## RANCANG BANGUN ROBOT OTOMATIS LOY KRATHONG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 128 PADA KASUS KRI 2011

## Samsul Arifin , Andreas Arif Wicaksono
STMIK Asia Malang

## ABSTRAK
Pada saat ini robot berorientasi fungsi banyak digunakan oleh mahasiswa dalam mempelajari dunia robotika.  Mekanik  robot  dibuat  menyesuaikan  obyek  yang  telah  ditetapkan.  Robot  otomatis  satu dirancang  secara  otomatis  untuk  mengikuti  jalur  garis  yang  dibuat.  Agar  tetap  berada  pada  jalur jalan menuju obyek dan mengetahui adanya obyek, robot menggunakan tiga sensor meliputi sensor garis,  rotary  encoder  dan  Limit  switch.  Informasi  dari  ketiga  sensor  nantinya  diproses  Oleh Mikrokontroler  ATmega  128  sebagai  minimum  sistem.  Rangkaian  driver  menjalankan  motor berdasarkan perintah  mikrokontroler, motor  bekerja  mengerakkan tangan mengambil obyek dan menjalankan robot.
Kata kunci : Robot Loy krathong, Mikrokontroler Atmega 128

## ABSTRACT
At  this  point  the  robot-oriented  functions  are  widely  used  by  students  in  studying  the  world  of robotics. Mechanical robots made to adjust the object has been set. Robot Automatic one designed automatically to follow the lines that are created. In order to remain on the path to the object and the presence of an object, the robot uses three sensors cover the sensor line, rotary encoder and Limit  switches.  The  information  from  the  third  sensor  will  be  processed  By  a  microcontroller ATmega 128 as a minimum system. Set of drivers running the motor based on the microcontroller, motor works move the hand picked an object and run the robot. The result of the creation of this final task, namely in the form of automated robot mover and author of an object with precision and accuracy.
Keywords : Robot Loy krathong, Microcontroller Atmega 128
PENDAHULUAN
Penelitian  ini  mengambil  ide  dari kontes robot indonesia yang bertujuan membantu kinerja manusia dalam memindahkan obyek  dan  juga  mengembangkan  system  kerja robot  menjadi  lebih  baik  sejalan  dengan perkembangan teknologi robotika.
Pembuatan  robot  otomatis  satu  yang dapat  memindahkan  obyek  tidaklah  mudah, mengatur  keseimbangan  kecepatan  motor merupakan  salah  satu  kendala  robot  otomatis satu. Perancangan dan pembuatan mekanik robot juga menjadi permasalahan.
Robot  otomatis  satu  menggunakan motor vexta sebagai pendukung kecepatan robot otomatis satu, dan penggunaan motor DC sebagai penggerak tangan robot. Mikrokontroler ATMega 128 berfungsi sebagai sistem kontrol keseluruhan  robot  otomatis  satu,  berdasarkan inputan dari beberapa sensor.
Dari uraian latar belakang diatas maka penulis  mengangkat  judul  “RANCANG  BANGUN
ROBOT OTOMATIS SATU BERBASIS
MIKROKONTROLER  ATMEGA  128  STUDI  KASUS PADA KRI 2011”
Permasalahan  yang  dihadapi  dalam membuat robot otomatis satu adalah bagaimana merancang  mekanik  robot  otomatis  satu  yang disesuaikan  dengan  perangkat  keras  yang  ada pada  robot  otomatis  satu,  sehingga  kecepatan motor dapat berjalan seimbang. Dalam  penulisan  penelitian  penulis hanya  akan  membahas  mengenai  beberapa permasalahan pokok antara lain :
1. Mekanik robot otomatis satu .
2. Penggunaan PWM dalam pengaturan kecepatan motor robot.
3. Penggunaan PID dalam robot otomatis satu.
4. Sistem Kerja Sensor garis robot otomatis satu.
5. Software pemrograman menggunakan bahasa C yang dijalankan pada Codevision AVR.
6. Mikrokontroler  jenis  AVR  8  bit,yaitu  Atmega 128.
Tujuan  dari  Penulisan  penelitian    ini meliputi tujuan umum dan khusus yaitu :
Tujuan Umum dalam tugas akhir ini adalah memberikan  informasi  tentang  pengaplikasian multi  sensor  pada  robot  otomatis  satu,  dimana robot otomatis satu memiliki tiga sensor sebagai inputan.
Tujuan Khusus :
a) Membuat  sistem  robot  yang  dapat mengidentifikasi  Garis  dan  percabangan sehingga didapatkan respon untuk membawa dan menaruh obyek ke tiang.
b) Implementasi  matakuliah  robotika  dan mikrokontroller  yang  diperoleh  selama dibangku perkuliahan.

## KAJIAN TEORI
Teknik Desain Robot berorientasi Fungsi Teknik  desain robot dengan pendekatan praktis  lebih  diminati  mahasiswa  karena cenderung  menambah  semangat  dalam  belajar robotik.  Untuk  yang  pertama  kalinya  mahasiswa dapat  bereksperimen  dengan  bentuk  fisik  robot, segera  mencipta  sistem  perangkat  keras,  dan segera  memfungsikan  robot  dengan  program- program aplikasi yang efektif yang sesuai dengan tujuan.
Gambar 2.1 Sistem Robot dan Orientasi Fungsi
Rangkaian  kontroler  berbasis  Prosesor  atau

