PEMANFAATAN FLAME SENSOR MURAH UNTUK MENDETEKSI API PADA ROBOT CERDAS PEMADAM API

Denis PrayogiJurusan Teknik Informatika

Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer PPKIA Tarakanita RahmawatiJl. Yos Sudarso No 6 RT 6 Tarakan 77112

Telp.: 085249332017 mail:denisprayogi@live.com

Abstract

In the fire fighting robot contest, sensor detection becomes absolutely necessary. where these sensors will look for the presence of fire in the form of the input signal and then sends the data to the microcontroller. The data is processed by a microcontroller and give the command the robot to extinguish the fire was detected.

Commonly used sensor types usually UVtron, where sensors can detect ultraviolet radiation from the fire. This sensor is quite expensive, but the quality is good in detecting the fire. The high price has become a focus for the teams of robots that have a lack of funds.

There is one solution to overcome this problem, using flame sensors. Flame sensor is relatively inexpensive when compared with Uvtron. Prices are cheap does not mean the quality is not good, Flame sensors can detect fire, very sensitive and responsive. So with the use of flame sensors, robots in manufacturing costs can be much cheaper.

Keywords: flame sensor, robot fire fighting, sensor price cheap

1. PENDAHULUANPerkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang

teknologi robotika memang tergolong pesat. Salah satu bidang teknologi yang tumbuh pesat yaitu dunia robotika. Hampir setiap tahunnya ada saja beberapa inovasi yang ditemukan baik merupakan hal baru maupun beberapa yang dikembangkan dari penemuan-penemuan sebelumnnya. Di Indonesia khususnya, perkembangan teknologi robotika tidak lepas dari peran serta dari beberapa perguruan tinggi maupun para peniliti dalam mengembangkan ide – ide baru, baik dalam bidang robotika maupun sistem kendali otomatis yang dapat bekerja secara independent tanpa ada campur tangan dari manusia.

Salah satu terapan dari perkembangan dunia robotika indonesia yaitu diadakannya event tahunan perlombaan dalam bidang tersebut. Acara-acara seperti Kontes Robot Nasional ini merupakan cikal bakal teknologi robot masa depan yang mungkin akan diterapkan dalam kehidupan sehari-hari untuk masyarakat luas.

Salah satu kategori yang cukup populer dalam lomba robot di Indonesia yaitu Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) yang terbagi menjadi divisi berkaki dan beroda. Divisi berkaki merupakan robot yang dapat bergerak bermanuver menggunakan kaki-kaki robot, biasanya merupakan replika dari laba-laba. Sedangkan divisi beroda yaitu robot yang bergerak bermanuver dengan memanfaatkan motor untuk berpindah tempat.

Terlepas dari perbedaaan dua divisi tersebut, terdapat kesamaan fungsi robot yaitu bagaimana caranya agar dapat memadamkan api lilin yang disimulasikan sebagai titik api kebakaran. Untuk mendeteksi keberadaan titik api, robot dibantu oleh suatu alat yang biasa disebut sensor pendeteksi api. Ada beberapa macam sensor yang umum digunakan, seperti sensor UVtron dan Flame Detector. Kedua sensor ini sama-sama dapat mendeteksi keberadaan titik api dengan menerima radiasi sinar Ultraviolet dan inframerah yang dipancarkan api.

Tentunya masing-masing sensor yang digunakan mempunyai kelebihan dan kelemahan. Seperti tingkat sensitifitas deteksi api, jangkauan area deteksi, gangguan-gangguan kesalahan deteksi (false alarm), dan tentunya harga dari sensor tersebut.

Pada penelitian ini, akan digunakan flame detector sebagai pendeteksi api. Sensor ini memiliki tingkat sensitifitas yang tinggi serta cepat dalam mendeteksi inframerah yang dipancarkan api. Selain itu dari segi harga sensor ini jauh lebih ekonomis dibandingkan sensor Uvtron sehingga dapat menekan biaya dalam pembuatan robot cerdas pemadam api

2. METODESekilas tentang Kontes Robot Pemadam Api Indonesia Sejak tahun 2004, kontes robot pemadam api menjadi ajang tahunan yang selalu ditunggu-tunggu oleh masyarakat pecinta robotika. Penelitian dan pengembangan yang dilakukan setiap tahunnya begitu pesat sehingga terjadi inovasi-inovasi baru dalam hal tersebut. Pemenang dari kontes ini pun selalu berbeda setiap tahunnya, menandakan begitu sengitnya kompetisi ini.

