Archive for the ‘Tingkat Menengah’ Category

AN-0201 Merancang Robot KRCI/KRPAI Beroda dengan Sistem Fuzzy Logic (bagian 2)

Thursday, September 10th, 2015

Setelah kita mengetahui bahan-bahan yang digunakan maka pada kesempatan kali ini kita mulai membahas bagian perancangan robot. Berikut adalah bagian-bagian dari algoritma Robot KRCI kategori beroda.

Teknik Jelajah Ruangan

Proses penjelajahan ruangan dilakukan dengan menelusuri dinding-dinding ruangan untuk mencari ruangan yang mengandung titik api. Teknik penjelajahan dilakukan dengan menghitung jarak robot terhadap dinding-dinding ruangan. Untuk aplikasi Robot KRCI ini digunakan 6 buah sensor yang ditujukan pada 6 arah yaitu 1. Kiri, 2. Serong kiri, 3. Depan, 4. Serong Kanan, 5. Kanan dan 6. belakang.

Sensor yang digunakan adalah Sensor Ultrasonic HCSR04 dan Sensor Infrared GP2Y0A21. Sensor Ultrasonic digunakan untuk mengatasi gangguan berupa dinding kaca yang dapat mengacau sensor infrared dan Sensor Infrared digunakan untuk mengatasi gangguan berupa dinding tidak beraturan.

Artikel AN0185 Algoritma Robot KRCI Menjelajah Ruangan dengan Fuzzy telah menjelaskan teknik Fuzzy Logic pada aplikasi menjelajah ruangan dengan menggunakan Software Fudge. Pada kesempatan kali ini kami membahas teknik perancangan Fuzzy Logic tersebut dengan menggunakan Software Delta Robotic Studio yaitu sebuah Software IDE yang dirancang oleh Delta Electronic untuk membuat program mikrokontroler dengan menggunakan Sistem Flowchart.

Selain disain Flowchart, Delta Robotic Studio juga memiliki fitur Disain Fuzzy Logic. Pada dasarnya sistem Fuzzy Logic yang digunakan pada aplikasi ini adalah menentukan gerakan robot berdasarkan kondisi jarak robot terhadap dinding dari dan diukur dari 6 arah. Untuk itu pada awalnya didifenisikan 6 buah input yang diberi nama Sensor Kiri (~Kiri), Sensor Serong Kiri (~SKiri), Sensor Depan (~Depan), Sensor Serong Kanan (~SKanan), Sensor Kanan (~Kanan) dan Sensor Belakang (~Belakang).

Setiap sensor terlebih dahulu didefinisikan member functionnya dalam kategori ~dekat (sudah terlalu dekat dengan dinding), ~sesuai (pada jarak yang aman), ~jauh (di luar batas jarak aman) dan ~kosong (sangat jauh).

Kemudian Output Membership Function didefinisikan sebagai berikut

Setelah itu kita dapat memasukkan rule-fule untuk aplikasi ini satu persatu. Untuk mempermudah pembuatan rule akan lebih mudah bila dilakukan langsung di kondisi lapangan.

1. Download Buka Program KRCI3.flc dan download ke robot

2. LCD akan menampilkan jarak-jarak tiap sensor

3. Letakkan robot di lapangan dan perhatikan jarak-jarak tiap sensor serta tentukan robot harus bergerak ke mana. Contoh bila ~kiri dekat, ~skiri dekat, ~depan dekat  maka sudah pasti robot harus berbelok ke kanan

Setelah rule-rule dirasa cukup atau ingin mencoba reaksi rule maka gabungkan rule-rule ini dengan Source Code Robot KRCI dengan melakukan proses compile dengan menekan tombol Compile & Build.

Rule dan source code akan tergabung dalam file Hex dan dapat didownload ke robot.  Rule dapat diedit apabila masih ada yang kurang dari gerakan robot saat dicoba.

Teknik Pendeteksi Pintu Ruangan

Setiap ruangan diberi tanda dengan garis putih, untuk mengetahui apakah robot sudah mencapai pintu ruangan dilakukan dengan menambahkan makro sensor garis sehingga terbentuk decision di flowchart krci.flc sebagai berikut

Di sini saat Robot KRCI mendeteksi garis maka ditempatkan Makro Robot Stop yang akan menghentikan robot. Selanjutnya Smart UVTRON diaktifkan untuk mencari titik api.

Apabila titik api ditemukan, maka Smart UVTRON akan memadamkan dan robot mundur meninggalkan ruangan. Namun bila titik api tidak ditemukan, maka robot langsung mundur meninggalkan ruangan.

Pada aplikasi dasar di file krci3.flc ini memang Robot KRCI hanya mencari titik api di pintu dan mundur kembali tanpa memasuki ruangan. Dengan Sistem Flowchart, pengguna dapat dengan mudah mengubah algoritma Robot KRCI tanpa harus mengenali pemrograman mikrokontroler, contohnya saat titik api tidak ditemukan robot tetap maju menjelajah ruangan hingga ditemukan pintu berikutnya.

Teknik Pencarian Titik Api

Dengan bantuan Delta Smart UVTRON maka Robot KRCI ini tidak memerlukan algoritma yang rumit untuk melakukan pencarian titik api, bahkan proses scanning titik api juga dapat dilakukan sambil Robot KRCI tetap menjelajah ruangan. Robot KRCI hanya cukup memerintahkan Delta Smart UVTRON aktif atau tidak saja.

Saat Smart UVTRON aktif  maka servo pada Smart UVTRON akan bergerak mencari titik api. Titik api dianggap ditemukan setelah diperoleh intensitas api sesuai nilai yang telah disetting pada Smart UVTRON.  Kipas akan aktif hingga titik api dianggap padam.

Setelah titik api dianggap padam, Smart UVTRON akan memberitahukan ke Robot KRCI bahwa api telah padam. Dalam File KRCI3.flc ini, Robot KRCI diatur untuk mundur sebanyak 50x celah encoder terdeteksi, putar kanan sebanyak 100 celah encoder terdeteksi, maju dan kembali menjelajah ruangan.

Customize Macro

Bagi pengguna tingkat advance yang sudah mengenali pemrograman mikrokontroler juga diperkenankan untuk mengedit source code makro dengan cara sebagai berikut:

- Arahkan mouse ke daftar makro di kiri layar

- Klik kanan mouse dan klik edit

- Maka tampilah isi makro seperti pada gambar di bawah ini

Di sini source code maupun Icon makro dapat diedit.

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

Download

- File Flowchart KRCI3.flc

- Software Delta Robotic Studio

Untuk Robot Siap pakai dapat dibeli di sini

AN-0199 Merancang Robot KRCI/KRPAI Beroda dengan sistem Fuzzy Logic (bagian 1)

Wednesday, September 9th, 2015

Artikel berikut ini akan membahas aplikasi Robot KRCI yaitu robot pemadam api yang biasa digunakan pada Kontes Robot Cerdas Indonesia dengan teknik-teknik yang telah disesuaikan dengan aturan-aturan KRCI.

Sebelum membahas mengenai teknik perancangan, terlebih dahulu perlu diketahui bahan-bahan yang digunakan.

Wild Thumper Gear Box motor ratio 75:1

Robot KRCI beroda bergerak dengan menggunakan Motor DC dan dalam hal ini kita gunakan Wild Thumper Gear Box Motor yang mempunyai torsi 8 Kg dengan RPM 133. Untuk mengetahui jumlah putaran motor dapat ditambahkan encoder yang mendeteksi jumlah perpotongan celah yang terjadi.

Wild Thumper Encoder

Wild Thumper Encoder adalah encoder yang sudah didisain sesuai dengan konstruksi motor Wild Thumper

Pololu BCM Wheel

Merupakan Roda yang didisain sesuai dengan as Wild Thumper Motor dengan diameter 60mm

SST-06 Sub System 06 30A DC Driver

Merupakan Kit Driver Motor produksi Delta Electronic yang mampu mengendalikan dua buah motor dengan arus maksimal 30A. Modul ini juga memiliki mikrokontroler sehingga dapat mengatur sendiri mode kerjanya sebagai DC Control atau Servo Control. CPU Robot cukup mengirimkan perintah-perintah melalui serial dan Sub System ini akan mengatur gerakan motor sesuai perintah tersebut.

ST-51 Small System AT8951 + USB Downloader

Merupakan Sistem Minimum AT89S51 yang paling ekonomis dan sudah dilengkapi dengan USB Downloader yang kompatibel dengan Delta Robotic Studio, AVR Studio, Code Vision dll

HC-SR04 Ultrasonic Proximity Sensor

Merupakan Sensor Ultrasonic pengukur jarak yang berfungsi untuk mengukur jarak robot terhadap dinding. Sensor ini dapat mengatasi kondisi dinding kaca karena tidak terpengaruh dengan pantulan cahaya.

GP2Y0A21 Infrared Object Detector

Merupakan Sensor Infrared Pengukur jarak yang berfungsi untuk mengukur jarak robot terhadap dinding. Sensor ini dapat mengatasi kondisi dinding uneven (dinding tak rata)

DST Navi Range Finder & Navigation Sensor

Merupakan Sensor Controller yang menangani akses ke 8 Sensor Ultrasonic, 8 Sensor GP2Y0A21 dan Digital Compass. Namun dalam aplikasi kali ini hanya digunakan 6 Sensor saja.

Delta Smart UVTRON

Merupakan sistem sensor api yang dilengkapi motor servo sehingga dapat melakukan scanning posisi api tanpa harus menggerakan robot. Juga terdapat High Speed Fan yang dapat memadamkan api dari jarak maksimum 100 cm.

DSF-01 Delta Single Line Follower

Berfungsi sebagai sensor penjejak garis putih dan akan memberikan kondisi logic 0  saat mengenai garis putih dan 1 saat di bagian hitam.

Berikut adalah video klip percobaan pertama dari Robot KRCI Beroda

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN0185 Algoritma Robot KRCI Menjelajah Ruangan dengan Fuzzy

Saturday, March 24th, 2012

Hal pertama yang perlu dilakukan oleh Robot KRCI pada saat pertandingan adalah menjelajah ruang untuk mencari titik-titik api. Untuk menjelajah ruang-ruang tersebut dibutuhkan algoritma tertentu agar robot tidak menabrak dinding. Dengan bantuan Modul DST-NAVI maka 8 buah sensor jarak baik inframerah maupun ultrasonik dapat dihubungkan pada robot dengan mudah. Namun untuk kondisi standard, 6 buah sensor sudah cukup baik. yaitu di posisikan di kiri, serong kiri, depan, serong kanan, kanan dan belakang.

Keenam sensor tersebut akan selalu mengukur jarak terhadap obyek di saat robot berjalan dan memutuskan ke arah mana robot bergerak berdasarkan jarak-jarak sensor terhadap obyek.

Masing-masing sensor dalam mendeteksi jarak memiliki 4 level jarak yaitu dekat, sesuai, jauh dan kosong. Dekat artinya robot sudah terlalu dekat dengan dinding, Sesuai artinya jarak robot dengan dinding berada di posisi aman (tidak terlalu jauh atau dekat). Jauh artinya jarak robot terlalu jauh dari dinding, sehingga apabila robot ingin menyusuri dinding tersebut, robot harus bergerak mendekati dinding. Sedangkan Kosong artinya jarak sensor sangat jauh dengan obyek karena adanya lorong di depan atau belokan (untuk sensor samping.

Agar pengguna dapat lebih mudah / fleksibel dalam mem-program gerakan robot berdasar kondisi-kondisi sensor, digunakan metode Fuzzy.

Untuk mengembangkan proses fuzzy ini dibutuhkan dua buah software yaitu Software Fuzzy Development yang bekerja di PC / Laptop yang digunakan untuk mendisain proses fuzzy dan Kernel Fuzzy pada mikrokontroler. Untuk Software Fuzzy Development dapat dilakukan dengan menggunakan Software FUDGE yang dikembangkan oleh Motorola. Dengan software ini akan menghasilkan kode database yang akan menjadi acuan Kernel Mikrokontroler untuk melakukan proses Fuzzy.

