PERANCANGAN HUMANOID ROBOSOCCER DENGAN HAVIMO 2.0 SEBAGAI

PENCITRA OBJEK DAN WIFLY SEBAGAI MEDIA KOMUNIKASI

(Afrizal Nehemia Toscany, R. Yogi Irawan, M. Yaasin, Hetty Rohayani AH, ST. M.Kom) –

STIKOM DINAMIKA BANGSA JAMBI

Abstrak – HaViMo 2.0 merupakan modul

kamera CMOS yang terintegrasi dengan chip

processor untuk melakukan image processing

berbasis warna seperti Region Growing dan Griding

secara langsung sehingga pengguna bisa

mendapatkan hasil pengolahan citra yang siap

digunakan. HaViMo 2.0 memiliki format protokol

yang sama dengan protokol dynamixel. Proses

kalibrasi dan pemilihan warna yang akan dideteksi

dilakukan terlebih dahulu melalui komputer dengan

software HaViMoGUI. Sebagai penghubung, pan tilt

pelacakan warna dihubungkan dengan servo

Dynamixel AX12+ dan sebagai controller utama

dapat menggunakan Micro CM-510. Wifly merupakan

salah satu komunikasi wirelless yang digunakan untuk

mengendalikan robot.

Kata Kunci – Robot, Bioloid, HaViMo 2.0, Deteksi

Warna, Komunikasi, Wifly

I. PENDAHULUAN

Dalam rangka meningkatkan kreatifitas dan

prestasi mahasiswa, Direktorat Jenderal Pendidikan

Tinggi (DIKTI) mengadakan Kontes Robot Cerdas

Indonesia (KRCI) khususnya untuk para mahasiswa di

Indonesia. KRCI dibagi menjadi 4 divisi, diantaranya

adalah Kontes Robot Indonesia (KRI), Kontes Robot

Pemadam Api Indonesia (KRPAI) divisi Beroda dan

Berkaki, Kontes Robot Sepak Bola Indonesia

(KRSBI), dan Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI).

KRSBI merupakan kontes robot sepak bola

nasional yang sekaligus menjadi ajang kualifikasi

nasional yang nantinya akan menjadi salah satu

perwakilan Indonesia untuk mewakili Indonesia

dalam kontes RoboCup 2013 di Vietnam

(http://www.robocup.org). RoboCup merupakan

kontes robot sepak bola resmi dunia yang berada

dalam naungan organisasi FIFA seperti kejuaraan

sepak bola manusia[3].

Dalam Kontes Robot Sepak Bola Indonesia

(KRSBI) robot dirancang harus memiliki kemampuan

untuk mencari bola, menendang bola, dan

mengarahkan bola ke gawang. Kontes robot sepak

bola terdiri dari 2 kategori yaitu Kid-Size dan Adult-

Size. Robot humanoid Kid-Size yang digunakan

dalam kontes robot sepakbolainisalahsatunya robot

tipe Bioloid. Agar memiliki kemampuan mencari

bola, menendang bola dan mengarahkan bola

kegawang setiap robot harus dilengkapi dengan sensor

pencitra warna dan program. Selain itu robot juga

harus mampu berkomunikasi menerima instruksi dari

pengelola pertandingan (dhi.Wasit) melalui WLAN

yang disediakan pengelola pertandingan. Agar robot

dapat bermain dan berkomunikasi secara cerdas

layaknya manusia yang bermain bola, oleh karena itu

diperlukan suatu rancangan algorithma yang cerdas

pula. Pada penelitian ini yang menjadi pokok

pembahasan adalah bagaimana robot mampu untuk

mengenali citra warna dengan baik sehingga mampu

membedakan bola, gawang lawan dan lapangan serta

bagaimana robot mampu berkomunikasi untuk

menerima intruksi dari organizer pertandingan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bioloid

Bioloid adalah robot kit pendidikan do-it-

yourself yang menggunakan blok modular DC servo.

Membangun robot sendiri dan upgrade dengan

mobilitas yang ditingkatkan dan intelijensianya.

Robot bioloid dirancang dan diprogram untuk

melakukan suatu gerakan atau sifat robot tersebut

dengan menggunakan software RoboPlus untuk

standar program dari Robotic [4].

