PERANCANGAN
TEL E OP OPERATI NG ROBOT ROBOT
ANDROID BERBASIS WEB
SERVER
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Elektro
Nama
: Frista Asrori Prawiradirga
NIM
: 11524004
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Teknologi mobile robot memiliki sejarah yang cukup panjang. Prototype pertama yang dapat berfungsi dengan baik diciptakan tahun 1966 – 1972 di Lab penelitian Standford oleh Shakey [1]. Robot tersebut memiliki kemampuan terbatas untuk memahami dan memodelkan lingkungannya, dia bisa melakukan tugas yang diperlukan seperti mencari rute dan mengambil objek sederhana. Pada rumah atau di manapun yang membutuhkan pemantauan visual biasanya membutuhkan CCTV baik yang direkam maupun yang sudah reintegrasi dengan internet (IP CAM), metode yang seperti itu membutuhkan biaya yang cukup besar dan hanya stuck pada satu tempat tidak dapat berpindah pada tempat yang lain.
Pemantauan untuk ruang yang berbeda dibutuhkan CCTV berbeda pula
sehingga dari segi biaya menjadi mahal. Dari hal tersebut muncul ide untuk perancangan robot yang bisa dioperasikan dari jarak yang jauh dan dengan biaya yang cukup murah yang bisa bergerak pada satu tempat ke tempat yang lain. Sistem robot Android yang akan dirancang adalah sistem robot yang memanfaatkan HP Android sebagai sarana kontrol dan memanfaatkan sensor kamera dan mikrofon yang sudah tersedia di dalamnya. Prinsip kerja yang akan dilakukan oleh robot ini adalah dengan robot diterapkan dengan HP Android yang berfungsi sebagai kontroller sekaligus menjadi mata pada robot tersebut dan eksekutornya adalah device yang bisa mengakses internet sehingga dapat mengirimkan protokol perintah eksekusi yang akan dijalankan oleh robot. Konfigurasi yang ada di dalam sistem Android adalah dengan cara mengakses internet sebagai media komunikasi antara robot dengan kontroller. Untuk mengetahui sistem yang bekerja maka layar yang berada di dalam robot akan menampilkan IP yang bisa diakses oleh kontroller sehingga bisa digunakan sebagai media komunikasi antara robot dan eksekutor.
Kontroller
yang
akan
digunakan
dalam
perancangan
sistem
ini
menggunakan PIC oleh produses MicroChip atau menggunakan Arduino sebagai kontroller sekaligus menerjemahkan protokol yang diberikan Android untuk dieksekusi oleh Mikrokontroller tersebut, komunikasi yang mungkin dilakukan adalah dengan kabel USB / OTG, bluetooth, maupun Wi-Fi.
1.2. Rumusan Masalah
1.
Bagaimana perancangan robot yang akan digunakan ?
2.
Bagaimana perancangan sistem yang ada di dalam robot ?
3.
Bagaimana cara membuat program yang tertanam di dalam robot dan program website sebagai kontroller ?
4.
Bagaimana konfigurasi antara Android dengan mikrokontroller ?
5.
Bagaimana cara konfigurasi komunikasi antara robot dengan kontroller ?
1.3. Batasan Masalah
Dengan adanya permasalahan yang harus diselesaikan pada proses perancangan robot Android berbasis Website, maka dalam proyek akhir ini dibatasi pada hal-hal berikut : 1. Perancangan robot yang digunakan adalah robot beroda dengan motor DC sebagai penggerak. 2. Sistem yang dipakai dalam robot adalah frame robot, motor, catu daya, mikrokontroller, kabel, dan HP Android yang dipadukan menjadi sebuah sistem robot. 3. Program yang tertanam di dalam robot dibuat menggunakan aplikasi Ecplise Java Android dengan pemrograman Java dan mikrokontroller dengan program yang sesuai dengan yang dikeluarkan produsen. Pemrograman website sebagai kontroller digunakan pemrograman berbasis Web.
4. Konfigurasi antara HP dengan mikrokontroller digunakan komunikasi serial dengan modul FTDI. Modul FTDI sebagai konverter 5. Komunikasi antara robot dengan komputer adalah menggunakan jaringan internet yang sebelumnya melalui Web-server.
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan : 1. Merancang
sistem
robot
yang
berguna
sebagai
pemantau
yang
membutuhkan visualisasi yang murah. 2. Merancang sistem kontrol berbasis web yang handal yang bisa digunakan untuk menggerakkan robot sesuai perintah. 3. Membuat program Android yang bisa digunakan sebagai kontroller dan foto. 4. Membuat sistem mikrokontroller yang bisa berkomunikasi dengan Android. 5. Membuat program Android yang bisa berkomunikasi dengan web-server. Manfaat : 1. Menambah cara untuk memonitor ruangan atau rumah dengan cara yang berbeda. 2. Menerapkan teknologi autonomous untuk memperluas penelitian lebih lanjut. 3. Menerapkan sistem cloud robot untuk jaringan robot yang luas.