## Mikrokontroller
Sistem  robot  yang menggunakan kontroler  berbasis  prosesor  atau  sistem mikrokontroler  dapat  digambarkan  sebagai berikut.
Gambar  2.2 Sistem  Robot  dengan  controller berbasis prosesor.
Secara  umum  deskripsi  kontroler  berbasis prosesor  lengkap  dengan  user  interface  dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.3 Sistem Robot berbasis prosesor dengan user interface

## Piranti Masukan (Input)
Fotodiode
Pada
fotodiode, elektron akan didapatkan  ketika  energi  cahaya  mengenai sambungan P-N. Semakin besar cahaya mengenai sambungan  P-N,  Semakin  besar  arus  balik  pada fotodiode.  Fotodiode  telah  dioptimalkan  untuk sensitif  terhadap  cahaya.  Pada  fotodiode  ini, kemasan  transparan  berguna  untuk  melewatkan cahaya  sehingga  sampai  pada  sambungan  P-N. Sinar  yang  datang  menghasilkan  elektron  bebas dan  lubang  atau hole .  Semakin  kuat  cahaya, semakin  besar  jumlah  pembawa  minoritas  dan semakin besar arus balik. Secara umum, besarnya arus  balik  fotodiode  adalah  sepersepuluhan mikroampere.
Gambar 2.4 menunjukan gambar sambungan  P-N  pada  fotodiode  dan  simbolnya. Anak  panah  menunjukan  cahaya  yang  dating mengenai sambungan P-N.
Gambar  2.4 Sambungan  P-N  dan  symbol fotodiode

## Rotari Encoder
Rotari  enkoder  di  sini  digunakan  untuk mendeteksi  perpindahan  atau  pergerakan putaran roda robot. Setiap pulsa yang dihasilkan oleh  rotari  enkoder  dimasukkan  ke  pin  counter dari  mikrokontroler  yang  berfungsi  mencacah tiap  pulsa  tersebut  menjadi  data  hexadesimal, yang selanjutnya data tersebut dapat diolah oleh mikrokontroler dalam proses kontrol robot. Rotari enkoder prinsipnya menggunakan photo  sensor,  LED  ( Light  Emitting  Diode )  infra merah, disk dan squaring circuit
Gambar 2.5 Rotari Encoder
Limit Switch Switch  digunakan  dengan  hal-hal  yang berhubungan  dengan  jarak,  kepekaan,  deteksi ada  tidaknya  barang,  maupun  kontak  pembatas. Sensor limit  switch disini  dipakai  untuk pengaturan posisi yang diharapkan dari mekanik yang  telah  dirancang.  Bentuk  fisik  dari limit switch dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.6 Limit  Switch
Piranti Keluaran (Output) Motor DC Motor  merupakan  elemen  dasar  sistem pergerakan  sebuah  wahana  bergerak,  karena mampu  merubah  arus  listrik  menjadi  tenaga mekanik  yang  berupa  putaran  rotor.  Penyusun utama  motor  DC  adalah  stator  (kumparan  pada motor DC yang tidak berputar), rotor (kumparan jangkar yang berputar dan komutator).
Gambar 2.7 : Fisik Motor DC dengan Gearbox
Secara  umum  mekanisme  kerja  untuk  motor  DC adalah :
a) Arus listrik dalam medan magnet memberikan gaya
b) Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi  sebuah  loop,  maka  kedua  sisi  loop (sudut kanan medan magnet) mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
c) Pasangan  gaya  menghasilkan  tenaga  putar  / torsi untuk memutar kumparan.
d) Motor  memiliki  beberapa  loop  pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran  yang  lebih  seragam  dan  medan magnetnya dihasilkan oleh kumparan medan.
e) Kecepatan  motor  DC  dapat  diatur  dengan menaik-turunkan  tegangan  pada  kumparan medan  yang  dapat  dilakukan  dengan mengatur duty cycle / Pulse Width Modulation
(PWM)
AVR Mikrokontroler Subbab  ini  memberikan  penjelasan mengenai  mikrokontroler  AVR  ( Alf,  Vegard  and RISC) ATMEGA  128,  yang  memiliki  banyak beberapa kelebihan dan kekurangan dan diambil lembar  datanya  dari  beberapa  buku  terkait. Dalam  subbab  ini  juga  menampilakan  port-port yang ada pada mikrokontroler AVR ATMEGA 128. Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMEGA 128 Berikut  ini  adalah  dua  arsitektur Mikrokontroler AVR ATMEGA 128.
Gambar 2.12 Arsitektur AVR ATMEGA 128
Gambar 2.13 Diagram blok AVR ATMEGA 128
Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMEGA 128
Gambar 2.14 Konfigurasi pin AVR ATMEGA 128
Tabel 2.1 Deskripsi pin ATMEGA128
Pewaktu / Pencacah (Timer atau Counter) ATMEGA128  memiliki 3 modul pewaktu
( timer ) yang terdiri dari 1) 2 buah pewaktu/pencacah 8-bit dan 2) 1 buah pewaktu/pencacah 16-bit. Ketiga  modul  pewaktu/pencacah  ini dapat  diatur  dalam  mode  yang  berbeda  secara individu  dan  tidak  saling  mempengaruhi  satu sama  lain.  Selain  itu,  semua  pewaktu/pencacah juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing  pewaktu/pencacah  ini  memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Meskipun demikian, ada 2 buah register yang digunakan secara bersama- sama,  yaitu  register  TIMSK  ( Timer/  Counter Interrupt Mask Register ) dan register TIFR ( Timer / Counter Interrupt Flag Register ).
PWM (Pulse Width Modulation) Pengaturan  lebar  pulsa  modulasi  atau PWM merupakan salah satu teknik yang “a mpuh ” yang  digunakan  dalam  sistem  kendali  ( control system )  saat  ini.  Pengaturan  lebar  modulasi dipergunakan  di  berbagai  bidang  yang  sangat luas, salah satu diantaranya adalah: speed control (kendali kecepatan), power control (kendali sistem tenaga),  measurement  and  communication (pengukuran atau instrumentasi
dan telekomunikasi) .
Modulasi lebar pulas (PWM) dicapai atau diperoleh  dengan  bantuan  sebuah  gelombang kotak  yang  mana  siklus  kerja  ( duty  cycle )
gelombang dapat diubah-ubah untuk mendapatkan  sebuah  tegangan  keluaran  yang bervariasi  yang  merupakan  nilai  rata-rata  dari gelombang tersebut. PWM pada dasarnya adalah menyalakan  (ON)  dan  mematikan  (OFF)  motor DC  dengan  cepat.  Kuncinya  adalah  megatur berapa  lama  waktu  ON  dan  OFF.  (Riyanto  Sigit, 2007:57) Gambar 2.29 Gelombang kotak (pulsa) T on adalah  waktu  dimana  tegangan  keluaran berada pada posisi tinggi (baca: high atau 1 ) dan, T off adalah  waktu  dimana  tegangan  keluaran berada pada posisi rendah (baca: low atau 0 ). Anggap T total adalah  waktu  satu  siklus  atau penjumlahan  antara T on dengan T off ,  biasa dikenal dengan istilah “periode satu gelombang”.
Tegangan keluaran dapat bervariasi dengan duty- cycle dan dapat dirumusan sebagai berikut,
sehingga : No.PIN Keterangan 1 PEN - Ground 2-9 PE0 - PE7 - Port E 10-17 PB0 - PB7 - Port B 18 TOSC2/PG3 19 TOSC1/PG4 20 RESET - Reset 21 VCC - Positive Power Supply 22 GND - Ground 23 XTAL2 - Crystal 24 XTAL1 - Crystal 25-32 PD0 - PD7 - Port D 33 PG0 (WR) 34 PG1 (RD) 35-42 PC0 - PC7 - Port C 43 PG2 (ALE) 44-51 PA7 - PA0 - Port A 52 VCC - Positive Power Supply 53 GND - Ground 54-61 PF7 - PF0 - Port F 62 AREF - Analog Reference 63 GND - Ground 64 AVCC - Analog Power Supply

