, dan fasilitas pendukung lainnya. Beberapa mikrokontroler  yang  sering  digunakan  : ( Datasheet Atmel )

## Gambar 7. Konfigurasi Pin Atmega32
Chip  ini  menggunakan  kemasan  PDIP, untuk  kemasan  yang  lain  (TQPF,  QFN/MLF) tidak  jauh  berbeda,  untuk  lebih  jelas,  silakan merujuk datasheet (Ardi Winoto, 2010) .

## 2.3.  Pemrograman Robot
Cerdas  atau  tidaknya  sebuah  robot, terletak  pada  pemrograman  yang  tertanam dalam chip- nya, untuk penggunakan mikrokontroler  versi  AVR,  banyak  sekali bahasa  pemrograman  yang  bisa  dimanfaatkan. Mulai  dari  bahasa  tingkat  rendah  ( Low  Level Language )  sampai  ke  bahasa  tingkat  tinggi ( Veri High Level Language ).
2.3.1. NS. One NS.One merupakan software hasil porting dari  solusi open  source Arduino ( www.arduino.cc ) yang
pengembangan dilakukan  oleh  tim  riset  NEXT  SYSTEM Robotics Learning Center Bandung.
Tujuan  dari porting ini  adalah  untuk memberikan dukungan terhadap opsi mikrokontroller  AVR  yang  lebih  murah  dan mudah didapat di pasaran local.
Gambar 9. Software NS One
Arduino  menggunakan  referensi  AVR tipe Atmega328 dan Atmega2560 (dan tipe lain sebagaimana  yang  disebutkan  dalam website mereka),  sementara  NS.One  menggunakan referensi  AVR  tipe  Atmega8535,  Atmega16, dan Atmega32.
Di  sisi software ,  beberapa  bagian  yang kerap  menjadi  kendala  dalam  pemrograman dengan bahasa C/C++, disederhanakan sedemikian,  sehingga  cukup  ramah  bagi pengguna, terlebih bagi pengguna pemula.

## Gambar 10. C Compiler untuk AVR

## 2.4.  Sensor
Sensor  adalah  alat  untuk  mendeteksi  / mengukur  suatu  besaran  fisis  berupa  variasi mekanis,  magnetis,  panas,  sinar  dan  kimia
dengan  diubah  menjadi  tegangan  dan  arus listrik.

## 2.4.1. Sensor Garis
Sensor garis dimanfaatkan untuk membaca  garis  ataupun  jalur  dari  robot, sehingga  robot  seolah-olah  berjalan  mengikuti garis yang dimaksud.
Sensor  garis  ini  sebenarnya  adalah sensor  cahaya,  gabungan  antara  infra  merah dan  photodioda.  Photodioda  akan  menangkap cahaya  pantulan  dari  infra  merah,  berdasarkan warna  yang  ada.  Di  sini,  photodiode  akan membedakan cahaya terang, dan gelap. Seperti tampak pada Gambar 11 berikut.

## Gambar 11. Pantulan Cahaya Sensor Garis

## 2.4.1. Sensor Ultrasonic
Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan  spesifikasi  frekuensi  diatas  frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Pada umumnya sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian  pemancar  ultrasonik  yang  disebut transmitter (Tx)  dan  rangkaian  penerima ultrasonik  yang  disebut receiver (Rx).  Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik.  Ketika  sinyal mengenai  benda  penghalang,  maka  sinyal  ini dipantulkan,  dan  diterima  oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler  untuk  selanjutnya  diolah  untuk menghitung  jarak  terhadap  benda  di  depannya (bidang pantul). Sensor UltraSonic and Infrared Ranger  (USIRR)  DT-SENSE  adalah  modul sensor pengukur jarak dengan media gelombang  ultrasonik  dan  dapat  dihubungkan dengan  maksimum  2  buah  infrared  ranger (Sharp GP2D12) (Novi Albe Rikmana, dkk).

## 2.5.  Motor DC
Motor  DC  adalah  motor  yang  ditenagai sumber arus DC. Sehingga dibutuhkan rangkaian  penyearah  untuk  mengubah  arus sinusoidal  (AC)  menjadi  arus  linier  (DC)  jika sumber  arus  kita  adalah  arus  AC. (Billal Maydika Aslam, 2013).