1.5. Metodologi Penelitian
1. Perancangan sistem. Perancangan sistem yang akan dibuat adalah sistem robot beroda yang selayaknya dapat dikontrol dengan arah dan kecepatan yang bisa diatur menggunakan mikrokontroller.
Proses perancangan sistem ini bisa dibuat prototipe dalam bentuk frame sederhana yang ditambah dengan motor sebagai penggerak dan roda dan mikrokontroller sebagai kontroller yang menggerakkan arah motor dan HP Android sebagai media komunikasi antara web-server dan robot serta sebagai mata dan telinga robot dalam mentransmit data ke web. 2. Teknik kontrol dan monitor lapangan. Kontrol dipergunakan adalah pengaturan kecepatan dan arah untuk kendali motor. Pemantau yang dipergunakan adalah kamera dan mikrofon dari Android yang datanya akan direkam di web-server. 3. Pengumpulan data. Pengumpulan data dipergunakan untuk memperoleh informasi yang nantinya dijadikan konsep sistem yang akan diusung, sehingga tidak akan menimbulkan masalah baru ke depannya. Informasi yang dapat diperoleh langsung berdasarkan survei lapangan mengenai masalah yang selama ini muncul baik yang sudah maupun yang belum. Contoh data yang diperoleh adalah : maksimum perjalanan yang dapat ditempuh, lama waktu yang tahan untuk sistem tersebut, kualitas transfer data yang bisa diperoleh, dan lain-lain. 4. Analisa. Melakukan pengujian baik simulasi secara langsung terhubung ke robot, mencatat hasil data yang diperoleh serta membandingkan dengan kondisi aktual di lapangan.
1.6. Sistematika Penulisan.
Sistematika penulisan dan pembahasan laporan tugas akhir ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN Bab pendahuluan berisi tentang latar belakang, rumusan dan batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode dan teknik penelitian yang digunakan dalam proses penelitian serta sistematika penelitian. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini diuraikan mengenai teori-teori yang turut mendukung dalam proses penyelesaian perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang akan dirancang dan diterapkan dalam sistem. BAB III PERANCANGAN SISTEM Bab ini diuraikan mengenai perancangan serta langkah-langkah dalam pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak untuk sistem robot Android berbasis kontroller web-server. BAB IV PENGUJIAN dan ANALISA Bab ini membahas mengenai pengujian dan analisa pada perangkat keras dan perangkat lunak yang telah selesai dirancang dan ditetapkan pada sistem. Hasil pengujian yang telah dilakukan maka akan didapatkan data-data mengenai parameter tingkat kebenaran yang telah didapatkan. BAB V PENUTUP Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dikemukakan berdasarkan hasil pengujian terhadap perangkat keras maupun perangkat lunak yang telah dirancang dan diterapkan dalam sistem.
BAB II LITERATUR REVIEW
2.1. Penelitian yang pernah ada
Penelitian oleh Sandeep Singh dkk. tahun 2013 mengenai “sistem operasi Android untuk mengendalikan banyak peralatan”. Penelitian ini menggunakan Android sebagai kontroller untuk mengirim data baik berupa perintah suara, tombol, maupun dari orientasi sensor accelerometer sebagai media dalam menggerakkan robot. Dari sisi robot sendiri menggunakan Board Arduino sebagai prosesor robot dan modul bluetooth sebagai media komunikasi antara robot dan pengendali (HP Android). Struktur dari robot adalah frame sebagai badan robot, motor sebagai aktuator, Arduino sebagai prosesor, dan modul bluetooth sebagai sarana komunikasi. Robot bekerja dengan baik sebagaimana mestinya dengan berbagai cara pengendaliannya baik berupa tombol, perintah suara, dan orientasi sensor accelerometer [2]. Penelitian yang kedua oleh Bharat Jadhav dkk. tahun 2014 mengenai “Android sebagai
pengendali Mobile
robot menggunakan
Wi-Fi”.
Penelitian
ini
menggunakan Android sebagai kontroller robot dengan menghubungkan Android dan robot dalam sebuah komunikasi yang sama. Robot yang digunakan adalah tipe robot beroda yang disambungkan dengan modul Wi-Fi dengan komunikasi serial ke mikrokontroller, modul Wi-Fi akan memancarkan sinyal yang dapat berkomunikasi dengan Android sehingga pengiriman data perintah gerak sampai di robot dan dapat dieksekusi dengan baik [3].