## PID (Proprsional Integral Derivatif)
Didalam  suatu  sistem  kontrol  kita  mengenal adanya beberapa macam aksi kontrol, diantaranya yaitu aksi kontrol proporsional, aksi kontrol  integral  dan  aksi  kontrol  derivative .Masing-masing  aksi  kontrol  ini  mempunyai keunggulan-keunggulan  tertentu,  dimana  aksi kontrol  proporsional  mempunyai  keunggulan risetime  yang  cepat,  aksi  kontrol  integral mempunyai  keunggulan  untuk  memperkecil error  ,  dan  aksi  kontrol  derivative  mempunyai keunggulan  untuk  memperkecil  derror  atau meredam  overshot/undershot.  Untuk  itu  agar kita dapat menghasilkan output dengan risetime yang  tinggi  dan  error  yang  kecil  kita  dapat menggabungkan  ketiga  aksi  kontrol  ini  menjadi aksi kontrol PID.
Pada  robot  deviana  ada  beberapa  variabel yang  digunakan  dalam  pengesetan  PID,  untuk memperkecil  error  (I)  sendiri  nilai  didapatkan dari hasil respond motor terhadap set point yang diberikan  ditambahkan  dengan  konstanta integral  yang  dikalikan  dengan  nilai  error  yang didapat  dan  dikalikan  dengan  konstanta  1.5 sedangkan untuk meredam undershot (D) sendiri ketika  terkena  beban  didapatkan  dengan  cara mengalikan  nilai  konstanta  derivative  dengan error  sekarang  yang  dikurangi  dengan  error sebelumnya  setelah  itu  dibagi  dengan  konstanta 2,  sehingga  akan  didapatkan  nilai  konstanta respon motor dengan cara mengalikan konstanta proposional dengan dengan error sekarang yang ditambahkan dengan nilai yang didapat dari I dan D  sedangkan  untuk  pengesetan  value  tiap-tiap variable adalah 0.
Sehingga  dari  pembacaan  sensor  bisa  kita implementasikan  dari present  value (PV)  yang didapatkan > 0 maka motor kanan akan bergerak kekiri  dengan  tunning  pwm  yang  diberikan  dan ditambahkan  dengan  nilai  repond  motor  tetapi jika  tidak  maka  pwm  motor  sama  dengan  pwm yang  diberikan,  begitu  juga  dengan  motor  yang sebelah kiri apabila present value (PV) < 0 motor kiri akan bergerak kekanan dengan tunning pwm yang  diberikan  dan  ditambahkan  dengan  nilai
repond motor tetapi jika tidak maka pwm motor sama dengan pwm yang diberikan.
Arena Pertandingan dan Obyek Obyek Lomba
Gambar 2.32 Arena Pertandingan
Keterangan Arena Pertandingan Untuk Robot Otomatis
Pada  Kontes  Robot  Indonesia  2011  Ukuran lapangan    12000mm    x    12000mm,    berbentuk persegi,    dikelilingi    dinding    kayu    setinggi 100mm  dan  tebal  50mm,  terbagi  dua  bagian yang  dipisahkan  dengan  kayu  setinggi  100mm dan tebal 50mm masing-masing untuk kedua tim yang  bertanding.  Arena    lapangan  pertandingan terdiri  dari Common  Zone,  Sala,  River  Surface, Start    Zones,  Preparation  points  dan  Storage points.
1. Common    Zone berbentuk    segiempat berukuran  500mm  x  3500mm,  berwarna hijau    muda.  Dibagian  tengah  terdapat 6(enam) buah tiang(pole) untuk penempatan Joss Stick Pots , jarak antar tiang 500mm. Setiap tim hanya boleh mengumpulkan maksimum 9(sembilan) Joss Stick  dari Common  Zone untuk  merangkai Krathong .
2. Sala berukuran  4000mm  x  5000mm merupakan  bagian  panggung  setinggi 300mm, terbagi dua sama  besar  untuk  tim merah dan tim biru. Setiap bagian  memiliki sebuah Decoration  Point berbentuk bundar dengan  diameter  510  mm  dikelilingi  pagar kayu  setinggi  10mm  tebal  10mm,  di  kedua sisi  sala  dibuat  tanjakan  miring  sepanjang 1000mm agar robot dapat naik keatas.
3. River    Surface (sungai)    dibuat    dari    kayu setebal    4    mm,    berukuran    700mm    x 2400mm, River  Surface berada    ditengah Sala    pada    ketinggian    280mm    dari permukaan    sala,    dapat    berayun  akibat gaya gravitasi dari Krathong yang dijatuhkan keatas nya.
4. River    Bank (pantai)    merupakan    pagar kayu    setinggi    180mm    dan    tebal    10mm, mengelilingi sungai pada 4(empat) sisi nya.
5. Dalam  arena  terdapat  dua  buah Automatic Start  Zone dan  sebuah Manual  Start  Zone , berbentuk  bujursangkar  dengan  ukuran 1000mmx1000mm,  berwarna  merah  untuk tim  merah  dan  berwarna  biru  untuk  tim biru. Storage  Points dan Preparation  Points terbuat    dari    kayu    dan/atau    baja,    digunakan untuk meletakkan  sukucadang  yang  diperlukan dalam    merangkai krathong . Storage    Points berada  pada  keempat  sisi  lapangan  dan  berisi Krathong  Petals,  Flowers,  Joss  Stick  Pots,  Candle Base  dan  Candle  Light  Flame . Prepartion  point berada disisi panggung. Dalam  kontes  robot  indonesia  2011 robot otomatis memiliki tugas-tugas yang telah di tetapkan di rule pertandingan dan harus mampu mengerjakan tugas-tugas tersebut sesaui rule dan arena  pertandingan.  Tugas-tugas  robot  otomatis meliputi :
1) Robot  Otomatis  akan  mengambil krathong Petal dan Flowers , dan meletakkan nya diatas preparation point . Robot otomatis merangkai krathong (karangan
bunga) dengan menumpuk  satu Krathong  Petal keatas Candle  Base yang  berada  di decoration  point diatas Sala .  Kemudian  meletakkan  satu Flower diatas  nya.  Setelah  selesai  tugas  ini, robot manual akan memasang tiga batang Jos Stick keatas Krathong yang  telah  dirangkai tersebut.
2) Kemudian  Robot  Otomatis  akan  membawa krathong yang  telah  lengkap  terangkai,  dan meletakkan  nya  diatas River  Surface .  Robot dilarang menyentuh River Surface .
3) Salah  satu  robot  otomatis  akan  membawa api( Candle Light Flame ) dan meletakkan nya keatas Krathong tersebut.  Bagian River Surface maupun Krathong tidak  boleh tersentuh oleh robot .