Bagian utama yang menggerakan robot Bioloid

adalah Dynamixel, yaitu sejenis R/C servo (dinamo),

tapi berbeda dengan R/C servo biasa, Dyamixel

bekerja dalam jaringan yang memiliki fungsi

feedback. Dengan begitu, seluruh Dynamixel pada

Bioloid bisa bekerja sama dengan saling mengirimkan

feedback. Setidaknya diperlukan minimal 12

Dynamixel servo atau lebih untuk membentuk robot

menyerupai manusia.

Bagian utama yang tidak kalah penting dari

Robot Bioloid ini adalah CM-5. CM-5 ini adalah

bagian utama yang mengontrol semua Dynamixel.

Karena ini adalah bagian center nya, maka untuk satu

robot biasanya hanya dibutuhkan setidaknya 1 buah

micro CM-5. Biasanya yang digunakan standar dari

Robotic adalah jenis micro CM-5. Micro ini dapat

dibilang sebagai komputer kecil yang dimana

didalamnya terdapat berbagai macam instruksi untuk

menggerakkan setiap Dynamixel. CM-5 menerima

instruksi dari PC / controller untuk kemudian

memberikan perintah kepada Dynamixel untuk

bergerak.

2.2 Tipe – tipe Bioloid

2.2.1 Bioloid Premium

Bioloid Premium merupakan kit robot humanoid

yang dapat digunakan untuk proses belajar serta

mampu mencakup semua kebutuhan untuk membuat

sebuah robot. Bioloid Premium Kit dapat digunakan

untuk membangun robot humanoid dengan 18 DOF

(Degree of Freedom) atau 18 derajat kebebasan.

Selain itu, Bioloid Premium Kit juga dapat digunakan

untuk membangun berbagai jenis robot seperti robot

beroda, hexapod, quadruped, maupun robot lengan.

Bioloid Premium Kit juga dapat digunakan untuk

keperluan lomba seperti Humanoid Robo Soccer[5].

2.2.2 Bioloid GP

Robot Kit Bioloid GP (Grand-Prix) merupakan

top-notch humanoid optimized untuk digunakan pada

berbagai kompetisi robot. Dengan aktuator

berperformansi tinggi AX-18A dan body aluminium

yang sangat ringan dan kuat, Boloid GP mampu

mengerjakan berbagai misi dalam kompetisi [4].

2.2.3 Bioloid STEM

Kit Robot Bioloid terbaru dikenal sebagai

Bioloid STEM (Science Technology Engineering &

Mathematic).Untuk membantu mengajar Sains,

Teknologi, Teknik, dan prinsip-prinsip Matematika.

Dengan kit yang relatif berbiaya rendah dari robotis

ini dapat membangun 7 jenis robot. Semua dengan

detail konstruksi penuh dalam 2 workbook terperinci

dan contoh kode/bahasa pemrograman[4].

2.3 HaViMo 2.0

HaViMo 2.0 merupakan modul kamera untuk

Bioloid Robot series untuk mendeteksi warna BLOB

sehingga dapat digunakan untuk membantu navigasi

robot secara autonomous. Modul kamera ini

dilengkapi dengan unit pemroses data yang dapat

mendeteksi 16 colours area ( BLOB) yang berbeda

yang dapat dikalibrasi oleh user sebelumnya[4].

2.4 Wifly RN-XV

Wifly RN-XV memiliki fungsi yaitu sebagai

penghubung komputer wasit atau bisa disebut referee

box dengan para robot. Jadi dengan modul wifi ini

robot bisa mengetahui kondisi permainan secara

realtime tanpa harus diprogram /disetting ulang oleh

programmer-nya. Misal ketika permainan dimulai

robot akan secara otomatis mengetahui gawang warna

apa yang akan diincar. Jadi robot tidak mungkin

membobol gawangnya sendiri.

III. PEMBAHASAN

3.1 Robot Humanoid

Blok Keluaran

Blok Masukan

MODUL WIFI

MODUL

KAMERA

Blok Proses

CM-510

Mikrokontroler

ATmega16 SERVO

AKTIVATOR

Gambar 3.1 Blok Diagram Robot Humanoid

Berdasarkan blok diagram pada gambar 3.1

dapat dijelaskan bahwa blok masukan, blok proses,

dan blok keluaran akan berjalan bila telah diaktifkan.

Pada blok masukan teradapat modul wifi dan modul

kamera. Dan blok proses terdapat mikrokontroler

Atmega16 dan mikrokontroler CM-510. Sedangkan

pada blok keluaran ada Servo.

