Robot Cerdas merupakan salah satu implementasi dari teknologi embedded yang dipadukan dengan kecerdasan buatan. Telah dibuat mobile robot yang mampu mengikuti arah jalur serta menghindar jika ada penghalang. Robot ini menggunakan sensor infrared untuk mendeteksi jalur yang harus dilalui, serta menggunakan sensor Sharp GP2D12 sebagai pendeteksi jarak. Mikrokontroelr AVR ATmega16 diimplementasikan dengan baik, sebagai pengontrol robot tersebut.
Robot berasal dari bahasa Czeh, yaitu ROBOTA yang berarti pekerja. Pada awalnya, robot diciptakan untuk membantu tugas manusia dan hiburan, lalu berkembang lebih jauh misalnya di industri perakitan kendaraan, medis dan lainnya. Untuk mengontrol robot, sistem yang umum digunakan ialah kontrol Loop terbuka, dimana output dari hasil pergerakan robot, diumpankan kembali ke input kontroler, seperti gambar berikut:
Gambar 1. Kontrol Loop Tertutup [3]
Mikrokontroler yang digunakan AVR ATmega16 dengan kelebihan antara lain memiliki 16kB ISP flash , IK SRAM dan 512 EEPROM (fitur yang cukup untuk sebuah mobile robot yang dapat menyimpan informasi pergerakan robot) [6].
Gambar berikut menampilkan susunan kaki ATMega16 yang memiliki 4 buah port, dimana kelebihan IC keluarga AVR ini ialah sudah adanya ADC 8 channel di Port A, sehingga 8 buah sensor dapat Anda hubungkan secara bersamaan pada IC ini
Gambar 2. Susunan kaki ATmega16
Ada berbagai sensor yang dapat digunakan sebagai sensor robot, diantaranya sensor jarak dan sensor garis sebagai line tracker.Sensor jarak yang umum digunakan dengan kelauran dalam format analog iala sensor Sharp GP2D12. Gambar berikut menampilkan susunan kakinya.
Gambar 3. sensor Sharp GP2D12 dan Susunan kaki sensor tersebut
GP2D12 mendeteksi objek secara terus menerus ketika diberi catu daya. Outputnya berupa tegangan analog yang sesuai dengan jarak yang diukur. Jika Anda ingin keluarannya versi digital, dapat menggunakan Sharp GP2D15. Nilai tersebut diperbaharui setiap 32 ms. Umumnya output dihubungkan ke ADC (Analog to Digital Converter) yang mengubah hasil pengukuran jarak ke bilangan biner sebagai input mikrokontroler. Outputnya juga dapat digunakan secara langsung pada rangkaian analog. Berdasarkan pengukuran, tegangan yang dihasilkan pada jarak 10cm ialah 2.6V, dan menurun tidak secara linear pada jarak 80 cm berkisar pada tegangan 0.5 V.
Sedangkan untuk mendeteksi perbedaan warna track pada permukaan landasan robot, digunakan sensor infrared. Perhatikan karakteristik spektrum cahaya sebagai berikut:
Gambar 4. Spektrum cahaya dan respon manusia [3]
Infrared memiliki sifat yang sama dengan transistor yaitu menghasilkan kondisi cut off dan saturasi. Perbedaannya ialah, bilamana pada transistor kondisi cut off terjadi saat tidak ada arus yang mengalir melalui basis ke emitor dan kondisi saturasi terjadi saat ada arus mengalir melalui basis ke emitor maka ada phototransistor kondisi cut off terjadi saat tidak ada cahaya infrared yang diterima dan kondisi saturasi terjadi saat ada cahaya infrared yang diterima.
Sebagai sensor jarak digunakan sensor jarak infrared Sharp GP2D12 dengan output analog yang terhubung di PA.0 dari mikrokontroler yang dapat berfungsi sebagai ADC. Sebagai driver Motor DC, menggunakan de kits SPC DC motor yang menggunakan IC L293D sebagai driver motor DC. Untuk menggerakkan driver motor DC, digunakan portB.0 dan portB.1. Sedangkan PortB.2 dan PortB.3 untuk mengatur arah gerakan motor maju atau mundur.
Berikut blok diagram mobile robot :
 |
Gambar 5. Blok Diagram Mobile Robot
Gambar berikut menampilkan rangkaian sensor infrared untuk salah satu sisi, dibutuhkan 2 buah rangkaian ini agar dapat berjalan sesuai keinginan:
Gambar 6. Rangkaian Sensor jarak menggunakan infrared
Digunakan software Bascom AVR untuk membuat program, serta kabel AVR ISP untuk mengisikan program kedalam memori mikrokontroler. Berikut algoritma yang telah dibuat:
Mulai
Deklarasi variabel
Konfigurasi ADC
Konfigurasi port I/O
DO
Panggil BacaJarak
Panggil BacaIR
LOOP
Prosedur BacaJarak
Baca channel ke 0
Ambil nilai ADC
Jika jarak <200
Robot gerak maju
Delay sesaat
Jika jarak >200
Robot belok kanan
Delay sesaat
End Prosedure
Prosedur BacaIR
IF pind.0 maka belok kiri
End if
IF pind.1 maka belok kanan
End if
Sensor jarak Sharp GP2D12 menggunakan infrared, dan jarak jangkauannya hanya sekitar 10cm-80cm saja dan tidak linear [8][5]. Tabel berikut menampilkan hasil pembacaan sensor jarak
Tabel 1. Hasil pembacaan sensor jarak sharp GP2D12
| Jarak (cm) | Output (Volt) |
| 5 | 2.6 |
| 10 | 2.45 |
| 20 | 1.4 |
| 30 | 1 |
| 40 | 0.75 |
| 50 | 0.65 |
| 60 | 0.5 |
| 70 | 0.45 |
| 80 | 0.4 |
Ketidaklinearan sensor tersebut karena karakteristik dari sensor infrared. Data yang telah diperoleh dibuat grafiknya sebagai berikut:
Gambar 7. Grafik hasil pengukuran jarak
Sensor infrared dapat membedakan warna hitam dan putih dengan baik, berikut hasil pengukuran keluaran dari sensor tersebut dalam bentuk logika.
Tabel 2. Hasil pembacaan sensor infrared kanan dan kiri terhadap warna
| Track | Kanan | Kiri |
| Putih | 1 | 1 |
| Hitam | 0 | 0 |
Secara keseluruhan robot berjalan sesuai keinginan, yaitu dapat mengikuti track, dan dapat menghindar jika ada penghalang, sesuai dengan nilai konstanta jarak yang telah diberikan.
Referensi:
- Braunl, Thomas, Embedded Robotics, Springer, 2005
- Williams,Karl, Build your Own Humanoid Robots, McGraw Hill 2004
- Budiharto, Widodo, Membuat Robot Cerdas, Elexmedia Komputindo,2005
- www.alds.stts.edu
- Pitowarno, Endra, Robotika Disain, Kontrol dan Kecerdasan Buatan, Andi Offset, 2006
- www.atmel.com
- www.sgbotic.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar