Pengendali Laju Kecepatan dan Sudut Steering Pada MobileRobot dengan Menggunakan Accelerometer pada Smartphone

Android

Muhammad Ariansyah Putra1, Bhakti Yudho. S2

1. Mahasiswa Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Jalan Raya Prabumulih Km 32,Indralaya , 30662, Indonesia

2. Dosen Pengajar Teknik Elektro Universitas Sriwijaya, Jalan Raya Prabumulih Km 32, Indralaya , 30662,Indonesia

Email: ariansyah.m@gmail.com

ABSTRAK

Pengendalian mobile robot umumnya dikontrol menggunakan remote control. Inovasi pengendalian mobilerobot ini dapat dikontrol menggunakan smartphone android yang didalamnya terdapat sensor accelerometersebagai sensor kemiringan, sedangkan Bluetooth sebagai perangkat pertukaran data wireless antar perangkatelektronik. Pada makalah ini dirancang sebuah mobile robot yang memiliki pengaturan kecepatan dan sudutsteering dan dikontrol berdasarkan nilai axis dari accelerometer serta diproses menggunakan Arduino Uno.Pada pengujian dihasilkan bahwa smartphone android dapat mengontrol gerakan mobile robot secara realtime sejauh 60 meter dimana motor penggerak roda belakang mulai berputar pada saat menerima data axis 2dan respon motor servo penggerak steering memiliki selisih sebesar 3,7% terhadap kemiringan smartphone.

Kata kunci : Android, Accelerometer, Arduino, Bluetooth, Mobile Robot

ABSTRACT

Mobile Robot controlling is generally used controled by a remote control. The inovation of the mobile robotcontrol can be controlled using an android smartphone which has an accelerometer sensor as a tilt sensor,while Bluetooth is used as a wireless switching data device between electronic devices. In this paper designed amobile robot that has a speed controller and a steering angle which is controlled by the axis value from theaccelerometer and is procces by Arduino Uno, that results the android smartphone to control the mobile robotmovement in real time as far as 60 meters where the driving motor from the back wheel starts to turn when itrecieves the 2nd axis value and the servo motor that moves the steering has 3,7% difference against thesmartphone tilt.

Keywords : Android, Accelerometer, Arduino, Bluetooth, Mobile Robot

1. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi semakin hari kian mengalami kemajuan yang sangat pesat.Salah satu dampak perkembangan teknologi tersebut adalah teknologi robotika.Berbagai penelitian terkait dengan ilmu robotika semakin gencar digalakkan olehberbagai kalangan, mulai perusahaan perusahaan besar, laboratorium, hingga sebagaistudi bagi mahasiswa. Salah satu jenis robot yang cukup popular untuk dikembangkanadalah mobile robot.

Pada dasarnya kendali mobile robot terbagi dalam dua jenis pengendalian, yaitukendali manual dan kendali otomatis. Pada pengendalian manual, robot akan bekerjaberdasarkan perintah yang diberikan oleh operator melaui remote control danditerjemahkan kedalam bentuk pergerakan yang sesuai dengan informasi perintah yangdiberikan.

Inovasi pengendalian melalui remote control dapat dikembangkan dengan menggunakansmartphone android. Salah satu aspek yang menjadi pertimbangan adalah karenasifatnya yang praktis, mudah dibawa dan didukung dengan sistem operasi yang banyakdigunakan untuk ponsel masa kini Selain itu, didalamnya juga terdapat sensoraccelerometer sebagai sensor kemiringan sehingga cocok digunakan dalam berbagaiaplikasi.

Pada penelitian sebelumnya yang berjudul: Rancang Bangun Permainan Edukasi Matematika DanFisika Dengan Memanfaatkan Accelerometer Dan Physics Engine Box2d Pada Android (Putri Nikensasi,dkk, 2012). Penelitian ini bertujuan untuk membuat sebuah aplikasi permainan untukmenampilkan beberapa soal mengenai rumus – rumus matematika dan untuk menjawabnyaada sebuah bola yang pada tampilan GUI harus mengenai huruf ataupun symbol denganmemiringkan posisi smartphone, memanfaatkan sensor accelerometer dan Physics EngineBox2d. oleh karena itu pada makalah ini dibahas mengenai sensor accelerometerdigunakan sebagai pengendali kecepatan dan sudut steering pada mobile robot.

2. METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan dimulai dari perancangan perangkatkeras, perancangan elektris, dan perancangan perangkat lunak.

2.1 Perancangan Perangkat Keras

Pada penelitian ini, blok diagram perancangan remote control mobile robot menggunakansmartphone android yang mengirimkan data brupa nilai axis yang berasal dari sensoraccelerometer pada smartphone tersebut. Selanjutnya nilai axis tersebut dikirimkanmelalui Bluetooth dan diterima oleh modul Bluetooth HC-05 pada mobile robot, padamobile robot terdapat board arduino uno sebagai tempat pengolahan data yang diterimadan kemudian dijalankan logika program untuk motor penggerak maju, mundur, belokkiri, belok kanan.

Gambar 1. Blok Diagram Sistem

Gambar 2. Perancangan Perangkat Keras Mobile Robot

2.2 Perancangan Elektris

Ada beberapa perancangan elektris yang mendukung kinerja dari robot yang dibuatdiantaranya adalah perancangan rangkaian Motor DC Driver L298, dan perancanganrangkaian catu daya.

Gambar 3. Rangkaian IC Driver L298

Gambar 4. Rangkaian Catu Daya

Tabel 1 Pengalamatan input dan output pada Arduino Uno.

No.

AlokasiPort

Fungsi

1. TX (PIN 1) DATA TTL Serial RX

2. RX(PIN 0) DATA TTL Serial TX

3. PIN 3 EN Motor Driver

4. PIN 4 IN1 Motor Driver

5. PIN 5 IN2 Motor Driver

6. PIN 7 MOTOR SERVO

2.3 Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan kali ini menggunakan bahasapemrograman C yang digunakan untuk memasukkan perintah – perintah agar dapatdikenali oleh mikrokontroler, software yang digunakan untuk menjalankan programbahasa C adalah Integrated Development Editor (IDE) Arduino.

Gambar 5. Tampilan IDE Arduino

Gambar 6. Flowchart Kendali Mobile Robot Android

Jadi mobile robot bergerak maju, mundur, belok kiri, dan belok kanan tergantungdari data yang dikirimkan oleh smartphone android yang didalamnya tertanam sensoraccelerometer yang merupakan sensor kemiringan. Data yang dikirimkan berupa 3 dataaxis, yaitu axis X, axis Y, dan axis Z.

1) Sumbu XSumbu ini bernilai positif pada daerah sebelah kanan pada smartphone danbernilai negatif pada daerah sebelah kiri smartphone.

2) Sumbu YSumbu ini bernilai positif pada daerah sebelah atas pada smartphone danbernilai negatif pada daerah sebelah bawah smartphone.

3) Sumbu ZSumbu ini bernilai positif pada daerah sebelah depan pada smartphone danbernilai negatif pada daerah sebelah belakang smartphone.

Gambar 7. Sensor Accelerometer Pada Smartphone.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian alat ditujukan apakah robot yang dibuat sesuai dengan perencanaan dariperancangan sistem. Pengujian alat meliputi : 1.) pengujian motor DC penggerak majumundur, 2.) pengujianmotor servo penggerak steering, 3.) pengujian jarak jangkauanpengiriman data melalui Bluetooth.

3.1 pengujian motor DC penggerak maju mundur

Pada pengujian ini dilakukan untuk mngetahui respon motor DC yang digunakanterhadap data axis yang berasal dari sensor accelerometer yang dikirimkan olehsmartphone android melalui Bluetooth, hasilnya bia dilihat melalui alat bantuberupa hyperterminal.

Gambar 8. Data Axis dari accelerometer untuk perintah maju

Gambar 9. Data Axis dari accelerometer untuk perintah mundur

Tabel 2. Data nilai axis yang dikirimkan terhadap kecepatan motor DC.