Pada masukan terdapat 2 (dua) komponen

yaitu, modul wifi dan modul kamera. Modul wifi

disini digunakan untuk menerima data yang

dikirimkan oleh wasit dan modul kamera digunakan

mencari bola dan gawang. Setalah robot mendapatkan

masukan kemudian masukan tersebut akan diproses

pada blok proses.

Blok proses memiliki 2 (dua) komponen yaitu

mikrokontroler Atmega16 dan CM-510. Kedua

komponen tersebut berfungsi sebaga pemroses data

masukan dimana nantinya akan memberikan perintah

ke servo berupa gerakan.

3.2 Citra warna dengan Havimo 2.0

MODUL

KAMERA

PENCATU

DAYA

Mikrokontroler

CM-510Input Output

Gambar 3.2 Diagram Sistem Citra Warna

Blok diagram pada gambar 3.2 menjelaskan

bagaimana rancangan sistem citra warna. Modul

kamera dan mikrokontroler CM-510 membutuhkan

catu daya untuk dapat bekerja. Modul kamera

melakukan pencitraan warna dan mengirimkan data

warna yang terdeteksi ke mikrokontroler CM-510.

Modul kamera yang digunakan adalah havimo

2.0 dimana modul tersebut memiliki kemampuan

untuk memproses gambar yang diambil dan memiliki

memori untuk menampung konfigurasi warna.

3.2.1Algoritma Pengolahan Citra Havimo 2.0

Havimo 2.0 memilki 2 (dua) algoritma

pengolah citra, kedua algoritma tersebut

menterjemahkan nilai warna kode objek

menggunakan built-in look up Tabel [7].

1. On-line Region Growing Algorithm

Region Growing algorima adalah algoritma yang

ada pada modul havimo2.0 yang sudah embeded dan

diatur sedemikian rupa sehingga dapat mendeteksi

objek dan warna secara cepat dan real time (on-line)

dengan mendeteksi regional warna. Hasil dari

algoritma tersebut dikirimkan ke komputer pemroses

atau ke mikrokontroler, untuk diproses lebih lanjut.

Gambar 3.3 Data Hasil Algoritma Growing Yang di

Terima Komputer

(Sumber : Havimo image processing module. 2010: 8)

2. On-line Griding Algorithm

Algoritma Griding adalah algoritma yang ada

pada sensor havimo2.0 yang sudah embeded dan di

atur sedemikian rupa sehingga dapat mendeteksi

objek dan warna secara cepat dan real time (on-line)

dengan mendeteksi grid-grid objek beserta warna.

Algoritma ini akan mendeteksi objek dan mengolah

warna dari objek berbentuk grid gambar 32x24 piksel,

dan setiap piksel nya terdiri dari 5x5 blok kotak dari

gambar aslinya [6]. Setiap satu sel kotak terdapat 4 bit

terendah adalah warna yang terdeteksi, dan 4 bit

tertinggi adalah jumlah pixel yang terdeteksi.

Algoritma griding dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.3 Algoritma Griding

(Sumber : Havimo image processing module.

2010: 9)

Gambar 3.4 Hasil Pemrosesan Gambar

Menggunakan Algortima Griding

(Sumber : Havimo image processing module.

2010: 9)

3.3 Komunikasi Wifly dan Micro CM-510

Wifly RN-XV adalah module wirelless yang

digunakan untuk menangkap data yang dikirimkan

oleh game controller. Data yang ditangkap akan

dikirimkan ke rangkaian sistem minimum yang

menggunakan AT-MEGA16. Pada AT-MEGA16 data

yang diterima akan diproses yaitu dengan memilah

bagian data mana yang menunjukkan state dari

permainan kemnudian setelah state permainan

diketahui makasistem minimum akan mengirimkan

kombinasi output seperti 1010, 0101 dan lain

sebagainya. Kemudian output dikirimkan ke micro

CM-510. Adapun rancangan tersebut dapat dilihat

pada Gambar 2.2 sebagai berikut :

Gambar 3.5 Rancangan Komunikasi Wifly

dan Micro CM-510

3.3.1 Konfigurasi Wifly

perintah untuk konfigurasi wifly [2]:

a. Masuk ke mode cmd Wifly nya dengan

cara ketik “$$$”.

b. Ketik “set ip protocol 3”

Wifly Mikrokontro

ler

AT-Mega16

Micro

CM-510

c. Set target wifi, ketik”set wlan ssid

HumanoidLeague”

d. Konfigurasi ip gateway ketik “set ip

gateway 192.168.1.254”

e. Ketik “set opt deviceid stikom-db-jambi”

f. Konfigurasi port broadcast “set broadcast

port 3838”

g. Atur modul wifly ketik perintah “set ip

dhcp 1”

h. Konfigurasi localport dengan perintah “set

ip localport 3838”

i. Ketik “save” dan “reboot”.