2.2. Teori dasar 2.2.1. Perangkat lunak Android
Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat lunak Mobile berbasis Linux yang mencakup sistem operasi, middleware, dan aplikasi.
Android merupakan generasi baru platform mobile yang memberikan kesempatan kepada pengembang untuk melakukan pengembangan sesuai dengan yang diharapkan. Sistem operasi yang mendasari Android merupakan lisensi di bawah naungan GNU yang biasa dikenal dengan istilah Copyleft , istilah ini merupakan lisensi perbaikan oleh pihak ketiga. Pengembang memiliki beberapa pilihan dalam membuat aplikasi yang berbasis Android. Namun kebanyakan pengembang menggunakan Eclipse sebagai IDE untuk merancang aplikasi mereka. Hal ini dikarenakan Eclipse mendapat dukungan langsung dari Google untuk menjadi IDE pengembangan aplikasi Android. Android bisa pula digunakan sebagai kontroller untuk perangkat keras dengan komunikasi yang ada padanya sebagai contoh : Bluetooth dan Wi-Fi untuk diterjemahkan mikrokontroller sebagai eksekutor. Android memiliki berbagai sensor di dalamnya berupa kamera, gyroscope, dan accelerometer yang dapat diakses di dalamnya sehingga sebuah sistem Android sudah mewakili kontroller, penerjemah, komunikasi, dan sensor, sehingga sebuah smartphone Android tergolong media rekayasa teknik yang murah untuk skala penelitian.
2.2.2. Mikrokontroller
Mikrokontroller
adalah
sebuah
terobosan
mikroprosesor
dan
mikrokomputer dengan teknologi semikonduktor yang memiliki kandungan transistor lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil. Mikrokontroller tersusun dalam satu chip di mana prosesor, memori, dan I/O reintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem, sehingga mikrokontroller dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem. Di dalam konfigurasi robot ini, mikrokontroller adalah sebagai penerjemah antara perintah yang dikirimkan melalui HP Android yang mendapat perintah dari server yang mana HP Android ini terhubung dengan mikrokontroller sebagai eksekutor penggerak robot.
2.2.3. Web Ser ver
Web Server adalah sebuah aplikasi server yang melayani permintaan HTTP atau HTTPS dari browser dan mengirimkannya kembali dalam bentuk halamanhalaman web. Halaman-halaman web yang dikirim oleh web server biasanya berupa file-file HTML dan CSS yang nantinya akan diparsing atau ditata oleh browser sehingga menjadi halaman-halaman web yang bagus dan mudah dibaca [4]. Server adalah pelayanan yang memiliki hak untuk mengatur. Server disebut sebagai pelayanan dikarenakan fungsi server secara keseluruhan adalah memberi layanan (Service) kepada client yang saling terhubung satu sama lain dalam satu jaringan. Fungsi dari server adalah mengatur dalam memberikan hak akses terhadap client yang terhubung dengan server tersebut [5]. Dalam hal ini akses untuk robot dan komputer akan melalui server yang terhubung dengan internet (cloud ), sehingga akses dalam robot bisa diakses di mana saja asal bisa terhubung dengan internet dan server memberi izin pada pengakses. Perancangan sistem ini menerapkan sistem server dengan akses data sampai dengan akses kamera Android yang ada di dalam robot. Akses tersebut juga dapat diterima oleh pengakses (komputer) dan melihat visualisasi yang tertangkap di dalam kamera robot untuk dikirim ke pengakses, sehingga robot bisa digunakan dalam pemantauan jarak jauh.
DAFTAR PUSTAKA
[1] robot-alive, “http://www.slideshare.net/robotsalive/introduction-to-mobilerobotics,” 2010. [Online]. [2] d. Sandeep singh, “Android controlled devices,” 2013. [Online]. Available: http://www.slideshare.net/sunny080593/android-controlled-robot?related=3. [3] B. j. dkk., “Android mobile controlled robot (Wi -Fi),” 2014. [Online]. Available: http://www.slideshare.net/anju1232008/android-mobile-cotrolledrobot-wi-fi?related=2. [4] r. k. rohman, “rizalkurnia,” 2014. [Online]. Available: http://rizalkurnia.com/kuliah-2/tugas/pengertian-web-server/. [Diakses Oktober 2014]. [5] UMM, “directory UMM,” 2010. [Online]. Available: directory.umm.ac.id/Operating%20System%20Ebook/SUSE/suse6.pdf.
