Robot KRPAI Beroda Politeknik Negeri Semarang

Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) Divisi Beroda adalah merupakan pecahan dari Kontes Robot Cerdas Indonesia yang dahulu terbagi menjadi 3 Divisi, yakni KRCI beroda, KRCI berkaki dan KRCI Expert Battle. 

KRPAI Divisi Beroda sesuai namanya memiliki task untuk mematikan api berupa lilin pada suatu ruangan acak dalam labirin / maze. Setiap tahunnya ada beberapa variasi peraturan / rules yang kombinasinya berbeda. Pada umumnya misi robot adalah harus dapat mematikan api dengan waktu secepat-cepatnya tanpa menabrak dinding maze, dan obstacle berupa boneka anjing, dan coat tree. Lalu setelah memadamkan api robot harus dapat kembali ke posisi Home dengan baik.

Tim KRPAI Beroda Politeknik Negeri Semarang ini terdiri dari Muhammad Trigunawan dan Feryan Romadhon, Keduanya dibimbing oleh Bapak Dr.Samuel BETA, Ing Tech,M.T.

1. Deskripsi Robot

Robot pemadam api beroda ini menggunakan motor dc 12V sebagai penggerak utama, dilengkapi dengan sensor sebagai masukan (3 buah sensor api, 1 buah sensor sinar uv, 1 set sensor garis, 1 sensor warna, 1 buah sensor proximity,  3 buah sensor jarak) dan luarannya sebuah kipas dan motor servo. Pengendali utamanya menggunakan sebuah mikrokontroler Atmega 128.

Gambar 1. Robot Pemadam Api Polines

2. Spesifikasi Robot

Dimensi robot  :

Panjang  : 235 mm

Lebar     : 200 mm

Tinggi    : 260 mm

Berat     :  2,1  kg

3. Konstruksi Robot

Robot  terdiri dari :1. Rangka terbuat dari akrilik 3mm2. 4 buah roda jalan yang digerakan oleh 4 motor penggerak.3. 1 buah baterai 11,1 V / 2,2 AH sebagai power supply utama pada robot.4. 4 buah roda yang terbuat dari akrilik dan dilapisi oleh karet.5. 1 buah motor ber baling-baling yang digunakan untuk memadamkan api.

4. Sensor yang Digunakan

Sensor dan interface robot terdiri dari :

1. 3 buah sensor SRF04 untuk mendeteksi jarak dengan dinding dan bernavigasi mencari ruangan.2. 1 buah sensor UVtron digunakan untuk mendeteksi ada tidaknya api dalam ruangan.3. Rangkaian driver motor  untuk menggerakan motor roda dan motor kipas dan rangkaian power suply4. Rangkaian sistem minimum Atmega 128 sebagai pusat dari kontrol yang telah diprogram dengan menggunakan bahasa C.5. Motor  penggerak utama robot  diprogram dengan menggunakan PWM (pulse width modulation) untuk mengatur pergerakan motor kanan dan kiri tetap seimbang walaupun pada kecepatan yang tinggi.6. 3 buah sensor api TPA81 di gunakan unruk  memfokuskan pada suhu titik api.

5. Cara Kerja

Ketika tombol start ditekan / sound activation dihidupkan robot akan berjalan menelusuri dinding kanan keluar dari home kemudian mencari api pada tiap ruangan dengan sistem scan ruang. Setelah api berhasil dideteksi, robot akan masuk ruangan mencari posisi api untuk dipadamkan, setelah itu robot akan keluar dari ruangan dan kembali menelusuri dinding dan mencari api pada setiap ruangan  yang dilewati, dan bekerja seperti pencarian sebelumnya hingga jumlah titik api yang dipadamkan lebih dari 3 atau sudah melebihi batas waktu.  

Referensi :
https://robotics.ui.ac.id/divisi-krpai-beroda/
Modul Presentasi KRPAI Politeknik Negeri Semarang

Robot KRSI Politeknik Negeri Semarang

        KRSI adalah kontes robot yang diselenggarakan bersamaan dengan Kontes Robot Indonesia, kontes ini menitikberatkan pada unsur seni budaya setempat. Disini robot buatan mahasiswa harus mampu mengeksplorasi budaya setempat dengan ilmu robotika.

           Pada kesempatan kali ini, Politeknik Negeri Semarang mengirimkan putra-putri terbaiknya terbaiknya untuk mengikuti lomba ini. Dengan bimbingan dari Bapak Sidiq Syamsul Hidayat, S.T, M.T, Ph.D tim robot KRSI Polines yaitu Ilham Yuda Arifin, Anif Magfiroh dan Saroful Ikhsan mampu menyelesaikan robot KRSI dengan sebaik mungkin. Robot yang dibuat adalah robot penari Bambangan Cakil.