3.3.2 Flowchart Program AT-MEGA16

Flowchart pada gambar 3.6 menggambarkan

bagaimana data diterima oleh mikrokontroler

ATmega16 kemudian diproses dan menghasilkan

output berupa kombinasi arus yang dikeluarkan pin

output.

Mulai

Nomor_tim,

warna_tim,

kickoff,

warna_gawang

MENERIMA

DATA

WIFLY

Data ke 20 =

Nomor_tim

Warna_tim =

‘magenta’

Warna_tim =

‘cyan’

Data ke 68 =

Nomor_tim

Data ke 11 = 0 kickoff = ‘magenta’

kickoff = ‘cyan’

Data ke 22 = 0Warna_gawang =

‘biru’

Warna_gawang =

‘kuning’

Data ke 9 = 1

Kombinasi

Output

Untuk state

play

Data ke 9 = 2

Kombinasi

Output

Untuk state

set

Data ke 9 = 3

Kombinasi

Output

Untuk state

ready

Kombinasi

Output

Untuk state play,

kickoff, dan

gawang biru

Data ke 9 = 4 && kickoff ==

warna_tim &&

warna_gawang = ‘kuning’

Data ke 9 = 4 && kickoff ==

warna_tim &&

warna_gawang = ‘biru

Kombinasi

Output

Untuk state play,

kickoff, dan

gawang kuning

Data ke 9 = 4 && kickoff <>

warna_tim &&

warna_gawang = ‘biru’

Kombinasi

Output

Untuk state play,

tdk kickoff, dan

gawang biru

Data ke 9 = 4 && kickoff <>

warna_tim &&

warna_gawang = ‘kuning’

Kombinasi

Output

Untuk state play,

tdk kickoff, dan

gawang kuning

Data ke 9 = 5

Kombinasi

Output

Untuk state finish

Y

T

Y

T

T

Y

T

Y

Y

T

T

T

T

T

T

T

Selesai

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Gambar 3.6 Flowchart Program Atmega16

IV. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pada penelitian komunikasi robot humanoid

dengan menggunakan Havimo 2.0 untuk mendeteksi

warna dan wifly untuk pengendali robot jarak jauh ini

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Dengan dikomunikasikannya wifly RN-XV

dengan micro CM-510, maka robot bioloid dapat

dikendalikan tanpa kabel yaitu dengan

menggunakan game controller.

2. Dengan dipasangnya Havimo 2.0 pada robot

Bioloid, maka robot dapat mendeteksi warna

bola, dan mendeteksi warna gawang lawan,

sehingga dapat mengarahkan bola ke gawang

lawan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Tim IE AN206. Pan Tilt Color Tracking

menggunakan HaViMo 2.0 dan DT-AVR Low Cost

Micro System. Application Note (http://www

.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/do

wnload_files/ artikel/AN206.pdf, diakses 11 Mei

2013).

[2] Putra, Dika. 2 Februari 2013. Pemrograman Wifly

dengan Arduino. Roboratory Hobby sharing about

robotics (http://roboratoryhobby.wordpress. com/,

diakses 11 Mei 2013).

[3] STMIK Teknokrat. 2013. Latar Belakang

KRSBI.(http://kontesrobot.teknokrat.ac.id/index.php/t

entang-kontes/2013-02-27-12-04-45/latar-belakang-

krsbi/20-kontes-2013/krsbi/69-lb-krsbi-3.html,

diakses 11 Mei 2013).

[4] Robotis inc. Type of Boiloid Robot.

(www.robotis.com, diakses 11 Mei 2013).

[5] Non-Personal. Bioloid Premium Kit

.(http://www.innovativeelectronics.com/innovative_el

ectronics/Rbts_bld_premium.htm, diakses 9 Mei

2013)

[6] Robotis inc.2010. Havimo2 image processing

module.(http://robosavvy.com/store/product_info.php/

products_id/639, diakses 10 Mei 2013)