## Gambar 13. Skematik Motor DC

## 2.6.  Catu Daya
Catu  daya  merupakan  bagian  yang  sangat penting,  karena  tanpa  adanya  catu  daya  semua rangkaian tidak akan bekerja. Suplai daya atau tegangan  catu  suatu  rangkaian  elektronik  yang berubah-ubah  besarnya  dapat  menimbulkan pengaruh  yang  bersifat  merusak  fungsi  kerja rangkaian  elektronik  yang  dicatunya.  Oleh sebab  itu,  jika  dari  suatu  rangkaian  elektronik yang  diharapkan  memiliki  unjuk  kerja  yang prima  dan  tahan  lama,  maka  salah  satu syaratnya adalah menggunakan catu daya yang stabil  serta  mampu  menekan  kerut  atau ripple semaksimal  mungkin (Sugiri  &  Supriyadi, 2006).

## 3. Rancang Bangun Sistem 3.1.  Perancangan Secara Umum
Untuk  memudahkan  dalam  perancangan sistem robot ini, maka dibuat gambaran tentang kerja  sistem  dalam  bentuk  blok  diagram.  Blok diagram  merupakan  gambaran  singkat  dari perancangan suatu alat, dari blok diagram dapat diketahui  cara  kerja  rangkaian  keseluruhan, sehingga  keseluruhan  blok  diagram  akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan dan dapat berkerja sesuai perancangan alat.

## Gambar 14. Blok Diagram Sistem
3.1.1. Perancangan Hardware 3.1.1.1. Rangkaian Sensor Garis
Pada  rangkaian  dari  sistem  robot  ini sensor  garis  dihubungkan  ke  Mikrokontroller ATmega32.

## Gambar 15. Rangkaian Sensor Garis
Dimana dalam rangkaian ini, digunakan tiga susunan infrared dan photodioda  yang  disusun  seperti  tampak  pada Gambar  15.  Ada  tiga  jenis  sensor  masing- masing  diberi  tanda  untuk  RIGH,  LEFT,  dan CENTER. Ketiga masukan dari sensor tersebut dihubungkan ke port A, misal A0, A1, dan A2. Sedangkan pin berikutnya dihubungkan ke +5V dan ground .

## 3.1.1.2.  Rangkaian Sensor Ultrasonik
Rangkaian  Sensor  Ultrasonik  tinggal menghubungkan  pin  ke board robot  edukasi. Ultrasonic  sendiri  memiliki  4  pin  :  VCC, Trigger, Echo dan GND. Pin Trigger diberikan pulsa  minimal  10  uS  untuk  memerintahkan sensor untuk mulai mengukur. Hasil pengukuran,  dalam  bentuk  pulsa,  dilaporkan melalui pin Echo, dengan formula:
jarak (cm) = lebar pulsa (uS)/58 …………..  (1)

## Gambar 16. Rangkaian Sensor Ultrasonik

## 3.1.1.3. Rangkaian Board Controller Robot
Robot  Controller  Board  adalah  semua struktur  yang  sudah  disusun,  mulai  dari rangkaian catu daya, rangkaian mikrokontroler, sensor,  dan  pin  yang  bisa  dihubungkan langsung  dengan  komponen  lain  seperti downloader, sensor, dan lain-lain.

## Gambar 17. Rangkaian Board Controller Robot

## 3.1.1.4. Rangkaian Motor
Pada  skema  rangkaian  motor  DC  dan driver motornya akan dijelaskan hubungan port mikrokontroler  dengan driver motor  L293D dan motor DC, yaitu PortC .0 terhubung dengan port IN1, PortC .1  terhubung  dengan port IN2, PortC .4  dengan  terhubung  dengan  IN3  dan PortC .5  terhubung  dengan port IN4. Port tersebut  merupakan  yang  terhubung  antara mikrokontroler  dengan driver motor  L293D dan untuk pada port OUT1, OUT2, OUT3 dan OUT4  yang  ada  pada driver motor  terhubung ke 2 buah motor DC, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 18.
4. Pengujian dan Hasil 4.1.  Cara Kerja Sistem Dimulai dengan pengaktifan tombol
sebagai on/off daya robot. Pada saat tombol on , maka semua komponen mulai aktif, mikrokontroler  akan  membaca input dan mengeluarkan output dalam bentuk motor.
Robot  akan  mendeteksi  garis  jalan,  dan akan  mencari  garis  yang  dimaksud.  Garis ketemu akan diikuti kemanapun jalur dari garis yang dibuat, yakni dengan membedakan antara nilai terang dan gelap (hitam dan putih).
Selain  terus  membaca  garis,  ultrasonik juga  harus  selalu  tetap  mendeteksi  apakah  di jalur jalannya ada halangan atau hambatan, jika nanti  ketemu  halangan  di  jalurnya,  robot  akan berusaha  keluar  jalur  untuk  menghindari halangan  tersebut,  sembari  kembali  mencari jalan berikutnya.
4.2.  Pengujian Sensor 4.2.1. Pengujian Sensor Garis Pengujian ini dilakukan untuk
memastikan  apakah  modul  rangkaian  sensor cahaya yang dimanfaatkan sebagai sensor garis dapat  bekerja  sebagai  mana  mestinya  dengan ketentuan seperti Gambar 19.
Gambar 19. Proses Output dari sensor