## Perancangan dan Pembuatan Algoritma
Algoritma  yang  diterapkan  pada  robot otomatis  satu  menggunakan  metode  line follower,  dimana  semua  gerak  robot  telah ditentukan  berdasarkan  garis  pada  arena pertandingan.  Program  line  follower  tersebut dibuat berdasarkan jalur garis arena pertandingan  KRI  2011, Semua garis  pada arena pertandingan  bisa  dilewati  oleh  robot  otomatis dan robot manual.
Sesuai peraturan KRI bahwa ketiga robot tidak  dapat  distart  secara  bersamaan  dan  robot otomatis  tidak  dapat  distart  bila  robot  manual belum  dapat  menyusun  ketiga  joss  stick  pots  di common  zone  dimaka  sebagai  strategi    robot
manual  harus  dapat  menyusun  joss  stick  pots dengan  cepat  agar  dapat  mempersulit  lawan dalam menaruh joss stick pots ke common zone. Robot otomatis memiliki algoritma sendiri untuk mengenali  posisi  obyek  yang  akan  diambil, kesalahan  dalam  mengambil  obyek  akan mengurangi peluang waktu  yang digunakan oleh ketiga robot. Waktu yang diberikan kepada ketiga robot  untuk  menyelesaikan  komplit  krathong adalah  tiga  menit,  jadi  waktu  benar-benar dimanfaatkan  agar  dapat  lebih  cepat  menyusun komplit krathong.
Gambar 3.15 Posisi start robot otomatis 1
Gambar 3.16 Posisi start robot otomatis 2
Gambar 3.17 Posisi start robot manual Algoritma  kerja  robot  otomatis  dapat diterangkan  pada  flowchart  gambar.  Setelah power  supply  on  maka  Layar  LCD  akan menampilkan menu strategi yang akan digunakan  oleh  robot  otomatis,  kemudian memilih  strategi  dengan  tombol-tombol  yang telah  dibuat.  Setelah  menentukan  strategi  robot akan berjalan setelah menekan tombol start.
Jika  robot  otomatis  tidak  dapat melakukan  tugasnya  dengan  baik  sehingga  tidak dapat  mengambil  obyek  maka  dilakukan  sistem
retray,  dimana  saat  retray  dilakukan  robot otomatis  akan  kembali  keposisi  start,  dan mengganti strategi yang digunakan.
Gambar 3.18 Flowchart Robot Otomatis
Proses Kerja Robot Otomatis Tugas  pertama  yang  dilakukan  oleh robot otomatis adalah memindahkan satu pasang krathong dan flowers di storage point (krathong &  flowers)  yang  pertama  ke  preparation  point pertama,  kemudian  robot  akan  diretray  yang kemudian  megambil  satu  pasang  krathong  dan flowers  di  storage  point  (krathong  &  flowers) yang kedua ke preparation point kedua.
Strategi Robot Otomatis
Pada  Strategi  robot  otomatis  satu  ini, memiliki  lima  strategi  dengan  memanfaatkan sistem retray .  Dimana  sistem  retray  sendiri bertujuan  agar  robot  otomatis  dapat  distart kembali  dari  posisi  awal,  dan  poin  yang  didapat dari meletakan satu pasang krathong dan flowers di  storage  point  (krathong  &  flowers)  tetap dianggap sah.
Tiap  strategi  yang  digunakan  berfungsi untuk mengatasi permasalahan eror yang dialami robot  pada  waktu  menjalankan  tugasnya,  saat robot  otomatis  mengalami error maka  strategi yang  semula  dipilih  digantikan  dengan  strategi yang lain.
Pemilihan  strategi  untuk  robot  telah ditentukan  dari  awal,  berdasarkan  posisi  warna arena pertandingan, dan penggunaan strategi itu sendiri  juga  memiliki  pengaruh  kecepatan  pada robot otomatis Strategi Satu
Gambar 3.19