Kontes Robot Pemadam Api divisi berkaki merupakan salah satu divisi yang paling banyak diminati. Dimana robot ini dapat berjalan

menyerupai laba-laba yang bernavigasi melewati halangan dan rintangan yang telah disiapkan.

Pada penelitian ini robot yang digunakan yaitu divisi berkaki yang akan dilombakan pada tahun 2014 ini. Tentunya dengan pemanfaatan flame sensor sebagai pendeteksi api dan strategi menyusuri ruangan yang dilewatinya.

Kondisi titik api yang acak dengan banyak kemungkinan penempatan membuat sensor harus cepat dalam mendeteksi api. Kesalahan-kesalahan dalam pendeteksi api juga harus diminimalisir atau bahkan dihilangkan. Salah satu penyebab sering terjadinya salah deteksi ini yaitu lampu halogen atau lampu yang juga memancarkan radiasi ultraviolet.

Gambar 1 Arena Robot Pemadam Api

Flame Sensor flame sensor merupakan salah satu sensor yang dapat mendeteksi keberadaan titik api dengan menangkap pancaran inframerah. Flame sensor ini bekerja pada gelombang 760 nm ~ 1100 nm untuk mendeteksi api. Sudut pembacaannya pun tergolong besar yaitu sekitar 60 derajat dan bekerja pada suhu -25 – 85 derajat celcius. Adapun jarak deteksi dari sensor ini yaitu sekitar 20cm – 100cm. Jarak deteksinya yang hanya sekitar 1 meter menjadikan kelemahan dari sensor ini sehingga strategi robot pun menggunakan penyusuran kesemua ruangan yang dilewatinya.

Gambar 2 Spektrum Flame Sensor

Flame sensor terdiri dari phototransistor NPNsiicon YG1006 yang mampu membaca dalam kecepatan tinggi dan sangat sensitif terhadap radiasi inframerah. Adapun tabung hitam yang menutupinya agar sensitif pula terhadap inframerah yang diterima.

Pada kasus ini, flame sensor dimanfaatkan seperti mata robot, dimana mata robot inilah yang digunakan untuk mendeteksi titik api. Tingkat sensitifitasnya yang tinggi serta cepat dalam mendeteksi ketika berada pada jarak < 1m membuat sensor ini sangat ideal untuk digunakan.

Gambar 3 Flame Sensor

Flame sensor ini juga bekerja mengkonsumsi daya rendah yaitu pada tegangan 3,3 Volt sampai 5 Volt. Konsumsi daya rendah ini membuat penghematan daya pada baterai robot yang tentunya terkuras ketika berjalan menyusuri tiap ruangan. Apabila tegangan yang diberikan kesensor ini kurang dari 3,3 Volt, maka pendeteksian api pun bisa menjadi tidak stabil. Hal ini lah yang menyebabkan sering terjadinya kesalahan dalam pembacaan api.

Hasil dari pembacaan sensor bertipe data analog, dimana range nilainya antara 0 – 255. Semakin besar api yang terdeteksi maka semakin besar juga nilai yang diperoleh. Hal ini menjadi salah satu keunggulan sensor ini, hal ini bisa dimanfaatkan pada kasus – kasus lain misalnya dapat mengelompokkan besarnya tingkat kebakaran dengan mendeteksi sumber apinya.

3. DISKUSIDesain Mekanik Perangkat Desain perangkat yang baik tentunya akan membuat pergerakan robot diarena akan menjadi baik pula. Manuver-manuver seperti melewati uneven floor, berbelok, kekiri dan kekanan akan menjadi lebih mudah untuk robot. Tentunya untuk mendapatkan itu semua, dibutuhkan suatu badan robot dimana semuanya harus presisi dan kokoh agar robot bisa berjalan dengan penuh keseimbangan.

Untuk itu, badan robot terbuat dari aluminium yang ringan dan kuat sehingga pergerakan robot sangat halus dan lembut. Adapun bahan-bahan tambahan seperti penempatan sensor dibuat dengan kaca mika agar robot bisa lebih ringan.

Gambar 4 Hasil rancangan robot berkaki

Flame sensor diletakkan dibagian depan robot, tepatnya ditengah bawah robot. Adapun pemasangan dilakukan lebih dari satu sensor mengingat daya jangakauan sensor ini hanya 60 derajat. Sehingga memanfaatkan 2 flame sensor menjadi tepat.

Gambar 5 Sudut pembacaan flame sensor

Sensor diposisikan menyerong kekiri dan kekanan, ini dikarenakan apabila letak api berada dibagian kanan robot maka flame sensor sebelah kanan akan mendeteksinya. Begitu pun sebaliknya, apabila titik api berada disebelah kiri maka flame sensor kiri akan mendeteksi titik api.

Gambar 6 Posisi flame sensor

Pembuktian flame sensor Berikut ini merupakan gambaran dari hasil percobaan yang dilakukan.

Gambar 7 Pembacaan sensor ketika tidak ada api

Gambar 8 Pembacaan sensor ketika api dikanan robot

Gambar 9 Pembacaan sensor ketika api dikiri robot

Dari percobaan tersebut, maka akan didapat nilai-nilai yang tercantum pada tabel berikut.

Tabel 1. Pembacaan api flame sensor

Api Posisi Jarak (cm) Sensor 1 Sensor2 - - - 2 2 Ada Kanan > 20 & <30 9 76 Ada Kiri > 20 & <30 90 15 Ada Kanan > 30 & <40 3 68

Ada Kiri > 30 & <40 70 5

terlihat ketika sensor tidak mendeteksi keberadaan api maka nilainya adalah 2 atau kurang dari 5. Sedangkan jika ada api dibagian kanan robot, flame sensor dua mendeteksi keberadaan api yaitu dengan nilai 76. Ketika keberadaan api terletak pada bagian sisi kiri robot, maka sensor api satu mendeteksi keberadaan titik api ditandai dengan nilainya yaitu 90. Adapun beberapa nilai kecil yang terdeteksi jika posisi api berada diluar jangkauan 60o

flame sensor. Nilai-nilai tersebut tidaklah mutlak, besarnya nilai yang dihasilkan dari pembacaan flame sensor tergantung pada hal berikut : Besar kecilnya titik api saat pembacaan Seberapa jauh posisi titik api dari flame sensor Posisi titik api pada area jangkauan flame sensor

yaitu 60o

Posisi titik api yang tegak lurus dengan sensor akan menghasilkan nilai api yang lebih maksimal.

4. HASILPada makalah ini telah ditampilkan bagaimana

flame sensor bekerja dan mendeteksi keberadaan titik api pada suatu ruangan diarena. Flame sensor dapat bekerja maksimal pada jarak jangkauan kurang dari 1 meter. Tingkat kesalahan yang kecil dalam mendeteksi membuat sensor ini sangat bagus untuk digunakan terutama untuk tim-tim robot yang memiliki keterbatasaan pendanaan dalam membuat robot.

Ukuran yang kecil membuat sensor ini sangat mudah dalam memposisikannya pada bagian robot. Peletakkan yang paling ideal adalah dibagian bawah depan pada robot yang bagian atasnya ditutupi agar terhindar dari radiasi lampu sorot atau halogen pada arena pertandingan.

Untuk robot berkaki yang mempunyai srategi tanpa menyusuri ruangan yang dilewati dengan kata lain berhenti didepan pintu, sebaiknya menggunakan flame lebih dari 2, misal 3 atau 4 buah flame sensor. Hal ini dimaksudkan agar terhindar dari kesalahan deteksi nilai api ketika berada pada depan pintu.

5. DAFTAR PUSTAKA[1] Winoto, Ardi, Mikrokontroller AVR

Atmega8/16/32/8535, Informatika, Bandung, 2008.

Website[a] http://en.wikipedia.org/wiki/Flame_detection[b] http:// en.wikipedia.org/wiki/File:Flame_dete

ction_spectrum.JPG[c] http://www.dfrobot.com/index.php?route=produ

ct/product&filter_name=flame&product_id=195#.U27o34WZ03g

[d] http://www.dfrobot.com/image/data/dfr0076/flamesensor.pdf

[d] http://arduino.cc