SENSOR DAN INTERFACE (LF / Smart Robot)

1 Sensor Ultrasonic (Ping)
Untuk mengetahui jarak (area) dalam maze robot menggunakan sensor ultrasonic. Sensor ini digunakan untuk untuk mengukur jarak robot terhadap dinding ataupun lintasan serta sebagi input panduan posisi robot. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip ultrasonic yang mana memanfaatkan suara berfrekuensi tinggi sebagai media untuk mengukur jarak. Suara tersebut dipancarkan oleh transmitter ultrasonic dan dipantulkan kesuatu benda (dinding), hasil pantulan tersebut diterima kembali oleh receiver ultrasonic. Hasil pantulan yang diterima oleh rx diubah menjadi pulsa oleh sensor penerima ultrasonic, lebar pulsa pantulan tersebut merupakan informasi jarak benda terhadap robot.

 

Gambar modul sensor ultrasonic

Sensor ultrasonic yang digunakan sebanyak 6 buah sensor yang peletakannya dibagi menjadi dua bagian yang mana 4 buah sensor diletakan pada bagian depan, belakang serta samping kiri dan kanan robot. 2 buah lagi sensor diletakkan pada sisi 45° pada bagian kiri dan kanan robot. Penempatan 4 buah sensor pada bagian pertama ini digunakan untuk navigasi robot berjalan maju atau mundur tidak menyetuh atau menabrak dinding pada lorong ataupun di dalam ruangan. 2 buah sensor lagi diletakkan 45° terhadap sensor bagian depan dimaksudkan sebagai alat bantu untuk panduan pada saat robot bermanuver belok kiri dan kanan serta memutar agar tidak mengenai dinding pembatas atau lainnya. Pada saat bermanuver, robot tidak hanya menggunakan 2 sensor bagia kedua tapi juga menmanfaatkan 4 buah sensor yang lain. Pembagian dua buah posisi sensor ini dimaksudkan untuk menyederhanakan algoritma pada pengontrol agar robot dapat berreaksi lebih cepat dan gesit.

2 Proximity Sensor
Karena batas ruangan dengan lorong diberi tanda dengan garis berwarna putih serta batas memadamkan lilin juga ditandai dengan garis berwarna putih maka robot membutuhkan sebuah sensor garis. Robot menggunakan proximity sensor sebagai pendeteksi garis. Sensor proximity berupa 4 pasang led infrared yang terdiri dari infrared tx dan infrared receiver yang berupa fototransistor. Pemilihan infrared sebagai sensor proximity dimaksudkan agar robot tidak terpengaruh pada cahaya tampak serta ambien cahaya ruangan lomba. Sensor proximity ini dihubungkan kesebuah komparator (pembanding) yang berupa IC opamp komparator LM339N. Ic ini berisi 4 buah opamp komparator sehingga dihasilkan 4 buah sensor proximity yang identik. Untuk pengaturan sensitivitasnya digunakan masing – masing sebuah trimmer resistor.

3 Sensor Api Hamamatsu R2868
Pencarian api lilin merupakan salah satu tujuan lomba robot ini, sehingga dibutuhkan suatu sensor yang hanya mendeteksi api dengan jarak tertentu. Penggunaan sensor api dengan tipe Hamamatsu R2868 dapat mendeteksi api pada jarak 5 meter. Sensor ini bekerja pada cahaya ultaraviolet dengan range 185-260 nm. Pada range tersebut cahaya lilin dapat dideteksi dengan baik oleh sensor hamamatsu R2838. sensor ini memerlukan tegangan yang cukup besar yaitu 400 VDC, untuk itu sensor ini. Driver dari sensor ini menggunakan Hamamatsu C3704. driver ini menggunakan input 10V- 30V. karakteristik sensor hamamatsu R2868 sebagai berikut:

Gambar Karakteristik Sensor Api Hamamatsu

Dari karakteristik sensor diatas bahwa api lilin termasuk cahaya yang tampak maka penggunaan sensor hamamatsu R2868 sebagai sensor api sangat cocok, selain itu ditunjang oleh lebar deteksi spectrum yang tidak terlalu lebar membuat sensor ini hanya akan mendeteksi api saja tidak mendeteksi cahaya yang tampak lainnya seperti cahaya lampu atau lainnya

Gambar Sensor dan Modul Rangkaian Sensor Api Hamamatsu R2868

4 Sensor PIR (Pyroelectric Infra Red)
Agar lebih tepat mendeteksi api lilin, robot menggunakan sebuah Pyroelectric infrared (PIR) dengan tipe RE200B. PIR sensor cukup sensitive terhadap radiasi inframerah dari api. Sensor ini akan mendeteksi perubahan ambient radiasi inframerah dari api lilin, pada area deteksi yang dapat di cover oleh sensor PIR. Perubahan nyala api lilin cukup untuk mentriger sensor PIR. Untuk memfokuskan hanya pada api lilin saja maka sensor PIR dikurangi sudut deteksinya sehingga hanya mendeteksi api kecil saja (api lilin). Dengan sudut deteksinya yang kecil maka perubahan magnitudenya juga diperkecil

sehingga robot harus melakukan scanning (sweeping) pada ruangan meggunakan PIR yang dirangkaikan dengan stepper motor agar robot dapat mengetahui apakah diruangan tersebut ada api lilin atau tidak.

PIR Sensor (Pyroelectric Infra Red) dan Lensa Fresnel

Untuk sudut fokusnya PIR menggunakan lensa fresnel. Dengan lensa fresnel PIR
akan mendeteksi radiasi elektromagnetik dalam area inframerah

5 Sistem Pemadam Api
Robot ini menggunakan Sensor api Hamamatsu untuk menemukan zona api lilin pada salah satu raungan. Setelah berhasil menemukan api lilin mikrokontroler akan mengaktifkan system scanning yang mana robot akan bermanuver untuk mendapatkan sudut yang tepat kearah sumber api. Apabila sensor PIR telah menemukan posisi titik api maka PIR akan mengunci titik api tersebut. Robot akan mengarah sejajar dengan posisi PIR kemudian bergerak mendekati titik api. Ketika sensor proximity menangkap adanya garis berwara putih maka robot akan berhenti.

Untuk memadamkan api, mikrokontroler akan menggerakkan motor stepper yang akan untuk menarik kipas kedepan dengan menjalankan gear pada rel kipas pemadam sehingga posisi kipas berada pada posisi siap. Setelah sudut dikunci maka mikrokontroler akan mengaktifkan motor dc dan kipas akan berputar meniup sumber api.