## Jalur Strategi satu
Robot berjalan lurus dari posisi start dan melewati
dua persimpangan, disaat
persimpangan  ketiga  robot  secara  otomatis berbelok  ke  kiri,  menuju storage  point  krathong petal dan flowers terdekat.  Setelah  posisi  robot sejajar  dengan storage  point  krathong  petal dan flowers ,  robot  mengambil  bunga krathong  petal dan flowers ,  kemudian  robot  bergerak  mundur dengan melewati satu percabangan dan berbelok ke  kiri.  Setelah  berbelok  ke  kiri  robot  berjalan lurus  melewati  dua  percabangan,  dan  menuju percabangan  ketiga  dimana  posisi  preparation point  terdekat  berada,  robot  akan  berputar kekanan.  Pada  saat  posisi  robot  sudah  belok, robot  akan  melewati  dua  persimpangan  dan ketika  robot  sudah  berada  didepan preparation point,  krathong  petal dan flowers diletakkan  ke preparation point terdekat.
Strategi Dua
Gambar 3.20 Jalur Strategi dua
Robot berjalan lurus dari posisi start dan melewati empat persimpangan, disaat persimpangan  kelima  robot  secara  otomatis berbelok  ke  kiri,  menuju storage  point  krathong petal dan flowers terjauh.  Setelah  posisi  robot sejajar  dengan storage  point  krathong  petal dan flowers ,  robot  mengambil  bunga krathong  petal dan flowers ,  kemudian  robot  bergerak  mundur dengan melewati tiga percabangan dan berbelok ke  kiri.  Setelah  berbelok  ke  kiri  robot  berjalan lurus  melewati  tujuh  percabangan,  dan  menuju percabangan kedelapan dimana posisi preparation  point  terjauh  berada,  robot  akan berputar  kekanan.  Pada  saat  posisi  robot  sudah belok,  robot  akan  melewati  dua  persimpangan
dan  ketika  robot  sudah  berada  didepan preparation  point,  krathong  petal dan flowers diletakkan ke preparation point terjauh.