Perancangan sistem fuzzy ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

  1. Tentukan Crisp Input

Crisp input dalam hal ini adalah merupakan karakteristik sensor di mana bagian ini akan diisi sesuai dengan karakteristik sensor yang digunakan. Dalam aplikasi ini digunakan 6 buah sensor jarak yaitu Sensor Kiri, Sensor Serong Kiri, Sensor Depan, Sensor Serong Kanan, Sensor Kanan dan Sensor Belakang di mana masing-masing sensor memiliki range antara 0 – 255

Number of member function adalah jumlah level yang dideteksi oleh sensor tersebut seperti yang dijelaskan di atas yaitu (dekat, sesuai, jauh, kosong)

2. Atur Input Membership Function di mana pada proses ini dilakukan pengaturan pada jarak berapa sensor dianggap dekat, sesuai, jauh atau kosong.

3. Tentukan Crisp Output. Dalam aplikasi ini output adalah proses gerakan robot dan terdiri dari 8 jenis gerakan.

Pengaturan Output Membership Function

4. Tentukan Output Membership Function di mana pada bagian ini akan dinyatakan gerakan apa yang dilakukan oleh robot saat diperoleh output tersebut.

Pengaturan Output Membership Function

5. Buat rule-rule yang berupa apa yang harus dilakukan saat diperoleh kondisi tertentu pada sensor. Contoh rule 1, jika sensor kiri dekat, serong kiri dekat, depan jauh maka robot akan putar kanan.

6. Generate Code dan gabungkan code yang dihasilkan ke program utama bersama kernel fuzzy.

7. Untuk menyimpan hasil disain fuzzy dilakukan dalam file Save.FDG melalui menu File – Save As.

8. Dengan menggunakan File Save.FDG yang ada pada Paket CD Robot KRCI, robot akan berjalan menyusuri sisi sebelah kiri dinding.

Source Code untuk aplikasi ini dapat diperoleh pada setiap pembelian

Robot KRCI dengan 6 sensor ultrasonic SRF-05/04

Robot KRCI dengan 6 SRF05 dan 6 Sensor Infrared GP2D12

Robot KRCI Pro Version

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN-0188 Instalasi Delta Smart UVTRON pada Robot Laba-laba MSR-H01

Tuesday, March 20th, 2012

Modul ini adalah modul UVTRON cerdas yang dapat mencari posisi titik api hanya dengan sebuah perintah dari mikrokontroler robot. Hal ini akan mempermudah pemrograman dan efisiensi program karena proses pencarian titik api dilakukan oleh modul ini berdasarkan perintah dari mikrokontroler robot. Pencarian titik api dilakukan dengan proses scanning motor servo dengan sudut tertentu sehingga robot tidak harus bergerak ke kiri atau ke kanan untuk mencari titik api. Proses scanning dapat dilakukan sambil robot tetap berjalan bebas.

Setelah titik api ketemu, maka Delta Smart UVTRON dapat diatur untuk langsung mengaktifkan kipas atau hanya memberi info pada mikrokontroler robot bahwa titik api ditemukan.

Bagian-bagian Paket

  1. Kipas
  2. Smart UVTRON Microcontroller, bagian mikrokontroler yang berfungsi mendeteksi sinyal UVTRON, menggerakkan servo dan mengaktifkan kipas.
  3. Relay 12 Volt, relay untuk mengaktifkan motor DC penggerak kipas
  4. UVTRON Reflector, bagian yang memfokuskan sinar ultraviolet yang diterima UVTRON sehingga hanya bagian yang tepat didepan celah yang dapat terdeteksi.
  5. UVTRON Driver, rangkaian pembangkit tegangan DC 400 Volt untuk mengaktifkan UVTRON R9454 dilengkapi rangkaian pengkondisi dengan keluaran level TTL
  6. Battery 12 Volt + holder, battery sumber daya bagi UVTRON maupun relay.
  7. High Speed DC Motor, motor DC kecepatan tinggi untuk menggerakkan kipas.

Bagian-bagian Delta Smart UVTRON

Instalasi Delta Smart UVTRON kit pada MSR-H01

  1. Pasang High Speed DC Motor pada Pan Tilt Head seperti pada gambar berikut. Kabel motor sifatnya non polarity sehingga bebas untuk dibolak balik di mana posisi kabel hanya akan mengubah arah putaran kipas

    Instalasi High Speed DC Motor pada Pan Tilt Head

  2. Pasang UVTRON + Driver di atas jangkar servo dan motor

Instalasi UVTRON Driver

3. Pasang Reflektor UVTRON pada sensor UVTRON

UVTRON reflektor

4. Pasang kabel konektor 3 pin ke Delta Smart UVTRON Microcontroller dan Battery holder 12 Volt

Delta Smart UVTRON Microcontroller

5. Pasang Kipas di High Speed DC Motor dan hubungkan kabel konektor 3 pin ke UVTRON driver

Delta Smart UVTRON Fan

6. Pasang Delta Smart UVTRON kit pada kerangka MSR-H01

Delta Smart UVTRON pada MSR-H01

Wiring Diagram Instalasi ST-8535 – Delta Hex Engine dan Delta Smart UVTRON


Wiring Diagram Delta Smart UVTRON dengan ST-8535


Cara Kerja Sistem

Delta Smart UVTRON kit bergerak melacak titik api dengan menggerakkan servo ke arah CW dan CCW pada sudut tertentu dengan kecepatan 60 derajat per detik. Reflektor UVTRON berfungsi agar titik api hanya terdeteksi saat berada tepat di depan bagian celah reflektor sehingga lebih terfokus.

Saat api terdeteksi, gerakan servo akan melambat dan bergerak bertahap menuju ke titik api dan berhenti saat UVTRON tepat berada di depan titik api. Untuk mengetahui apakah UVTRON telah berada di depan titik api dilakukan dengan mendeteksi frekwensi yang dihasilkan oleh UVTRON Driver. Mikrokontroler yang ada pada Modul Smart UVTRON Microcontroller akan melakukan sampling setiap 150 mS. Pada saat titik api terdeteksi, maka akan ada sejumlah pulsa yang terdeteksi pada setiap kali sampling, semakin dekat arah UVTRON ke titik api maka akan semakin banyak pula pulsa yang diperoleh. Saat diperoleh sejumlah pulsa tertentu maka akan merupakan indikasi bahwa sensor telah mendekati arah titik api.