1. Rancangan

    Robot menggunakan 23 derajat kebebasan. 1 servo untuk kepala, 2 servo untuk badan, 6 servo untuk tangan kanan dan kiri, 4 servo untuk pinggul, 10 servo untuk bagian kaki kanan dan kiri.

    Pada robot cerdas seni tari ini sebagian besar rangkanya menggunakan aluminium dan mika acrylic. Hal ini bertujuan agar dalam proses pembuatan robot tidak terlalu memakan biaya, bobot yang ringan, serta penggabungan antar bagian robot lebih mudah. Mika acrylic yang digunakan memiliki ketebalan 3 mm, sehingga diperoleh daya topang yang kuat. Untuk menggabungkan antar bagian robot dipergunakan material aluminium yang dibantu dengan sekrup dan baut. Untuk lebih jelasnya, struktur robot seni ini dapat dilihat pada ilustrasi desain.

Gambar 1. Desain Tampak Depan

Gambar 2. Robot tampak depan 

Gambar 3. Desain Tmpak Samping

Gambar 4. Robot Tampak Samping

2. Sistem Kontrol

4. Cara Kerja

       Saat pertama robot dinyalakan, robot Bambangan menunggu sampai ada suara lagu yang dikenali oleh voice recognition. Robot hanya akan bergerak jika hanya mendengar lagu tertentu sesuai dengan lagu atau suara yang telah ditentukan dewan juri. Untuk mengolah sinyal suara dari Electronic Condenser digunakan metode filter. Output dari filter wavelet berupa data digital yang selanjutnya akan diolah oleh mikrokontroler untuk menggerakkan motor servo yang ada pada kepala, tangan, dan kaki robot. Output dari hasil filter wavelet berupa data digital dala domain frekuensi dan domain waktu yang berbeda – beda. Perbedaan tersebut digunakan oleh mikrokontroler untuk menciptakan pola gerak yang berbeda – beda dari anggota tubuh robot.

       Setelah Bambangan mencapai zona lingkaran tengah dan terdeteksi sensor IR Robot Cakil, Robot Cakil akan mulai bergerak menari.

         Untuk mendeteksi area robot ini menggunakan sensor warna. Sensor warna ini akan mendeteksi area – area yang akan dilewati karena bentuk lapangan banyak menggunakan area yang berbeda warna. Dengan metode ini, maka akan lebih mudah untuk menentukan jarak dan waktu sampai di zona tutup.

5. Sensor yang Digunakan

    1) Sensor Gyro

  Sensor Gyro membantu untuk mempertahankan posisi robot karena mendeteksi momentum perubahan sudut robot ketika bergerak. Sensor ini diletakkan pada titik keseimbangan yaitu di bagian tengah tubuh.

Gambar 5. Sensor Gyro

    2) Sensor Warna

      Sensor warna digunakan untuk mendeteksi warna dari setiap zona lapangan.

Gambar 6. Sensor warna

    

    3) Sensor Suara

         Sensor suara digunakan untuk mendeteksi suara/musik yang dimainkan. Ketika musik berhenti robot harus bisa berhenti. 

Gambar 7. Sensor suara

   4) Sensor Infrared

     Sensor Infrared digunakan untuk mengaktifkan robot Cakil yang menunggu robot Bambangan mencapai lingkaran tengah.

Gambar 8. Sensor Infrared

Robot Bambangan dan Cakil

Referensi :

http://id.wikipedia.org/wiki/Kontes_Robot_Seni_Indonesia

Modul Presentasi Robot KRSI Polines

Monitoring dan Pengatur Suhu Ruang Data Center Berbasis Mikrokontroler

1. Pendahuluan

    Data Center merupakan suatu fasilitas yang digunakan untuk menempatkan sistem komputer dan komponen-komponen terkaitnya. Untuk menjaga kualitas alat-alat yang berada didalam data center agar tidak mudah rusak maka ruang pada data center perlu dijaga kestabilan suhunya. Suhu lingkungan ideal pada data center adalah 20-22 derajat celcius.

2. Sensor yang digunakan

   Prinsip utama pada pengatur suhu ruang otomatis adalah penggunaan sensor suhu. Sensor suhu yag digunakan adalah sensor suhu IC LM35. IC LM35 berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik. IC LM35 mengubah perubahan suhu menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor IC LM35 membutuhkan catu daya DC 5V dan konsumsi arus sebesar 60 mikro ampere ketika beroperasi. Bentuk fisik dari IC LM35 ini adalah berupa chip IC dengan berbagai bentuk. Pada umumnya bentuk IC LM35 adalah bentuk TO-92 seperti gambar dibawah ini :

         Sensor suhu IC LM35 memiliki 3 kaki dengan fungsi tiap kaki yaitu sebagai sumber tegangan DC 5V, untuk output dan untuk ground.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :
a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
b. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
c. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC
d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA
e. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. f. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
g. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

     Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C.
       Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV 

Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
a.LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.
b. LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
c. LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.

Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain : 
a. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
b. Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
c. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
d. Rangkaian menjadi sederhana
e. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal 


3. Cara Kerja Sistem

Cara kerja sistem ini adalah, mikrokontroler sebagai pengendali akan mendapat masukan dari keypad berupa suhu ambang atau suhu acuan, untuk kasus ini maka suhu acuannya disetting dengan suhu batas atas 22 derajat celcius dan suhu batas bawah adalah 20 derajat celcius. Apabila sensor membaca suhu ruangan di data server dibawah suhu batas bawah atau diatas suhu batas atas, maka pembacaan suhu yang berupa sinyal analog akan dikonversikan oleh ADC (Analog Digital Converter) menjadi sinyal digital. Yang kemudian sinyal digital tersebut akan diinputkan ke mikrokontroler. Kemudian data perubahan suhu tersebut akan kirim secara wireless ke ponsel android. Untuk mengatur suhu AC juga dapat dilakukan melalui ponsel android.

4. Blok Diagram

5. Komponen-Komponen

1. Sensor suhu IC LM35 = berfungsi untuk mendeteksi suhu ruangan di data center
2. Modul mikrokontroler dan GPRS modul = sebagai pengendali dan pengirim data yang sudah di olah ke ponsel android.
3. Ponsel android = berfungsi untuk monitoring suhu dan pengontrol suhu AC data center
4. AC = sebagai pendingin suhu ruangan


Referensi :

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhu-ic-lm35/
http://www.manajemen-data-center.com/p/bab-4-infrastruktur-pendukung-data.html

Pendeteksi Kebocoran Gas Berbasis Mikrokontoler

Alat pendeteksi kebocoran gas ini dibuat untuk meminimalisir terjadinya kecelakaan akibat kebocoran gas LPG.

Alat ini memiliki 2 prinsip yaitu :

1. Mendeteksi adanya kebocoran gas

2. Mencegah kebocoran gas berlanjut

Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari alat ini adalah apabila sensor mendeteksi adanya gas butana (elpigi) dalam suatu ruangan, maka secara otomatis regulator akan mengunci dan memutus jalannya aliran gas elpigi. Kemudian sistem akan menghidupkan exhaust fan untuk membuang gas butana tersebut agar tidak menumpuk didalam suatu ruangan dan dapat menyebabkan ledakan apabila dipicu oleh api.

Komponen-Komponen

Gambar 1. Sensor Gas
Sumber : elektronika-dasar.web.id

Gambar 2. Modul mikrokontoler atmega8535
Sumber : diditaji.blogspot.com

Gambar 3. Servo Motor
Sumber : http://www.engineersgarage.com/insight/how-servo-motor-works

Gambar 4. Exhaust Fan
Sumber : newhousedesign.site27.com

Sensor Gas : berfungsi untuk mendeteksi adanya gas butana.

Mikrokontroler : berfungsi sebagai sistem yang memproses hasil dari sensor gas agar dan memerintahkan regulator dan kipas.

Servo : berfungsi sebagai motor yang menggerakan regulator.

Exhaust fan : berfungsi untuk mengeluarkan gas butana agar tidak menumpuk dalam ruangan.

Sumber :

Modul Presentasi PKM Gas oleh Achmad Saiful Annas

Politeknik Negeri Semarang

Seismograf

1. Pengertian

    Seismograf adalah sebuah perangkat yang mencatat dan mengukur gempa bumi. Seismograf terdiri dari seismometer. Seismometer adalah sesor getaran yang biasanya digunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah. Hasil rekaman dari alat tersebut disebut seismogram.

    

Gambar 1.1 Seismograf
Sumber : da.wikipedia.org

2. Prinsip Kerja

Gambar 2.1 Seismograf
Sumber : asyafe.wordpress.com

    Pada prinsipnya seismograf terdiri gantungan pemberat dan ujung lancip seperti pensil.     Menurut Andrew Langley (2007: 67), menyatakan : “ Prinsip kerja dari alat ini yaitu mengembangkan kerja dari bandul sederhana. Ketika mendapatkan usikan atau gangguan dari luar seperti gelombang seismik maka bandul akan bergetar dan merekam datanya seperti grafik”.

