Perancangan Robot ONTAKI Untuk Pemetaan dan Survei Lokasi Pada Bidang Datar

Robot ONTAKI dirancang dengan tujuan untuk membangun peta dan mengetahui kondisi lingkungan sekitar robot melalui daerah yang sedang dijelajahi oleh robot. Daerah yang dijelajahi tersebut belum diketahui medan dan bentuk jalurnya ataupun daerah yang dimungkinkan berbahaya jika dijelajahi secara langsung oleh manusia. Contohnya adalah daerah rawan kebocoran gas beracun. Untuk sementara, target dari robot tersebut adalah beroperasi pada daerah datar. 

Untuk mendesain robot yang dimaksud, maka langkah-langkah sistematis yang dilakukan adalah :

1. Analisis Komponen Mekanik Robot
2. Analisis Komponen Elektronik Robot
3. Desain Sistem 
4. Desain Visual Robot 

Analisis Komponen Mekanik Robot

Akrilik

Dipergunakan sebagai pembentuk kerangka dan desain bodi robot

Roda Tank

Dipergunakan sebagai pelindung roda robot agar tidak terjadi selip ketika robot berjalan di suatu medan. Roda tank juga difungsikan agar robot dapat bergerak mulus melewati jalur yang tidak rata. 

Spacer

Sebagai penyangga akrilik, agar antar kerangka robot memiliki jarak yang cukup untuk komponen elektronik.

Mur dan Baut

Sebagai penghubung antar kerangka robot / akrilik

Analisis Komponen Elektronik Robot

Baterai Li-Po 22 Volt

Sebagai power untuk keseluruhan komponen robot

Liquid Crystal Display

Menampilkan output dari sensor secara real time

Mikrokontroller Atmega128

Berfungsi sebagai otak yang mengontrol kerja dari system robot berdasarkan dengan program yang diberikan. 

Motor DC Vexta

Difungsikan sebagai penggerak utama komponen roda tank. Motor DC tersebut dilengkapi dengan modul driver motor. 

Transmitter dan Receiver WIFI

Modul wireless berperan penting sebagai transmitter sekaligus receiver data untuk input dan output dari dan kepada computer. Intinya, Wireless dipergunakan sebagai sarana komunikasi data penghubung robot dengan komputer. 

Modul Kamera Inframerah

Berperan penting untuk melihat lokasi wilayah jelajah robot. Data dari kamera yang merekam kondisi dan situsasi medan akan terkirim pada computer untuk ditampilkan secara real time pada interface aplikasi. Selain itu, keunggulan dari kamera inframerah adalah kemampuan untuk melihat objek dimalam hari. 

Sensor Gas

Sensor gas dimaksudkan untuk mendeteksi gas-gas beracun yang berada di lingkungan robot.

Sensor Ultrasonik 

Dasar untuk pembuatan peta pada aplikasi adalah pada deteksi jarak oleh sensor ultrasonic. Sensor ini akan mengirimkan data berupa seberapa dekat sensor dengan halangan yang berada disekitar robot. Jika mendeteksi halangan maka aplikasi pemetaan akan menggambarkan simulasi 2D secara langsung. 

Sensor Kompas 

Sensor kompas akan mendeteksi arah dari jelajah robot. Arah akan terdeteksi lewat besarnya derajat yang dihasilkan oleh sensor kompas.

Sensor Rotray Encoder

Sensor ini berguna untuk menghitung seberapa jauh robot telah melakukan proses penjelajahan. Hingga dapat pula nantinya dipergunakan sebagai penentu rute terpendek dari berbagai rute jelajah dalam satu medan.

Desain Sistem

System yang terdapat pada perancangan ini terbagi atas dua system, yaitu system robot dan system aplikasi pada computer. Maka, agar masing-masing system dapat dipahami, dibuatlah diagram blok untuk menggambarkan masing-masing desain system. 