Melakui protokol yang dikirimkan ke Delta Smart UVTRON Microcontroller maka dapat diatur berapa pulsa di mana UVTRON dianggap telah mengarah ke titik api. Selain itu kadang-kadang diperoleh kondisi di mana pulsa maksimum sudah diperoleh walau sensor belum mengarah sepenuhnya seperti pada kondisi pada gambar berikut.

Pada gambar tersebut terlihat bahwa pulsa yang terdeteksi sudah mencapai maksimum padahal sensor belum terarah tepat ke titik api. Agar dapat dipastikan UVTRON dapat mengarah tepat ke titik api maka dapat dilakukan pengaturan di mana titik api dinyatakan ketemu saat kondisi pulsa maksimum diperoleh berturut-turut selama sejumlah sampling tertentu. Contohnya nilai 3 berarti titik api ditemukan setelah 3 kali sampling berturut-turut adalah sejumlah pulsa maksimum. Nilai ini disebut Nilai Api Ketemu pada bagian protokol.

Saat titik api ditemukan, Smart UVTRON Microcontroller dapat diatur untuk langsung mengaktifkan kipas atau hanya memberitahu mikrokontroler robot bahwa titik api telah ketemu dengan memberikan logika 0 pada bagian Output Smart UVTRON Microcontroller.

Saat titik api hilang, maka kipas akan otomatis padam dan proses scanning kembali berjalan. Hilangnya titik api diketahui dengan tidak adanya pulsa lagi pada saat sampling. Namun seringkali api yang kecil juga tidak akan menimbulkan pulsa lagi oleh karena itu keputusan api telah padam sebaiknya tidak langsung diputuskan hanya dalam satu kali sampling. Jumlah sampling di mana api dianggap padam dapat diatur pada nilai Nilai Api Hilang pada bagian protokol. Pada kondisi standard nilai ini adalah 3.

Kecepatan gerak servo saat titik api ditemukan juga dapat diatur di bagian Durasi Gerak dalam satuan 20uS pada bagian protokol. Pada kondisi standard nilai ini adalah 8000h atau 32768 x 20uS = 0.65 second.

Posisi servo saat titik api ditemukan juga dapat dideteksi dengan perintah meminta info ke Delta Smart UVTRON Microcontroller.

Kipas juga dapat diaktifkan dan non aktif secara manual melalui protokol.

Kadang-kadang pada kondisi tertentu, proses scanning diperlukan dalam sudut yang tidak terlalu besar karena masalah mekanis, untuk itu pengguna dapat mengatur arah maksimum CCW dan CW servo melalui protokol juga.

Untuk memastikan api benar-benar padam, juga terdapat perintah untuk mengaktifkan kipas sambil menggerakkan servo CW dan CCW untuk menyapu titik-titik api.

Deskripsi I/O Delta Smart UVTRON Microcontroller

SERVO           : Port Output PWM ke Motor Servo

KIPAS            : Port Output untuk mengaktifkan kipas. Logika 0 = kipas aktif, Logika 1= kipas non aktif

TXD    : Output UART Delta Smart UVTRON Microcontroller

RXD   : Input UART Delta Smart UVTRON Microcontroller

GND   : Input Power 0 Volt

VCC    : Input Power 5 Volt

UVTRON       : Input yang diambil dari keluaran UVTRON Driver C10423

CONTROL     : Input pemilih modul di mana pada saat logika 0 data perintah yang dikirim ke

UART akan diproses, pada logika 1 semua data yang masuk ke UART akan

diabaikan.

BUSY : Output yang mengindikasikan modul siap untuk dikirim perintah. Logika 0 adalah status

non busy di mana hal ini akan memberitahukan mikrokontroler robot bahwa perintah

boleh dikirimkan dan sebaliknya pada logika 1.

OUTPUT        : Output yang mengindikasikan bahwa posisi titik api telah ditemukan sehingga

mikrokontroler robot dapat memberikan keputusan selanjutnya.

Algoritma pengiriman protokol

  1. Tunggu kondisi tidak busy dengan mencari kondisi logika 0 pada port ini.
  2. Beri logika 0 pada input control untuk memilih modul ini.
  3. Kirimkan data UART sesuai protokol.

Pengaturan Komunikasi:

