· web viewdalam sistem sensorik, ada deteksi kebakaran, deteksi daya dan deteksi lingkungan....
TRANSCRIPT
TUGAS RESUME MAKALAH
MEKATRONIKA
”Develop a Multiple Interface Based Fire Fighting Robot”Ting L. Chien1, Kuo Lan Su2 and Sheng Ven Shiau3
1Department of Electronic Engineering WuFeng Institute of Technology Ming-Hsiung, Chia 621, Taiwan [email protected]
2Department of Electrical Engineering National Yunlin University of Science & Technology Douliou, Yunlin 640, Taiwan,[email protected]
3Graduate school Engineering Science and technology National Yunlin University of Science & Technology Douliou, Yunlin 640, Taiwan [email protected]
Kelompok 1:
Satria Yudha Pratama L2F008088
Ahmad Zakaria L2F009050
Kevin Adelin L2F009059
TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
1. Pendahuluan
Rumah dapat memberikan keamanan, kenyamanan, dan efisiensi untuk kehidupan manusia
di abad 21. Sebuah sistem rumah cerdas terintegrasi dengan banyak fungsi dan sistem. Salah satu
sistem yang penting adalah sistem pendeteksi kebakaran. Pada umumnya, perangkat deteksi
kebakaran dipasang pada dinding atau langit-langit. Tetapi metode ini kurang fleksibel untuk
mendeteksi kebakaran. Dalam paper ini, penulis merancang sebuah robot pemadam kebakaran
untuk mendeteksi kebakaran, dan digunakan untuk memadamkan sumber api. Kemudian
mentransmisikan kejadian kebakaran ke remote supervised computer menggunakan RF interface
dan internet, dan mengirimkan informasi kebakaran ke ponsel menggunakan GSM modern..
2. Sistem Arsitektur
Arsitektur sistem ditunjukkan pada gambar 1 di mana terdapat robot pemadam kebakaran,
televisi, remote supervised computer, GSM modern, modul keamanan, modul alat kontrol dan
wireless RF controller. Robot pemadam kebakaran dapat berkomunikasi dengan GSM modern
melalui RS232 interface, dan dapat berkomunikasi dengan remote supervised computer melalui
wireless internet. Panel display dari remote supervised computer menggunakan televisi, dan
pengguna dapat mengontrol robot pemadam kebakaran menggunakan wireless RF controller.
Robot pemadam kebakaran mendapatkan sinyal deteksi dari modul keamanan melalui
wireless RF interface. Remote supervised computer dapat berinteraksi dengan mobile robot
melalui wireless internet. Pengguna dapat menggunakan komputer untuk mendapatkan informasi
keamanan rumah atau bangunan, dan mengontrol robot pemadam kebakaran di rumah. Mobile
robot dapat mengirimkan status ke remote supervised computer melalui wireless internet, dan
mengirimkan pesan ke ponsel menggunakan GSM modern.
Gambar. 1. Gambaran dari keamanan rumah
1
Pengendali utama dari robot adalah industry personal computer (IPC). Perangkat keras
yang memiliki perangkat layar (touch panel), extinguisher, CCD, dua sensor api dan sirkuit
sensorik, sistem driver (servomotor DC, NI motion kontrol card dan driver Maxon), GSM
modem dan wireless RF interface. Remote supervised computer adalah PC dengan CPU Pentium-
IV 2.4G.. Ada enam sistem pada robot pemadam kebakaran, termasuk struktur, system
penghindar halangan dan sistem driver, sistem pengembangan perangkat lunak, deteksi
kebakaran, sistem pengawasan jarak jauh dan lain-lain.
Gambar. 2. Struktur robot pemadam kebakaran.
3. Robot pemadam kebakaran
Dalam perangkat sistem , ada perangkat pemadam kebakaran, pengisian otomatis, dan
robot dapat mengontrol modul sistem melalui wireless RF interface. Dalam fungsi kontrol gerak,
mobile robot dapat mengendalikan dua servomotor DC melalui motion control card dan
perangkat driver, dan mengendalikan dua lengan robot menggunakan motion control card.