## PEMBAHASAN
Dalam  Bab  ini  akan  dibahas  tentang pengujian  berdasarkan  perencanaan  dari  sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu  sistem  yang  sesuai.  Pengujian  ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem  dan  untuk  mengetahui  apakah  sudah sesuai  dengan  perencanaan  atau  belum. Pengujian  dilakukan  secara  terpisah,  dan kemudian  dilakukan  ke  dalam  sistem  yang  telah terintegrasi.
Pengujian  yang  dilakukan  pada  bab  ini antara lain:
1. Pengujian sensor photodiode
2. Pengujian driver motor
3. Pengujian PID
4. Pengujian PWM motor
5. Pengujian  proses  mengambil  bunga dan meletakkannya
6. Pengujian sistem secara keseluruhan
Pengujian Sensor Photodiode
Tujuan :
1. Untuk  mengetahui  voltase  output  dari sensor  photodiode  pada  saat  menerima pantulan cahaya garis
2. Untuk  membandingkan  output  sensor saat  mendeteksi  garis  warna  putih dengan warna lapangan yang hijau
3. Untuk  mengetahui  apakah  ADC(analog digital  converter)  dapat  menerima output sensor
4. Untuk  mengetahui  apakah  ADC  dapat bekerja sesuai yang diharapkan Peralatan :
1. Rangkaian sensor photodiode
2. Multimeter
3. DC Power Supply +5 volt
Rangkaian :
Gambar  4.1 Rangkaian  pengujian  sensor photodiode
Persiapan :
a. Merangkai  rangkaian  seperti  yang ditunjukkan pada gambar 4.1
b. Menyalakan power supply dari rangkaian
c. Meletakkan sensor di garis dengan jarak tertentu (0,5 - 2 cm)
d. Meletakkan  sensor  diatas  garis  dan mengukur nilai range output sensor
e. Meletakkan sensor pada warna hijau dan mengukur nilai range output sensor
f. Mengukur  nilai  tegangan  AREF  pada minimum  sistem  sebagai  tegangan referensi.
Hasil dan Analisa : Tabel  4.1 Hasil  pengujian  rangkaian  sensor photodiode
Letak Senso r (cm) Output Sensor Teganga n AREF Output ADC Gari s puti h Warn a hijau Warn a hijau Gari s puti h 0,5 2.5 3 4.5 143 246 1 2.8 3.25 4.5 155 244 1,5 3 3.5 4.6 174 247 2 3.2 3.8 4.8 181 247
Pengujian  rangkaian  sensor  photodiode pada  Table  4.1  berdasarkan  tinggi  rendah  letak sensor  terhadap  garis  dan  warna  lapangan, dimana  pada  setiap  pengujian,  pada  coding  aref diset  5  volt  sebagai  tegangan  referensi  sehingga selevel  tegangan  output  dari  sensor  saat mendeteksi garis dan warna lapangan dan output sendiri diset jika mengenai garis putih maka data dirange  antara  243  –  248,  jika  tidak  mengenai garis maka  output yang tampil selain range 243 - 248. Pengaturan nilai tegangan referensi akan mempengaruhi  sensitifitas  dari  sensor.  Bila tegangan  referensi  mendekati  nilai  tegangan output  sensor  saat  mendeteksi  garis,  maka  bila ada  sedikit  gangguan  cahaya  dari  luar  akan menyebabkan kesalahan pembacaan oleh sensor.

## Pengujian Driver Motor DC
Tujuan :
1. Untuk  mengetahui  apakah  driver  motor berfungsi  dengan  baik  baik  sebagai penggerak dan pembalik arah putaran
2. Untuk mengetahui kecepatan respon dari driver  motor  DC  terhadap  kecepatan perubahan arah putaran Peralatan :
1. Rangkaian driver motor
2. Multimeter
3. DC Power Supply +24 Volt
Persiapan :
a. Buat  rangkaian  driver  motor  sesuai dengan rancangan
b. Beri  tegangan  24  Volt  pada  konektor rangkaian  penggerak  yang  terhubung dengan relay
c. Pasangkan  motor  pada  rangkaian  driver dan beri tegangan 5Volt pada kaki anoda optokopler  baik  pada  kaki  yang  akan dikoneksikan  ke  mikrokontroler  sebagai pembalik  arah  putaran  maupun  sebagai PWM d. Hubungkan  ground  sebagai  logika  ‘0’  ke kaki  katoda  optocoupler  dan  +5Volt sebagai logika  ‘1’
TABEL 4.2 PENGUJIAN DRIVER MOTOR Motor Triger Respon A B Motor Kanan 0 0 Mundur 0 1 Maju 1 0 Berhenti 1 1 Berhenti Motor Kiri 0 0 Mundur 0 1 Maju 1 0 Berhenti 1 1 Berhenti Hasil dan Analisa:
Dari  tabel  diatas  dapat  diketahui  bahwa untuk  membalik  polaritas  gerakan  motor  adalah dengan memberikan logika  ‘0’ untuk arah  cw da ‘1’  untuk  arah  sebaliknya  pada  input  A. Rangkaian  yang  mempunyai  input  A  dimana diswitch  oleh  transistor  TIP41,  adalah  kunci pergerakan motor. Bila rangkaian tersebut diberi logika  ‘0’  maka  motor  akan  bergerak  dan  bila diberi logika ‘1’ akan berhenti.
Selain  memperhatikan  hal  pada  tabel diatas  ,  hal  lain  yang  perlu  diperhatikan  adalah posisi motor pada  roda apakah  seimbang antara kanan dan kiri, gearbox motor apakah stabil saat maju  dan  mundur  dan  apakah  seimbang  antara kanan  dan  kiri.  Meskipun  driver  motor  sudah berjalan dengan baik tapi bila kondisi motor dan gearbox  yang  tidak  mendukung  maka  roda  dan lengan robot tidak akan berjalan dengan baik. Pengujian PID Mode Tunning Tujuan  : Untuk  mengetahui  respon    masing- masing  motor  terhadap  garis  sehingga  robot dapat bergerak lurus.
Peralatan :
1. Minimum sistem mikrokontroller ATmega128L
2. Rangkaian driver motor
3. Motor yang sudah terpasang pada robot
4. Seperangkat  downloader  ATmega128L dan program code vision avr
Persiapan :
Gambar 4.2 Diagram Blok Pengujian PID Motor
a. Merangkai  sistem  sesuai  dengan  blok diagram
b. Mensetting dan mengetik program
c. Mendownload program
d. Mengubah  nilai  P  I  D  untuk  masing- masing motor sesuai tabel
e. Jalankan  robot  dan  amati  arah  gerak robot
Tabel 4.3 Pengujian PID pada Motor Nilai (KP) Nilai (KI) Nilai (KD) Arah Gerak Robot Moto r kana n Mo tor Kiri Mot or kan an Mot or kiri Mot or kan an Mot or kiri 0 1 0 1 0 1 Belok Kanan 1 0 0 1 0 1 Terlal u Kekan an 0 1 1 0 0 1 Sediki t kekan an 1 0 1 0 0 1 Terlal u Kekiri 0 1 0 1 1 0 Terlal u Kekan an 1 0 0 1 1 0 Belok Kanan 0 1 1 0 1 0 Sediki t Kekiri 1 0 1 0 1 0 Belok Kiri 1 1 1 1 1 1
Lurus
Hasil dan Analisa:
Dari  tabel  di  atas  dapat  diketahui berapakah perbandingan PID antara motor kanan dan  motor  kiri  untuk  mendapatkan  arah  gerak robot yang lurus, yaitu dengan pengali konstanta 1.  Pada  percobaan  kali  ini  tanpa  menggunakan beban  sehingga  overshoot  ketika  terkena  beban akan  mempengaruhi  perubahan  value  pada konstanta pengali.
Perlu  diperhatikan  bahwa  motor  yang digunakan  adalah  motor  vexta  dengan  gear banding  5,  apabila  beban  yang  dibawa  melebihi kapasitasnya  maka  akan  sangat  berpengaruh terhadap  pergerakan  robot    ketika  sensor melakukan  trace  pada  garis  dan  sedikit  banyak
Mikrokontroll er Driver Motor Motor Dc + Rotary Encoder
akan  berpengaruh  pada  kecepatan    putaran motor itu sendiri. Selain itu perbedaan berat dari sisi  kanan  dan  sisi  kiri  robot  juga  dapat mempengaruhi putaran masing-masing motor. Hasil dan Analisa:
Sesuai  dengan  hasil  pengujian  yang  ada pada  tabel  4.5,  rata-rata  waktu  yang  dibutuhkan untuk  proses  lengan  maju=3.6,  lengan  naik=4.7, lengan  mundur=2.6,  lengan  turun=2.4,  lengan naik=2.7,  lengan  maju=3.4,  lengan  turun=2.5, lengan  mundur=2.5.  Sedangkan  waktu  rata-rata yang  dibutuhkan  untuk  proses  jalannya  robot mengambil  bunga  dan  meletakkannya  adalah 12.9 detik dan rata-rata keseluruhan dari proses tersebut adalah 38.1detik.
Dari  hasil  pengujian  tersebut  juga  dapat diketahui  bahwa  perbedaan  waktu  pada  setiap pengujian  sangat  sedikit,  sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  sistem  pengambilan  bunga dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan.

## Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian  sistem  merupakan  pengujian dengan  menggabungkan  seluruh  sistem,  baik hardware,  mekanik  maupun  program  di  PC  dan dilakukan  beberapa  kali  dengan  cahaya  yang normal  tidak  terlalu  terang  dan  tidak  terlalu gelap.  Diambil  cahaya  normal  karena,  ketika dilakukan pengujian posisi dan jarak pada cahaya biasa  memiliki  tingkat  keberhasilan  yang  lebih tinggi.  Robot  dijalankan  dari  posisi  start  apakah robot  dapat  melakukan  tugas-tugasnya.  Dalam hal  ini  robot  dapat  tepat  mengambil  bunga  dan meletakan  bunga  pada  tiang  bunga  secara otomatis  dengan  mengikuti  garis  warna  putih pada  lapangan  dan  pembacaan  percabangan.

## Pengujian Waktu Proses Robot
Pengujian  waktu  proses  robot    dilakukan untuk  mendapatkan  data  mengenai  berapa  lama waktu  yang  dibutuhkan  robot  untuk  melakukan fungsinya dalam beberapa kali percobaan. Urutan gerak  dan  ukuran  arena  pengujian  dapat  dilihat pada gambar 4.5.
Gambar  4.5 Urutan  Gerak  dan  Ukuran Arena Pengujian Waktu Proses Robot
Urutan  gerak  robot  sendiri  dalam pengambilan  bunga  dan  peletakannya  adalah sesuai  dengan  strategi  yang  digunakan  sesuai
dengan  strategi  yang  digunakan  seperti pembahasan pada flowchart bab 3.

## Hasil dan Analisa:
Dari tabel pengujian pada point 4.5 didapatkan data  waktu  proses  robot  dalam  melaksanakan fungsinya  yaitu,  mengambil  dan  meletakkan bunga  pada  tiang.  Perbedaan  waktu  proses pengambilan bunga dan peletakan bunga ke tiang bunga  pada  setiap  percobaan  disebabkan  oleh beberapa faktor antara lain:
1. Pada  proses  pengambilan  bunga  dimana terdapat sub proses tracking lapangan yang mana  sangat  dipengaruhi  oleh  cahaya  pada lingkungan  pengujian,  sehingga  bila  terjadi perbedaan  cahaya  dari  satu  percobaan dengan  percobaan  lainnya  akan  sangat mempengaruhi  ketajaman  sensor  untuk membedakan  garis  putih  dengan  warna lapangan  yang  hijau.  Hal  itulah  yang membuat waktu  proses pengambilan bunga selalu berbeda pada setiap percobaan.
2. Penggunaan  roda  omni  pada  sisi  depan robot  banyak  berpengaruh  terhadap  proses tracking  lapangan  kesetiap  tiang  bunga. Roda  bebas  yang  digunakan  robot sebenarnya  berfungsi  sebagai  penopang berat  bagian  depan  robot,  akan  tetapi penggunaan  roda  tersebut  membuat  proses tracking  robot  pada  lapangan  berkelok- kelok sehingga menjadi lebih lama bila robot berjalan  pada  speed  tinggi.  Karena  bila terdapat sedikit benjolan maupun cekungan pada  lantai  maka  akan  mempengaruhi  arah hadap  dari  roda  bebas  tersebut,  sehingga sedikit  membuat  arah  robotpun  berubah. Bila  itu  terjadi  maka  robot  yang  semula sudah lurus posisinya dengan objek menjadi tidak lurus lagi, sehingga diperlukan proses meluruskan  posisi  robot  terhadap  objek kembali.  Bila  hal  itu  dilakukan  berulang- ulang  maka  membuat  proses  pengambilan maupun  proses  peletakan  bunga  semakin lama.
3. Penempatan  dan  model  peletakan  bunga yang  berbeda,  juga  mempengaruhi  waktu proses  pengambilan  dan  peletakan  bunga pada  setiap  percobaan.  Contohnya  pada model  peletakan  bunga  pada  setiap  tiang yang  dibedakan  berdasarkan  percabangan tiap  garis.  Perbedaan  delay  waktu  pada proses  meletakkan  bunga  pada  tiang  bunga itulah  yang  membuat  waktu  peletakan  dan pengambilan setiap bunga menjadi berbeda.

## Pengujian Tingkat Keberhasilan Robot
Pada pengujian sistem secara keseluruhan ini, diketahui kemampuan robot dalam menjalankan  tugas  yaitu  mengambil  bunga  dan memindahkan  bunga  ke  tiang  bunga.  Dimana
pengambilan  data  dilakukan  dengan  tracking garis putih dan percabangan pada lapangan yang mana  jarak  antara  tiang  dan  letak  bunga  tidak lebih  dari  50  centi  meter,  semua  itu  dilakukan untuk  berhenti  pada  setiap  percabangan  yang tepat  pada  tiang  obyek.  Hasil  dari  pengambilan data  dari  garis  dan  percabangan  pada  tiap-tiap obyek akan diterima robot kemudian robot akan bergerak  sesuai  dengan  perintah  dari  data sensor, Dalam hal ini terdapat dua inputan yaitu inputan  dari  sensor  photodioda  dan  rotary encoder dari motor. sensor memberikan inputan pada mikrokontroler dan mikrokontroler memberikan  inputan  pada  driver  untuk mengerakan robot. Robot akan terus bergerak ke arah  yang  diintruksikan  sampai  robot  mendapat data  input  yang  baru  jika  tidak  mendapat  data input  baru  maka  robot  akan  terus  bergerak sesuai dengan perintah pada saat itu.
Tabel  4.6 Data  Pengujian  Tingkat

## Keberhasilan Robot
Target Pengujian Strat egi 1 Strat egi 2 Strat egi 3 Strat egi 4 Strat egi 5 1 √ √ √ √ √
2 X √ X √ √ 3 √ X √
X √ 4 X X √ √ √ 5 √ √ X X √ 6 √ √ √ √ √
7
√ √ √ √ X 8 √ √ √ X √ 9 √ √ √
√ √ 10 √ X X √ √ Error 20% 30% 30% 30% 20% Rata-rata Eror Rata-rata Eror Robot = 26 % Rata-rata Keberhasil an Rata-rata Keberhasilan Robot = 74 %

## Keterangan : √  (tepat sasaran)
X  (tidak tepat sasaran)

## PENUTUP
Setelah melakukan studi kasus terhadap robot Otomatis satu Deviana maka dari aplikasi  multi  sensor  yang  digunakan  dapat diambil kesimpulan dan saran sebagai berikut :
1. Tingkat kecerdasan suatu robot tergantung  pada  sistem  kontrol  serta sensor yang digunakan.
2. Penggunaan  sensor  dan  motor  yang tepat  akan  meningkatkan  kinerja    serta kecerdasan suatu robot.
3. Penggunaan  komponen  driver  motor yang  bagus  akan  menghasilkan  rasio yang bagus juga untuk driver motor yang dikontrol menggunakan pwm.
4. Tegangan  yang  di  supply  dari  baterai dapat mempengaruhi kestabilan jalannya robot.
Saran  untuk  pengembangan  lebih  lanjut pada sistem robot ini adalah :
1. Untuk
pergerakan, tidak lagi menggunakan  roda  tapi  menggunakan kaki  dan  untuk  lengan  menggunakan arm robot  sehingga  robot  bisa  bergerak lebih leluasa dalam menjalankan tugasnya.
2. Setiap  motor  yang  ada  pada  robot hendaknya  menggunakan  motor  yang sama  dan  baru  sehingga  kesamaan putaran  motor  lebih  terjamin  serta akurasi  sensor  yang  digunakan  lebih terjamin.
3. Penggunaan  PID  pada  motor  masih belum  sempurna  sehingga  banyak ditemukan error akibatnya ketika motor diset  untuk  high  speed  respond  sensor dengan  control  motor  lambat  sehingga mengakibatkan  data  yang  diambil  tidak real time dan kurang akurat.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Budiharto, Widodo, Belajar sendiri : Membuat Robot  Cerdas,Elex  Media  Komputindo, Jakarta, 2006.
[2]  Pitowarno  ,Endra,  Robotika  Desain  Kontrol dan  Kecerdasan  Buatan,  Andi  Offset, Yogyakarta, 2007.
[3]  Muhamad,  Rachmat,  Pengontrol  Peralatan Elektronika Jarak Jauh Menggunakan
Jaringan  Dengan  Protokol  TCP/IP,  Tugas Akhir STMIK ASIA Malang: Malang, 2007 [4]Atmel Corporation,8-bit Atmel Microcontroller  with  128Kbytes  In-System Programmable  Flash,(Atmel  Corporation:
2012)
[5] Buku Panduan Kontes Robot Indonesia 2011