Robot Wall Follower dengan Kendali PID

Nah pada postingan kali ini ane sharing tentang robot Wall Follower (follower lagi wkwkwkwkwk 🙂 ) yups mirip ama Line Follower tapi sedikit berbeda pada penggunaan sensor. Jika pada LF temen2 menggunakan sensor garis namun pada Wall Follower ini temen2 menggunakan sensor jarak. Nah tentu saja temen2 membutuhkan modal lebih lagi untuk bermain-main dengan nih robot coz sensor untuk ni robot agak mahal sih untuk kantong ane… ^_^. Topik yang akan ane bahas adalah bagaimana penerapan kendali PID untuk robot Wall Follower agar saat berjalah mengikuti Wall (dinding) dapat bergerak dengan halus, cepat dan responsif. So semoga pembahasan pada postingan kali ini dapat membantu temen2 yg saat ini sedang ngerjain Tugas Akhir ato sedang mempersiapkan robotnya pada ajang Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI). Nah sebelum memulai materinya… temen2 sedianya membaca terlebih dahulu teori2 penunjang berikut ini yang telah ane susun dari berbagai referensi tentunya.

Teori Wall Follower:

Wall Follower adalah suatu algoritma untuk menyediakan orientasi navigasi kepada robot dengan menyusuri dinding. Salah satu keuntungannya adalah tidak perlu adanya garis penuntun ataupun suatu tanda khusus sebagai arahan bagi robot. Cara kerjanya adalah dengan mengatur jarak dinding dengan robot tetap konstan. Bila terjadi perubahan, maka robot akan bergerak untuk kemudian menyesuaikan jarak lagi. Proses ini akan dilakukan secara berulang-ulang. Ada empat metode dari Wall Follower:

• Contact. Robot menggunakan saklar mekanik yang merasakan sentuhan  dengan dinding. Ini adalah metode yang paling mudah namun saklar akan cenderung mengalami kerusakan mekanis setelah beberapa waktu.

• Noncontact, active sensor. Robot menggunakan sensor aktif yang beroperasi dalam jarak dekat seperti infra merah atau ultrasonik untuk mengukur jarak antara dinding dengan robot.

• Noncontact, passive sensor. Robot memakai sensor pasif seperti saklar Hall effect untuk mengukur jarak antara robot dengan dinding. Pada kasus ini, dinding harus berbahan logam atau dipasangai kabel elektrik agar sensor dapat menangkap medan magnetik saat robot mendekati dinding.

• Soft-contact. Robot menggunakan bahan mekanik untuk mendeteksi sentuhan dengan dinding, namun sentuhan ini diperhalus dengan memasang material lunak atau lentur contohnya roda dari busa atau karet. Kelebihan dari metode ini adalah berkurangnya kerusakan mekanis.

Metode-metodeWall Follower :

Selanjutnya sebelum ke materi pemrogramannya ane kenalin dulu nih ma robot ane ya temen2… ^_^

Desain mekanik robot Wall Followerku :

Desain elektronik robot Wall Followerku :

Tampilan hasil desain dan rancangan robot Wall Followerku :

Nah tu dia temen2 robot Wall follower ane… cakep kan wkwkkwkw 😀 Okedeh sekarang temen2 baca konsep kendali PID yang ane terapkan di robot ini. Semoga temen2 semua faham dan dapat di jadikan referensi ya ^_^

Pemrograman Kontroler PID pada Robot Wall Follower :

Pembuatan program kontroler PID ini dilakukan berdasarkan persamaan kontroler PID digital. Pertama-tama  akan  dibuat dua buah variabel berupa error, last_error. Gunanya adalah untuk menyimpan data error dan last_error yang akan digunakan pada perhitungan aksi kontroler PID. Setiap satu kali looping program, error akan diperbaharui dengan data yang diambil dari sensor dan sebelumnya akan disimpan di last_error. Keluaran dari perhitungan program kontroler PID ini adalah nilai PWM. Nilai PWM ini dapat bernilai positif ataupun negatif. Positif dan negatif pada nilai PWM ini menandakan arah putaran motor. Keluaran kontroler berupa nilai PWM ini akan memanggil fungsi pengendali driver motor, pada fungsi ini apabila PWM bernilai positif, maka motor akan berputar maju, sebaliknya bila PWM bernilai negatif, maka motor akan berputar mundur. Nilai PWM keluaran dari kontroler PID ini akan ditambahkan dan dikurangkan terlebih dahulu dengan base PWM untuk masing-masing motor dan dijumlahkan dengan offset PWM pada masing-masing motor tersebut. Ilustrasi aplikasi kontroler PID dapat dijelaskan pada diagram blok berikut.

Diagram blok kontroler PID pada robot Wall Follower :

Deviasi/simpangan antar variabel terukur (PV) dengan nilai acuan (SP) disebut error (galat). Setpoint (SP) adalah suatu prameter nilai acuan atau nilai yang diinginkan. Present Value (PV) adalah nilai pembacaan sensor saat itu atau variabel terukur yang di umpan balikan oleh sensor (sinyal feedback). Berikut Gambar ilustrasi kontroler PID pada robot Wall Follower dan arsitektur kontroler PID pada robot Wall Follower.

Ilustrasi kontroler PID pada robot Wall Follower :

Dan ini dia video hasil eksperiment robot Wall Follower ane dengan kendali Kendali PID …

Robot Wall  Follower PID -ku part 1:

Robot Wall  Follower PID -ku part 2:

Robot Wall Follower with Right Rule Tracer and Obstacle Avoidance:

Robot Wall Follower with Left Rule Tracer and Obstacle Avoidance:

Semoga informasi ini bermanfaat 🙂