-          Baudrate 57600 bps

-          8 bit

-          No Parity

-          None

Protokol Data

PROTOKOL DARI MASTER / PC KE Delta Smart UVTRON
Byte Nilai Deskripsi
00 1E Awal Paket
01 30h ID Smart UVTRON
02 01 Selalu 01
03 00 ID Pengirim adalah Master/PC
04 00 – FF Nomor urut Master/PC
05 01 – FF Panjang data mulai byte 6 hingga sebelum checksum
06 01 – 05 01 Mode Setting, 02 Minta info, 03 aktivasi kipas, 04 aktivasi kipas + Scan
05 aktivasi scan
07+panjang+1 Checksum di mana total semua data + checksum = 00
Mode Setting
Byte Nilai Deskripsi
06 01 Perintah Setting
07 01 – FF Durasi Gerak dalam satuan per 20uS
08 01 – FF Nilai Setting Api atau jumlah pulsa dalam sampling 150mS di mana
dianggap pulsa maksimum titik api terdeteksi
09 01 – FF Nilai Api hilang, jumlah sampling di mana diperoleh nilai 0 pulsa berturut2
10 01 – FF Nilai Api Ketemu, jumlah sampling di mana diperoleh nilai max pulsa
berturut-turut
11 00 / 01 Control kipas otomatis, 00 = kipas tetap padam, 01 = kipas langsung aktif
saat titik api diperoleh
Minta Informasi
Byte Nilai Deskripsi
06 02 Perintah minta info
Aktivasi Kipas
Byte Nilai Deskripsi
06 03 Perintah aktivasi kipas
07 00 / 01 00 = Kipas non aktif, 01 = kipas aktif
Aktivasi Kipas dan Scan
Byte Nilai Deskripsi
06 04 Perintah aktivasi kipas dan Scan
07 00 / 01 00 = Kipas dan scan non aktif, 01 = kipas dan scan aktif
Aktivasi Scan
Byte Nilai Deskripsi
06 05 Perintah aktivasi scan
07 00 / 01 00 = Scan non aktif, 01 = scan aktif
PROTOKOL dari Delta Smart UVTRON ke PC / MASTER
Byte Nilai Deskripsi
00 1E Awal Paket
01 00 ID Master / PC
02 00 – FF Nomor urut Master/PC
03 30 ID Delta Smart UVTRON
04 01 Selalu 01
05 01 – FF Panjang data
06 02 02 = Data informasi jarak, 06 = ACK
07+panjang+1 Checksum di mana total semua data + checksum = 00
Data Informasi Jarak
Byte Nilai Deskripsi
06 01 Data Informasi Jarak
07 01 – FF Durasi Gerak
08 01 – FF Nilai Setting Api
09 01 – FF Nilai Api hilang
10 01 – FF Nilai Api ditemukan
11 01 – FF Jumlah pulsa titik api yang diperoleh
12 00 / 01 00 = kipas tidak langsung aktif saat titik api ketemu, 01 = kipas langsung
saat titik api ketemu
Modul-modul Pendukung

- Delta Smart UVTRON Kit

- Pan Tilt Head

- Small System ATMega8535

- Delta Hex Engine

- Mekanik laba-laba MSR-H01

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN0186 Teknik Melacak dan Memadamkan Titik Api Pada Robot KRCI

Friday, March 2nd, 2012

Pencarian titik api pada Robot KRCI biasanya dilakukan dengan menggerakkan robot ke kiri dan ke kanan untuk memastikan posisi titik api. Proses ini membutuhkan waktu dan daya yang cukup besar karena harus menggerakkan seluruh body robot.

Pada artikel ini proses pelacakan titik api tidak memerlukan robot bergerak ke kiri dan ke kanan melainkan dengan bantuan Modul Delta UV Kit sensor tersebut akan digerakkan oleh servo ke kiri dan ke kanan mencari titik api tanpa robot harus bergerak ke kiri dan ke kanan. Bahkan untuk mempersingkat waktu, dapat dilakukan sambil robot bergerak.

Gerakan Sensor pada Robot KRCI

Modul Delta UV Kit ini menggunakan sensor api UVTRON R9454 dengan Driver C10423 yang dapat mendeteksi titik api dari jarak 5 meter dapat digerakkan dengan menggunakan motor servo HS-311 sehingga dapat melakukan gerakan scanning ke kiri dan ke kanan dalam sudut 180 derajat.

Delta UV Kit (UVTRON Driver + Servo HS-311 + Propeller

Agar UVTRON dapat mendeteksi api lebih terfokus maka ditambahkan reflektor yang menyelubungi UVTRON dengan sebuah celah kecil

Reflektor UVTRON

Saat titik api terdeteksi, gerakan scanning akan melambat dan bergerak step by step mengarah ke titik api. Semakin reflektor UVTRON mengarah ke titik api maka keluaran driver UVTRON C10423 akan berupa frekwensi yang semakin merapat. Sistem mikrokontroler pada Delta UV Kit akan melakukan sampling data setiap 5.5 mS dan akan diperoleh berapa kali perubahan logic yang diperoleh dari output UVTRON selama itu. Dengan frekwensi 700 Hz maka akan diperoleh periode 1.42 mS di mana perubahan logic akan terjadi setiap 0.71 mS.

Dalam 5.5 mS akan terjadi 7.7 kali perubahan atau 7 – 8 kali perubahan yang menandakan bahwa UVTRON telah mengarah ke titik api. Melalui Protokol data yang dikirimkan pada Port UART, pengguna dapat mengatur apakah propeller akan langsung aktif atau menunggu perintah dari robot saat UVTRON dianggap mengarah ke titik api.

Pengguna juga dapat mengatur agar pemadaman api dapat dilakukan dengan mengaktifkan propeller sambil motor servo melakukan scanning 180 derajat. Setelah titik api tak terdeteksi lagi, maka servo akan melakukan scanning 180 derajat lagi dengan kecepatan yang tinggi.

Pada saat UVTRON telah dianggap mengarah ke titik api tadi sistem mikrokontroler juga akan memberikan logic output ke robot untuk memberitahu robot bahwa posisi telah terarah ke titik api. Robot dapat meminta informasi sudut melalui Port UART sehingga robot dapat dibelokkan sesuai arah UVTRON.

Delta UVTRON Kit pada DST-NAVI dalam MSR-H01 robot

Untuk video klip dapat dilihat di

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN0184 Antarmuka Robot KRCI dengan sensor-sensornya menggunakan DST Navi

Sunday, February 26th, 2012

Seperti telah dibahas pada artikel AN0172 di mana sistem navigasi robot dapat dilakukan dengan lebih mudah menggunakan DST-Navi. Dengan Sub System ini, proses perhitungan pulsa dari sensor sonar, proses penghitungan tegangan sensor inframerah ataupun akses I2C kompas dapat dilakukan dengan mudah karena mikrokontroler robot tidak perlu lagi melakukan perhitungan jarak. Proses perhitungan dilakukan oleh mikrokontroler yang ada dalam sub system berdasarkan perintah dari mikrokontroler robot. Hasil dari perhitungan akan dikirim ke mikrokontroler robot melalui Port UART.

DST Navi (SRF05, CMPS10, GP2Y0A21)

AN0183 Membangun Sistem Mekanik pada Robot KRCI kategori berkaki

Thursday, February 23rd, 2012

Pada Robot KRCI kategori berkaki, sistem mekanik sangat jauh berbeda dengan Robot KRCI kategori beroda. Gerakan-gerakan  yang dilakukan pada kategori ini bukanlah gerakan memutar biasa namun gerakan sudut. Konstruksi yang paling efektif pada Robot KRCI kategori berkaki adalah konstruksi kaki laba-laba di mana robot tidak harus mengatur keseimbangan dengan adanya keenam kakinya.