## Tabel 1. Hasil Sensor Garis
Deteksi Sensor Output Center Motor kiri dan Kanan putar penuh Left Motor kanan putar penuh, motor kiri diam Right Motor kiri putar penuh, motor kanan diam Left & Center Motor kanan putar 50%, motor kiri diam Right & Center Motor kiri putar 50%, motor kanan diam

## 4.2.2. Pengujian Sensor Ultrasonik
Proses  pengujian  awal  ultrasonik  adalah untuk melihat sejauh mana kepekaan ultrasonik dalam  proses  membaca  jarak,  penulis  menguji dengan membuat robot berjalan normal (motor kiri  kanan  putar  penuh),  dan  meletakkan halangan  di  depannya,  hasil  pengujiannya ditampilkan dalam Tabel 2.

## Tabel 2.  Hasil Sensor Ultrasonik
Deteksi Sensor (Jarak) Kondisi Pergerakan Robot 10 cm Jalan 8 cm Jalan 5 cm Jalan 3 cm Berhenti 2 cm Berhenti
Dari  Tabel  2,  dapat  diketahui  dalam proses  penempatan  benda,  dan  penulisan  jarak pada  modul  program  sesuai  dengan  yang diharapkan.

## 4.3.  Pengujian Robot Secara Keseluruhan
Proses  pengujian  secara  keseluruhan dengan  menjalankan  robot  edukasi  pada  jalur yang sudah ditentukan.

## Gambar 20. Robot mengikuti jalur
Setelah  melihat  dan  mengamati  Robot edukasi yang berjalan sesuai dengan jalur (line warna hitam) yang sudah ditentukan, selanjutnya  menguji  apakah  ketika  diletakkan benda  yang  menghalangi  jalur,  robot  dapat menghindari halangan tersebut.
Gambar 21. Robot mendeteksi benda yang ada pada jalurnya
Dari  hasil  tersebut,  ternyata  robot  mampu menganalisa jika ada halangan yang menghalangi  jalan  robot,  sehingga  robot otomatis  akan  menghindari  halangan  tersebut. Terakhir  pengujian  dari  robot,  apakah  bisa kembali  menemukan  jalurnya  dan  kembali mengikuti jalur yang sudah ditetapkan tersebut.

## Gambar 22. Robot menghindari halangan dan mencari jalur berikutnya
Gambar 23. Robot kembali mengikuti jalurnya

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  analisa  dan  hasil  pengujian terhadap  robot  ini,  serta  berpedoman  pada buku-buku  yang  berhubungan  dengan  robot, maka  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut :
1. Rangkaian driver motor  L293D  mampu melakukan  kerja  dalam  proses  pengaktifan motor  robot  dalam  fungsi  maju,  mundur, belok kiri, dan belok kanan.
2. Sensor garis (sensor cahaya yang dipantulkan)  dapat  mendeteksi  warna berupa  terang  dan  gelap,  sehingga  dapat diimplementasikan  untuk  Robot  Line
Follower
3. Ultra sonik dapat dipakai untuk mendeteksi benda yang ada di depannya, sehingga bisa
dipakai untuk Robot Avoider
4. Robot  avoider  dapat  diimplementasikan dalam robot line follower

## Daftar Pustaka
Budiharto,  Widodo.  2010.  “ robotika  teori  + implementasi”. Yogyakarta  :    Andi Offset. Maydika  Aslam,  Billal.  2013. "Teori  Dasar Dan  Prinsip  Motor  DC". Jurnal Elektronika Dasar. Nalwan,  Andi.  2012 “teknik  rancang  bangun Robot”. Yogyakarta :  Andi Offset. Rikmana, Novi Albe. Dkk. “Perancangan dan Aplikasi  Logic  Solver  Untuk  Pengisian dan  Pembuangan  Limbah  Substrat pada  Portable  Bio  Digester” Teknik Fisika FTI ITS Surabaya. Tjahyadi,  Christianto.  2014. “Pemrograman Mikrokontroller dan Aplikasi Robotik”
Bandung  :  Next  System  Robotics
Learning Center. http://edukasi.nextsys.web.id Prabowo,  Y.  2013. “Aplikasi  PID  pada  Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroller  AT-8535”. Arsitron Vol 4, No 1
Winoto,  Ardi.  2010. “Mikrokontroller  AVR
ATmega8/32/16/8535
dan
Pemrogramannya  dengan  Bahasa  C pada WinAVR”. Bandung : Informatika http://www.arduino.cc