Dalam fungsi menghindari rintangan, robot menangkap 8 sinyal sensor IR menggunakan
terminal input digital (di dalam motion control card), dan mengukur jarak rintangan
menggunakan 8 sensor ultrasonik melalui interface seri.
Penulis menggunakan mikroprosesor untuk mendriver sensor ultrasonik dan mengirimkan
rentang jarak ke pengendali utama melalui interface seri. Desain sirkuit driver ultrasonic
menggunakan metode penggabungan multisensor untuk mendapatkan output yang presisi. Dalam
sistem sensorik, ada deteksi kebakaran, deteksi daya dan deteksi lingkungan. Transmisi interface
antara remote supervise computer dan robot pemadam kebakaran adalah wireless internet.
Ada beberapa perangkat yang berkomunikasi dengan pengendali utama robot pemadam api.
Seperti touch screen, wireless image, wireless RF interface , perangkat alarm dan GSM modem.
2
Gambar 3 blok diagram
Konfigurasi hardware dari remote supervised system mencakup robot pemadam kebakaran,
supervised computer, GSM modem dan Wireless LAN, seperti dalam gambar. 4. Bahasa program
user interface dirancang menggunakan VB. Robot pemadam kebakaran berkomunikasi dengan
telepon selular menggunakan GSM modular.
Gambar 4 konfigurasi hardware dari surveillance dan arsitekture control
Dalam sistem remote supervised, panel dapat menampilkan hasil menggunakan berbagai
sensor dari robot pemadam kebakaran
3
Gambar 5. Remote supervise computer
Kontroler pada modul ini menggunakan ATMEL 89C2051. Modul kontrol menggunakan
elemen relay dan mengumpan-balikan hasil aksi ke mobile robot dan security device melalui
wireless RF interface.
Gambar 6. The security module and appliance control module
4. Menghidari Halangan
Dalam menghindari halangan (objek) digunakan sensor ultrasonik dan sensor infrared.
Sensor Ultrasonik digunakan untuk mendeteksi jarak dengan objek sekitar (menggunakan 8 buah
Polaroid 6500 ultrasonic range sensors). Sensor Inframerah untuk mendeteksi halangan (8 buah
SMC-60R IR). Ditetapkan:
Df : fungsi sensor infrared
Du : fungsi sensor ultrasonik
Df = 1 ; jika mendeteksi halangan. Dan 0 ;jika tidak mendeteksi halangan
Du = 1 untuk Ds ≤Dsafe. Dsafe/Ds untuk Ds ≥Dsafe
Perhitungan deteksi halangan menggunakan rumus:
Di = 12 (Df + Du)
4
Di, i+1 = 12 (Di + Di+1)
Dengan terlebih dahulu menentukan threshold value n, dan Di ≥ n atau Di+1 ≥ n sebagai
“Halangan”. Dan Di ≤ n atau Di+1 ≤ n sebagai “Ruang kosong”.
Pemasangan sensor:
Gambar 7 Pemasangan Sensor
Sensor Inframerah dapat mendeteksi halangan sampai jarak 60cm, sedangkan sensor
Ultrasonik dapat mendeteksi halangan antara 25 cm sampai 10m. Penggabungan keduanya dapat
menghasilkan perhitungan pendeteksian halangan yang presisi.
Flow Chart system:
Gambar 8 Flowchart System
5
5. Hasil Pecobaan/Eksperimental
Dalam skenario kontrol gerak eksperimental dari robot pemadam api, kita dapat memilih
mode autonomous/otomatis. Dalam mode autonomous, robot pemadam api dapat bergerak sesuai
dengan kondisi lingkungan menggunakan sensor inframerah dan sensor ultrasonik. Dalam
modekontrol nirkabel, kita dapat membuat robot pemadam api untuk berjalan maju, berjalan
mundur, berhenti, rotasi, berbelok ke kanan dan berbelok ke kiri melalui beberapa sistem antar
muka (seperti interface nirkabel RF atau interface nirkabel RS232). Dalam percobaan
perencanaan gerak, kita memprogram robot pemadam api untuk memiliki kecepatan maksimum
40cm/sec, dan kecepatan rotasi maksimum 100deg/sec untuk DC servo motornya. Robot ini juga
diprogram untuk mengikuti alur jalan/ lintasan yang membentuk persegi.