Nilai axis Nilai PWM TeganganOutput(Volt)

KecepatanMotor(rpm)

0 0 0 01 25 1.45 02 51 2.5 413 76 4.18 1694 102 5.33 2275 127 6.07 2836 153 6.66 3157 178 7.1 3328 204 7.5 3469 229 7.82 36010 255 8.17 379

0100200300400

pengukuran

tegangan output (v)

kece

pata

n mo

tor

(rpm

)

Gambar 10. Grafik Kecepatan motor terhadap Tegangan yang diberikan.

3.2 Pengujian Motor Servo Penggerak Steering

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui respon motor servo yang digunakan terhadapperintah yang dikirimkan dari smartphone android melalui koneksi Bluetooth. Denganmelakukan pengujian ini maka dapat diketahui seberapa baik respon motor terhadappengendalian steering yang akan digerakkan. Pengujian dilakukan dengan memiringkansmartphone pada sumbu Y sensor accelerometer dan mengamati putaran steering as rodadepan pada mobile robot dengan menggunakan bantuan busur derajat. Perbandingan antarakemiringan smartphone dengan steering as roda depan pada mobile robot adalah 2 : 1.

Gambar 11. Data Axis dari accelerometer untuk perintah belok kiri

Gambar 12 Data Axis dari accelerometer untuk perintah belok kanan

Tabel 3 Data Arah Putaran sudut steering trhadap kemiringan smarphone

3.3 Pengujian Jarak Jangkauan Pengiriman Data Melalui Bluetooth.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh jarak jangkauan pengirimandata dari smartphone android ke modul Bluetooth HC-05 pada mobile robot. Pengujian inidilakukan pada 2 cara, yaitu pengujian dengan penghalang dan pengujian tanpahalangan. Pengujian dengan penghalang disini dimaksudkan mobile robot ditaruh disebuah ruangan dan tertutup dan penghalang disini berupa dinding ruanganselanjutnya dikontrol menggunakan smartphone android dari luar ruangan sedangkanpengujian tanpa halangan ini dikondisikan di sebuah lapangan terbuka tanpa adanyapenghalang yang berarti.Dari hasil pengujian didapatkan pada saat pengujian denganpenghalang jarak jangkauan maksimal mencapai sekitar 15 meter, sedangkan padapengujian tanpa halangan jarak jangkauan maksimal mencapai 60 meter lebih.

4. KESIMPULAN

Mobile robot dapat dikontrol dengan sensor accelerometer yang terdapat padasmartphone android dengan menggunakan koneksi bluetooth sejauh 60 meter dimana darihasil pengujian didapatkan respon motor DC penggerak roda belakang mulai berputar

pada saat menerima data axis sebesar 2 pada saat tegangan 2,5 volt DC, respon motorservo terhadap kemiringan smartphone memiliki error sebesar 3,7 %.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Nikensasi, Putri dkk, 2012, Rancang Bangun Permainan Edukasi Maematika Dan Fisika DenganMemanfaatkan Accelerometer Dan Physics Engine Box2d Pada Android, JURNAL TEKNIK ITSVol. 1 (sept, 2012) ISSN: 2301-9271 Hal A-255 – A-260.

[2] Yuwono, Cahyo dkk, 2010, Pengembangan Accelerometer Berbasis Personal Computer untukMengetahui Karakteristik Lari Jarak Pendek Menggunakan Teknologi Wireless,PROFESIONAL,VOL. 8, No. 1, Mei 2010, ISSN 1693-3745 Hal 22-32.

[3] Hidayat, dkk, 2012, Perancangan Pengukur Magnitudo dan Arah Gempa Menggunakan SensorAccelerometer ADXL330 Melalui Telemetri, Jurnal Sistem Komputer Unikom – Komputika– Volume 1, No.2 – 2012 Hal 17 – 23.

[4] Purwanto, 2009, Pengendali Motor Servo DC Standard Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega8535,Universitas Gunadarma.

[5] Huda, AA., (2012), 24 Jam Pintar Pemrograman Android, Penerbit Andi, Yogyakarta.