Setiap kaki memiliki dua ruas dengan tiga derajat kebebasan yaitu naik-turun untuk ruas pertama dan kedua serta maju-mundur untuk kedua ruas sekaligus.

Gerak Vertikal Kaki Hexapod

Gerak Horisontal Kaki Hexapod

Gambar Mekanik Hexapod Robot

Mekanik laba-laba Robot KRCI MSR-H01

Mekanik laba-laba MSR-H01 didisain dengan menggunakan aluminium anodize dan tersedia berbagai warna yaitu silver, hitam dan merah. Gerakan-gerakan sudut dari robot ini dilakukan dengan menggunakan motor servo, yaitu motor yang bergerak menuju sudut tertentu berdasarkan perubahan pulsa PWM. Proses pengaturan gerak kaki-kaki Robot KRCI ini dengan menggunakan PWM bukanlah hal yang mudah bagi pemula. Untuk mempermudah proses ini dapat dilakukan dengan menggunakan suatu modul yang berfungsi mengatur gerakan-gerakan robot krci ini yaitu P-Brain Hex Engine buatan Micromagic

P-brain hex engine

Dengan modul ini, gerakan-gerakan robot dapat dilakukan hanya dengan mengirimkan perintah-perintah melalui UART port saja. Proses pengaturan PWM akan dilakukan oleh modul P-brain sendiri di mana pengguna tidak perlu menghitung pulsa PWM lagi.

Mekanik penggerak sensor Robot KRCI (Pan Tilt Head)

Agar robot krci dapat bergerak sambil memperhatikan kondisi sekitar maka dibutuhkan sebuah sensor yang dinamis yaitu dapat bergerak menoleh kekiri dan kanan tanpa robot krci ini harus bergerak

Sensor baik berupa infrared ataupun sonar (ultrasonic) dapat dipasang pada mekanik ini.

Untuk versi lokal dengan harga yang lebih ekonomis  kami juga telah memproduksi yaitu DH-18 Mechanic yang menggunakan bahan aluminium

Mekanik Robot KRCI kategori berkaki (DH-18)

Untuk mengatur gerakan-gerakan mekanik ini kami juga menyediakan versi lokalnya yaitu Delta Hex Engine

Delta Hex Engine

Versi lengkap dari DH-18 dapat dilihat di sini

Mekanik Robot KRCI kategori berkaki (DH-18 Economic)

Untuk versi lokal mekanik robot laba-laba terdapat versi yang lebih ringan sehingga gerakan lebih tangkas yaitu dengan menggunakan akrilik setebal 5mm.

DH-18 Hexapod Mechanic versi Akrilik

Servo-servo yang ada pada robot ini digerakkan oleh Delta Hex Engine yang diperintah melalui UART dengan menggunakan Modul ST-32

Pada paket economic ini robot menggunakan battery 6 volt sehingga dapat dihubungkan langsung ke servo tanpa harus menambahkan rangkaian regulator penurun tegangan lagi. Namun sistem ini sangat riskan terhadap drop tegangan pada battery. Dengan tegangan 6 volt maka saat battery mengalami drop tegangan sedikit akan mempengaruhi kinerja robot. Agar robot lebih tahan dalam mengalami drop tegangan maka dapat digunakan battery dengan tegangan yang lebih besar seperti 7.2 Volt dan diturunkan dengan menggunakan regulator.

Kami telah menyediakan regulator khusus dengan arus maksimum 3A yang didisain memanjang sesuai kaki laba-laba yaitu DDC-01

Voltage Regulator

Modul ini dapat dipasang pada masing-masing kaki dari Robot KRCI berkaki dan menyediakan arus 3A untuk servo-servo yang ada di kaki tersebut

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN0177 Sensor-sensor untuk keperluan Robot KRCI

Sunday, January 1st, 2012

Pada KRCI, penggunaan sensor-sensor yang akurat adalah salah satu faktor penentu kemenangan dalam pertandingan. Berikut ini akan kami bahas mengenai sensor-sensor yang dapat digunakan pada KRCI. Pada kontes ini robot akan bergerak menjelajah ruangan untuk mencari titik api. Agar robot dapat bergerak menjelajah ruangan maka dibutuhkan sensor jarak yang memberikan informasi pada robot akan jarak terhadap dinding-dinding.

Pada kondisi awal robot biasanya diletakkan pada kondisi yag tidak menentu pada posisi awal (home) oleh karena itu terlebih dahulu robot akan menyesuaikan arahnya terhadap salah satu dinding dengan mendeteksi saat sensor jarak robot terhadap dinding.  Caranya dengan memutar robot hingga salah satu sisi sensor (dalam gambar di atas adalah sensor kanan) berhasil menemukan dinding dalam jarak tertentu. Kemudian robot akan tetap berputar hingga sensor mendeteksi jarak yang semakin mendekat. Pada saat jarak sensor semakin menjauh maka robot dinyatakan telah sejajar dengan dinding dan selanjutnya robot dapat bergerak menjelajah ruangan dengan selalu memeriksa kondisi jarak dari sisi kanan, kiri, depan, serong kiri dan serong kanan. Dengan 5 buah sensor tersebut sebetulnya sudah cukup untuk menjelajah ruangan namun akan lebih baik lagi bila digunakan 8 buah sensor yang menempati 8 arah mata angin seperti pada gambar berikut

Robot KRCI mendeteksi 8 arah mata angin

Sensor Ultrasonik

Sensor ini adalah merupakan sensor jarak yang bekerja dengan mengirimkan suara ke obyek yang diukur dan perhitungan jarak dilakukan berdasarkan waktu yang terhitung mulai gelombang ultrasonik dipancarkan hingga diterima kembali.