Diagram Blok pada Robot

Diagram Blok pada Komputer

Ketika tombol push button robot masuk ke posisi ON, terlebih dahulu computer mengkoneksikan wifi pada wifi yang dipancarkan oleh robot. Setelah robot dengan computer terhubung lewat wifi, maka robot dapat dikontrol melalui keyboard computer atau menekan tombola arah pada interface aplikasi. Berikut ini rancangan interface yag ditampilkan pada computer : 

Rancangan Interface pada Aplikasi

• Output pemetaan adalah simulasi dari jalur yang dilalui oleh robot. Dasar untuk penggambaran peta adalah hasil dari sensor ultrasonic terhadap benda-benda yang ada disekitar robot. Jika muncul halangan disekitar lingkungan robot pada jarak n (tertentu), maka peta akan mensimulasikan halangan tersebut dengan memunculkan warna tertentu. Begitu pula apabila tidak menemukan halangan sesuai dengan syarat yang diprogram pada ultrasonic maka peta akan memunculkan warna lain. Seterusnya hingga peta akan terbentuk. 
• Sensor ultrasonic pada masing-masing bagian robot akan mengirimkan data berupa seberapa jauh sensor terhadap objek sekitar. 
• Kamera inframerah yang terpasang pada robot akan mngirimkan data gambar secara real berupa gambar daerah yang dijelajahi robot saat itu. 
• Output dari berbagai sensor juga akan muncul pada interface output sensor. Meliputi tampilan sensor kompas, sensor gas dan sensor jarak. 
• Tombol pada kearah kiri, kanan, atas,bawah menunjukkan pengontrol daripada robot. User dapat mengontrol dengan cara menekan tombol tersebut atau tombol panah pada keyboard. 

Setelah output robot ditampilkan pada interface, maka user dapat melanjutkan mengontrol robot sesuai dengan area yang akan dijelajahi robot. Berikut adalah contoh dari area yang dapat dijelajahi oleh robot ONTAKI : 

Contoh Area Jelajah Robot

Berikut ini adalah rancangan flowchart dari mekanisme kerja sistem

Flowchart Robot

Desain Visual Robot

Tampilan Robot tampak Perspektif

Tampilan Robot tampak depan

Tampilan Robot tampak samping

Fitur Robot

1. Robot dapat dikendalikan menggunakan joystick, kinect, maupun keyboard. Sehingga memudahkan user selaku pengontrol untuk menentukan arah jelajah robot. 
2. Robot Menggunakan komunikasi data melalui wireless sehingga memudahkan user untuk mengontrol robot dari jarak yang lebih jauh daripada komunikasi data melalui Bluetooth maupun remote control frekuensi. Selain itu, wireless adalah sarana komunikasi yang mampu melewati halangan berupa tembok maupun halangan-halangan lain yang media Bluetooth maupun remote control frekuensi tidak mampu melewatinya. 
3. Roda penggerak robot menggunakan roda konveyor atau roda tank, sehingga mampu mencegah roda dari gangguan selip seperti yang rawan terjadi pada roda tanpa lapisan konveyor. 
4. Dilengkapi dengan kamera, sensor jarak, pengukur jarak dan sensor gas sehingga output dari kamera maupun berbagai sensor yang melengkapi robot dapat langsung diamati secara langsung (real time) oleh user seperti yang ditampilkan pada interface aplikasi.

Fungsi Robot

1. Menghasilkan pemetaan berupa gambar 2 dimensi dari lokasi yang sedang dijelajahi oleh robot. Fungsi inilah yang disebut sebagai fungsi pemetaan. 
2. Mengetahui kondisi lingkungan sekitar robot yang sedang menjelajahi medan tertentu, seperti gambar nyata yang ditangkap kamera robot, kondisi gas, arah, hingga jarak tempuh. Fungsi inilah yang disebut sebagai fungsi survey lokasi.

Manfaat Robot 

1. Pada bidang industri, robot diharapkan dapat membantu pabrik / perusahaan yang berkaitan dengan gas dalam mengecek area berbahaya akibat kebocoran gas. 
2. Robot juga diharapkan dapat membantu tim penjelajah daerah baru, seperti gua atau area tertentu yang belum diketahui tingkat keamanannya bagi manusia. 

Salam Hangat