           Pada bandul matematis, berat tali diabaikan dan panjang tali jauh lebih besar dari pada ukuran geometris dari bandul. Pada posisi setimbang, bandul berada pada titik A. Sedangkan pada titik B adalah kedudukan pada sudut di simpangan maksimum (θ). Kalau titik B adalah kedudukan dari simpangan maksimum, maka gerakan bandul dari B ke A lalu ke B’ dan kemudian kembali ke A dan lalu ke B lagi dinamakan satu ayunan. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu ayunan ini disebut periode (T).

f   = Komponen w menurut garis singgung pada lintasan bandul

P  = Gaya tegang tali

N  = Komponen normal dari W = m . g

l    = Panjang tali

θ = Sudut simpangan

Gaya pemulih yang bekerja pada bandul yaitu -mg sin θ. Sehingga persamaannya dapat ditulis sbb :

                                     

        F = – mg sin θ

Tanda negatif diatas menunjukkan bahwa gaya mempunyai arah yang berlawanan dengan simpangan sudut θ. Karena gaya pemulih F berbanding lurus dengan sin θ bukan dengan θ, maka gerakan tersebut bukan merupakan Gerak Harmonik Sederhana.  Jika sudut θ kecil, maka panjang busur x (x = L kali θ) hampir sama dengan panjang L sin θ. Dengan demikian untuk sudut yang kecil, menggunakan pendekatan :

  

                                           Sin θ ≈ θ

Sehingga persamaan gaya pemulih menjadi :

                                             F = – mg Sin θ ≈ -mg θ

Karena :

                                             x = Lθ

maka persamaan diatas menjadi persamaan yang sama seperti dengan hukum Hooke :

                                 F = -kx

Periode pendulum sederhana dapat kita tentukan menggunakan persamaan :

Konstanta gaya efektif k kita ganti dengan mg/L :

                                             

                                             

sehingga frekuensi pendulum sederhana

Berdasarkan persamaan di atas, tampak bahwa periode dan frekuensi getaran pendulum sederhana bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi. Karena percepatan gravitasi bernilai tetap, maka periode sepenuhnya hanya bergantung pada panjang tali (L). Dengan kata lain, periode dan frekuensi pendulum tidak bergantung pada massa beban alias bola pendulum.

3. Komponen Seismograf

    Menurut Olivia N. Harahap (1994:93) : “Seismograf adalah sebuah alat elektronika yang berfungsi sebagai pencatat gempa bumi. Dalam sebuah seismograf terdiri dari beberapa bagian, yaitu sebuah sensor, amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, Time System, Rekorder, dan tentunya power supply. Gabungan antara amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, dan time system biasa disebut dengan Digitizer”.

a. Sensor

      Sensor untuk sebuah Seismograph disebut Seismometer. Seismometer diartiakan sebuah sensor yang menangkap gelombang seismik yang berbentuk besaran fisik. Bentuk output dari seismometer adalah tegangan listrik. Seismometer sendri terbagi dua jenis yaitu Short Period dan Broadband.

b. Amplyfier / Pengkondisi sinyal

     Output dari seismometer yang berupa tegangan tersebut merupakan input dari bagian ini. Seperti namanya Amplyfier, berfungsi sebagai penguat tegangan dari seismometer. Sebab tegangan yang dihasilkan oleh seismometer belum dapat diolah secara langsung oleh ADC, Jadi perlu dikuatkan dan dipilih (difilter) oleh pengkondisi sinyal. Hasil dari bagian Amplyfier dan Pengkondisi Sinyal inilah yang menjadi input bagi ADC.

c. ADC

      ADC atau Analog to Digital Converter adalah sebuah bagian yang berfungsi sebagai perubah dari sinyal analog, berupa tegangan listrik yang dikeluarkan oleh pengkondisi sinyal menjadi sebuah bentuk digital. Bentuk digital inilah nantinya yang akan diproses menjadi sebuah informasi. Digitizer juga diintegrasikan dengan sebuah logger sebagai media penyimpan data. Sehingga data tersebut tidak hilang dan dapat dipergunakan sewaktu-waktu.

d. Time System

     Time System atau sistem pewaktu dalam sebuah Seismograf sangat penting sebagai penyedia informasi waktu dari parameter gempa bumi. Sistem pewaktu dapat diperoleh dari sebuah RTC (Real Time Clock), biasanya berupa IC, dan sebuah GPS (Global Position system). Pada masa sekarang ini RTC dan GPS keduanya dibutuhkan dalam seismograf untuk saling melengkapi.

e. Recorder

    Recorder di dalam sebuah seismograf berfungsi sebagai pencatat atau perekam untuk selanjutnya di lakukan analisa lanjutan. Sudah jamak di sini bahwa recorder berupa sebuah PC atau laptop. Selain sebagai recorder, peran PC bisa juga sebagai data logger dan juga analisis data. Hal tersebut dimungkinkan karena dilengkapi dengan software analisa.

f. Power Supply

   Sebuah alat elektronika tidak dapat bekerja tanpa diberi power supply. Power supply yang digunakan adalah tegangan DC atau searah. Untuk sebuah seismograf tegangan dari sumber masuk ke digitizer untuk selanjutnya didistribusikan ke semua bagian. Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetik.

Referensi :

http://penyeara.blogspot.com/2013/08/seismograf.html

wikipedia.org