Devantech SRF-05

Merupakan sensor jarak ultrasonik produksi Devantech yang merupakan penyempurnaan dari versi sebelumnya SRF04. Devantech SRF05 mampu menghitung jarak hingga 4 meter (SRF04 hanya 3 meter). Dengan teknik akses yang masih sama persis dengan SRF04 yaitu dengan memberikan pulsa trigger dan informasi jarak akan dikirim dalam bentuk pulsa echo di mana lebar pulsa akan mewakili jauhnya jarak. Satu hal lagi kelebihan SRF05 adalah kemampuan tambahan untuk diakses dengan hanya menggunakan satu jalur I/O saja selain teknik lama yang menggunakan 2 jalur tetap dipertahankan.

D-Sonar

Sensor Ultrasonic D-Sonar

Merupakan sensor ultrasonik produksi Delta Electronic yang didisain dengan harga yang jauh lebih terjangkau. Sensor ini dapat diakses dengan trigger dan echo seperti pada SRF04 dan juga melalui UART. Dengan melalui UART, informasi jarak tidak hanya berupa lebar pulsa namun juga dapat diminta dalam bentuk jarak.

Sensor Jarak Inframerah

Sharp GP2D12

Sensor jarak ultrasonik memang dapat mengatasi tipuan-tipuan dalam bentuk cermin, namun sensor ini memiliki kelemahan apabila obyek yang dideteksi berupa dinding yang bergelombang di mana sinyal sonar akan dipantulkan ke arah lain sehingga jarak tidak terdeteksi. Untuk mengatasi hal ini, sensor inframerah sebagai pendukung sistem pengukuran jarak adalah alternatif yang baik. Berbeda dengan sensor ultrasonik, sensor inframerah tidak menghitung waktu pancaran sinar melainkan menghitung di bagian mana sinar inframerah yang dikembalikan diterima oleh rangkaian phototransistor. Semakin jauh jarak maka semakin ke kanan sinar inframerah yang diterima pada rangkaian phototransistor dan semakin kecil tegangan outputnya.  Hasil output ini akan diterima oleh adc terlebih dahulu sebelum diambil oleh mikrokontroler.

sudut pantul gp2y0a21

Versi terbaru dari GP2D12 saat ini adalah GP2Y0A21. Bagian LED Drive circuit akan memancarkan cahaya inframerah ke obyek dan memantulkan dalam sudut yang sama. Apabila obyek menjauh maka sinar akan diterima semakin ke kanan dan tegangan keluaran akan semakin mengecil.

Sinar diterima pada phototransistor yang ada di dalam bagian signal processing circuit dan menghasilkan tegangan analog yang dikeluarkan ke bagian output

GP2D12, GP2Y0A21 Block Diagram

Hasil output tegangan tersebut tidaklah linier melainkan membentuk kurva seperti pada gambar berikut. Sensor mulai menampilkan jarak yang valid saat berada di jarak sekitar 4 cm dan menurun hingga 80 cm.

Kurva gp2d12 atau gp2y0a21

Untuk menghitung jarak maka dapat dilakukan dengan dua cara yaitu look up table dan interpolasi. Teknik paling sederhana adalah look up table yaitu dengan menyimpan di memori jarak-jarak berdasar kondisi tegangan sesuai dengan tabel di atas.

Berikut ini adalah beberapa sensor inframerah untuk pengukur jarak yang ada.

  • GP2D12, versi lama dengan jarak maksimum 80 cm
  • GP2Y0A21, versi terbaru dari GP2D12 dengan jarak maksimum 80 cm
  • GP2Y0A02, untuk jarak maksimum 150 cm

Sensor Kompas

Saat robot pertama kali berada pada posisi sejajar dengan dinding maka posisi tersebut harus disimpan sebagai referensi. Posisi tersebut disimpan dalam bentuh arah terhadap mata angin sehingga dibutuhkan sensor kompas untuk hal ini.

Devantech CMPS03

Devantech CMPS03 Digital Compass

Merupakan sensor kompas keluaran Devantech dengan antarmuka I2C.

Devantech CMPS10

Devantech CMPS10 Digital Compass

Merupakan versi update dari CMPS03 yang juga dilengkapi dengan sensor akselerasi dan sensor kemiringan. Pada KRCI terdapat salah satu tingkat kesulitan berupa uneven floor. Pada bagian ini robot akan mengalami gangguan navigasi sejenak karena bisa saja sensor jarak mengarah ke atas dan tidak mendeteksi dinding. Agar robot dapat mengetahui kapan terjadinya uneven floor, maka hal ini dapat dideteksi dengan fitur tilt (kemiringan) sensor pada CMPS10.

Uneven Floor

DST Navi

Merupakan sistem navigasi robot Produksi Delta Electronic di mana sistem ini dapat dihubungkan pada 8 buah SRF05, 8 buah GP2D12 dan sebuah Devantech Compass (CMPS03 atau CMPS10)

Modul DST-Navi terhubung dengan 8 SRF05, 8 GP2Y0A21, 1 CMPS10, Modul DST-AVR dan LCD

Pada sistem ini pengguna tidak harus menentukan kapan menggunakan sensor inframerah dan kapan sensor ultrasonik saat mengukur jarak. Terdapat perintah melalui UART yang meminta sistem untuk mengukur jarah di salah satu arah mata angin. Pada saat perintah ini diproses maka sistem akan melakukan dua metode pengukuran dan setelah menentukan hasil yang valid maka sistem akan mengirimkan informasi jarak ke UART. Hal ini akan membuat source code / program yang dibuat oleh pengguna semakin simpel.

Selain informasi jarak, DST-Navi juga dapat mendeteksi posisi robot terhadap arah mata angin ataupun kemiringan  dengan bantuan Devantech Compass. Salah satu aturan KRCI adalah robot kembali ke posisi awal, untuk kasus ini DST Navi juga dapat menyimpan catatan perjalanan robot berupa arah dan kemiringan setiap periode tertentu ke dalam memori sehingga melalui port UART catatan tersebut dapat diminta.

Sensor Api

Terdapat dua jenis sensor api yang sering digunakan yaitu Hamamatsu UVTRON yang mendeteksi titik api dengan mencari sinar ultraviolet dan TPA81 yang menggunakan inframerah.