Gambar 9 Programing in Mobile Robot
Berikut ini adalah mekanisme bagaimana robot pemadam api beroperasi :
1. Pertama, mobile robot mulai bergerak maju ketujuan pertama.
2. Setelah robot telah mencapai tujuan pertama dan kemudian berbelok ke kanan, setelah itu
robot akan bergerak lagi menuju tujuan kedua.
3. Selanjutnya robot pindah ketujuan ketiga.
4. Setelah sampai di tujuan ketiga, robot akan berbelok ke kanan kembali keposisi awal dan
akan berhenti.
Robot pemadam kebakaran dapat menggunakan sensor IR dan sensor ultrasonik untuk
mengenali lingkungan. Dengan tujuan nantinya dapat menghindari rintangan yang berubah-ubah,
dan dapat berpindah ke ruang yang kosong atau bebas dari hambatan. Dalam keadaan
menghindar rintangan, robot menggunakan lima modul sensor IR dan ultrasonik untuk
6
mendeteksi halangan di sisi depan mobile robot. Hasil percobaan ditunjukkan pada Gambar. 12.
Dalam Gambar tersebut. 12 (a). Dalam gambar itu ditunjukkan ketika robot mendeteksi rintangan
di sisi kanan, maka secara otomatis robot langsung berbelok ke kiri untuk menghindari rintangan
tersebut dan kembali lagi kelintasan yang sesuai dengan pemrograman awalnya.
Gambar 10 Skenario Percobaan Robot
Pada hasil percobaan deteksi kebakaran, robot pemadam kebakaran bisa bergerak otomatis
diruang bebas.Kejadian kebakaran dapat dideteks imenggunakan dua sensor api dirobot
pemadam kebakaran. ketika Sensor api mendeteksi kejadian kebakaran kemudian secara
langsung akan mengirimkan sinyal ke system control utama (IPC) pada robot pemadam
kebakaran melalui digital input of motion control card. Kemudian robot akan bergerak menuju
lokasi kebakaran dan dengan menggunakan 2 buah sensor api maka lokasi tersebut akan
dideteksi apakah benar di lokasi tersebut telah terjadi kebakaran. Apabila benar-benar telah
terjadi kebakaran, maka robot akan memadamkan api menggunakan alat pemadam. Dalam
kondisi lain, ketika sensor api mendeteksi adanya kebakaran maka akan segera menghidupkan
alarm dan mengirimkan sinyal control tersebut ke modul kontroller.
Dan kemudian mengrimkan sinyal kebakaran menggunakan handphone GSM modern dan
mengirimkan statusnya ke usernya melaui internet wireless.
Gambar 11 Skenario experimen saat menghadapi api
7
Gambar 12 Eksekusi pada Mobile Phone
6. Kesimpulan
Dari penjelasan di atas penulis telah menyajikan beberapa interface sistem pemantauan
nyata berbasis waktu yang diterapkan dalam otomasi rumah. Sistem keamanan rumah dan
bangunan berbasis robot pemadam kebakaran, perangkat keamanan, televisi, GSM modern,
pengendali RF nirkabel, keamanan modular dan alat kontrol modular. Pengendali utama dari
robot pemadam kebakaran adalah industry personal computer (IPC). Kita memberikan perintah
untuk mengendalikan mobile robot untuk membaca data sensor, dan programnya menggunakan
Visual Basic. Robot dapat menerima informasi keamanan dari interface RS232 nirkabel. Pada
hasil eksperimen, pengguna mengontrol robot melalui controller RF nirkabel dan komputer.
Robot dapat menghindari rintangan dengan menggunakan sensor IR dan Sensor ultrasonik sesuai
dengan metode multisensor fusion. Dan menggunakan dua sensor api untuk mengetahui sumber
api, dan memadamkan api menggunakan pemadam.
8