Hamamatsu UVTRON R9454

UVTRON Sensor R2868 atau R9454

Merupakan sensor api produksi Hamamatsu  dan penyempurnaan dari versi sebelumnya R2868. Sensor ini memiliki ketahanan 10x lebih besar dari R2868 yaitu ( 10.000 m/s2 ). Sensor UVTRON dapat mendeteksi titik api dari jarak 5 meter.  Sensor ini membutuhkan tegangan DC yang cukup besar, yaitu 400 VDC. Untuk mempermudah pengguna dalam memakai sensor ini maka tersedia rangkaian driver C10423 yang menjadi antarmuka UVTRON dengan mikrokontroler. C10423 akan membangkitkan tegangan 400 Volt DC dan membangkitkan pulsa level TTL sehingga dapat dihubungkan langsung ke mikrokontroler

UVTRON Driver C10423

TPA81 Thermopile Array

TPA81 Thermophile Array

Tidak sejauh UVTRON yang mampu mendeteksi api pada jarak 5 meter, sensor ini hanya mendeteksi api pada jarak 2 meter. Namun UVTRON memiliki sudut yang cukup luas dalam mendeteksi titik api sehingga posisi api masih belum dapat dipastikan. Sedangkan Thermophile Array akan mendeteksi posisi titik api berdasarkan pixel-pixel yang mendeteksi cahaya inframerah dari api. Antarmuka TPA81 adalah dalam bentuk I2C

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

Kontes Robot Indonesia dan Kontes Robot Cerdas Indonesia 2012 (KRI & KRCI 2012)

Monday, December 26th, 2011

KRI dan KRCI adalah merupakan ajang kontes robot yang diadakan secara nasional di Indonesia dan diselenggarakan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Indonesia.

KRI atau Kontes Robot Indonesia dilakukan oleh 3 buah robot yaitu robot manual, robot otomatis dan robot kolektor yang saling bekerja sama untuk memasukkan burns ungu ke dalam keranjang dengan melewati berbagai rintangan. Titik berat dari kontes ini lebih diutamakan pada gerakan-gerakan mekanis seperti memanjat, mengambil robot collector dan lain-lain.

KRCI atau Kontes Robot Cerdas Indonesia lebih mengutamakan kecerdasan robot dan sama sekali tidak memperbolehkan operator untuk mengendalikan robot selama proses. Kontes ini terdiri dari dua bagian yaitu Kontes Robot Beroda dan Kontes Robot Berkaki dengan tema yang sama yaitu menjelajah ruangan dan mencari titik api serta kembali ke posisi awal. Semua gerakan robot dilakukan berdasarkan hasil dari sensor.

Pertandingan diawali dengan pertarungan di tingkat regional yang kemudian akan dilanjutkan ke tingkat nasional. Pemenang dari pertandingan akan mewakili tim Indonesia dalam Abu Robocon 2012 di China.

Berikut adalah informasi-informasi yang dapat berguna bagi peserta

Untuk memperoleh kemenangan, tingkat keakuratan dan kecepatan robot adalah merupakan point utama, berikut ini kami ulas bahan-bahan untuk keperluan KRI dan KRCI sekaligus dengan bahasan mengenai spesifikasi masing-masing dan cara penggunaannya sehingga pengguna dapat menjadikan referensi bahan mana yang sesuai dengan robot yang sedang dikerjakan.

Artikel-artikel untuk mendukung KRCI

Berikut ini kami sajikan artikel-artikel yang dapat digunakan untuk mendukung KRCI. Artikel ini akan kami update terus secara periodik, untuk itu silahkan kunjungi halaman ini untuk mengikuti perkembangan artikel. Artikel-artikel ini akan membahas teknik-teknik yang digunakan pada KRCI dengan berbagai mikrokontroler seperti MCS-51, AVR maupun Renesas R8C dengan berbagai jenis sensor.

Robot KRCI kategori beroda

Robot KRCI Kategori beroda

Cek link ini untuk memesan

Robot KRCI kategori berkaki

Delta Hexapod 18 Servo

Cek link ini untuk memesan

PREVIEW VIDEO DENGAN POWER SUPPLY klik disini

PREVIEW VIDEO DENGAN BATTERY klik di sini

PREVIEW VIDEO SAAT MASA PROTOTYPE DI PANTAI SAMUDERA INDONESIA klik di sini

Berikut kami akan mengulas langkah-langkah teknik pembuatan Robot KRCI secara periodik. Sering-seringlah mengunjungi halaman ini untuk melihat perkembangan.

Kategori Beroda

Kategori Berkaki

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

AN0172 Membangun Sistem Navigasi dengan DST-NAVI sebagai Sub System Sensor dan DST-AVR sebagai Sistem Mikrokontroler

Saturday, August 13th, 2011

Aplikasi robot seringkali membutuhkan navigasi di mana robot harus mengetahui ke mana arah gerakan dilakukan. Seperti pada robot pemadam api pada KRCI di mana robot harus bergerak menyusuri ruangan-ruangan, dalam hal ini sistem navigasi sangat dibutuhkan untuk memandu gerakan robot tersebut.

DST-NAVI adalah merupakan sebuah sub system yang mengatur pengambilan data-data dari sensor jarak (ultrasonik maupun infrared) dan sensor kompas. Dengan mengetahui posisi robot terhadap dinding-dinding ataupun sudut terhadap arah mata angin maka dapat ditentukan ke mana robot harus bergerak.

Pada aplikasi ini digunakan Modul DST-AVR sebagai otak robot dan data-data sensor akan ditampilkan secara bergantian pada LCD berupa data jarak dengan menggunakan teknik infrared dari 8 sensor GP2D12 atau GP2Y0A21, teknik ultrasonik dari 8 sensor SRF-05 dan sensor kompas CMPS09 / 10

Modul pendukung artikel ini adalah:

- DST-NAVI

- DST-AVR

- LCD

- Infrared Range Finder GP2D12

- Ultrasonic Range Finder SRF05

- CMPS09 Digital Compass atau

- CMPS10 Digital Compass

Software pendukung:

- Microcontroller Source Code (Compile by AVR Studio)

Artikel dapat didownload di AN0172