Robot Pemindah Barang yang dikendalikan via Hape Jadul

              Tidak mudah mencari artikel robot yang saya harapkan. Saya berkeinginan membuat sebuah robot yang mampu memindahkan benda benda kecil , dapat dikendalikan jarak jauh , dilengkapi dengan wireless kamera , namun tentu saja dengan dana seminim mungkin , dengan cara yang semudah mungkin. Kalau bisa , robot ini nantinya juga mampu melalui medan yang sulit.
                Yang berserakan di internet hanyalah robot yang bisa maju mundur , atau belok kiri dan kanan saja. Membosankan sekali bukan ? apa bedanya dengan mainan biasa yang ada di pasaran ?
Mungkin  jika kendalinya via Bluetooth smartphone akan kelihatan lebih cool , soalnya kalau pakai rangkaian remot bekas mainan sepertinya kok biasa saja ? tak ada bedanya dengan mainan umumnya.

                Coba deh ,cari mainan anak anak yang bisa mengangkat gelas plastik , kotak dus atau balok Lego dan memindahkannya , ngga ada kan ? padahal seharusnya ini mudah diproduksi dan lebih asyik dimainkan. Ada juga sih , yang jual tapi harganya setengah jutaan apa ga berlebihan ya , uda gitu jarak kontrolnya terbatas pula.

                Saya juga ingin robot ini dilengkapi kamera jarak jauh , tipikal keinginan para newbie di dunia robotik ini hehehe ,  
 

CMOS PAL camera module dan UHF Video sender

  

UHF wireless video sender ini dijual dalam bentuk kit , intinya amplifier sinyal RF seperti pada modul RF DVD player , skematik dari modul diatas adalah gbr dibawah ini.

Sumber : bullnet.co.uk

               Yang pertama saya cari adalah wireless kamera yg murah. Ada dua jenis kamera murah meriah yang saya temukan , yakni Spy kamera berbentuk gantungan kunci yang hanya mampu menyimpan video di micro SD , yang satunya wireless kamera yang bisa dilihat di layar monitor TV melalui rangkaian pemancar mini UHF atau biasa disebut video sender. Ini saya kira satu satunya pilihan termurah , karena untuk kamera wireless 2.4 Ghz harganya paling murah Rp 500 ribuan dan tidak dijamin memuaskan hasilnya , lagian duit segitu dapat darimana ? buat makan aja susah , Hehehe. 
Akhirnya saya pilih modul kamera plus rangkaian video sender , hasilnya lumayan bagus , gambarnya berwarna dan jernih, hanya saja sinyalnya kurang stabil , dan mencocokkan sinyalnya dengan TV membutuhkan kesabaran. Cara tuning sinyal nya yakni dengan menyalakan rangkaian video sender dahulu kemudian  searching channel TV seperti layaknya mencari channel stasiun TV baru , jika mulai terjadi gangguan/noise dan layar yang tadinya biru berubah jadi hitam , itu tandanya sinyal mulai sinkron dan gambar dapat tampil di layar TV anda , coba paskan lagi tuningnya supaya gambarnya bersih. Untuk gambar yang buram , berarti kita harus sesuaikan lensa modul kameranya , diputar kekiri atau ke kanan sehingga kita mendapatkan fokus yang tajam.
                Cara lain bisa juga dengan menggunakan handphone Android yang disematkan aplikasi Skype. Tapi kebetulan saya cuma punya handphone jadul , apa daya pilihan jatuh pada UHF wireless camera.

Sumber : superdroidrobots.com

                  Yang kedua adalah mencari platform atau chassis robot yang mampu memungut benda benda di sekitarnya , tidak sulit sih membayangkan sejumlah Servo terangkai pada lengan robot yang terbuat dari tripleks , tapi Servo koq mahal ya ? masa harus beli banyak ? sungguh bokek sekali ,  what a poor guy .
Baiklah , kita cari yang pakai DC motor saja ya , biar murmer , tinggal nyari di dus kumpulan mainan rusak milik adik atau beli juga ga mahal mahal amat kali.
Pilihan jatuh pada Tamiya Construction Set sebagai chasisnya , ya karena robot ini hanya membutuhkan 3 buah DC motor untuk beroperasi dan memungut benda apapun didepannya. Tapi yang jelas bukan untuk mungutin pot bunga atau barbel dari besi yaa...
Harganya sih ya mahal juga , tapi bisa beli pretelan atau beli terpisah parts nya dan nantinya material robot bisa diganti dengan menggunakan bahan lain , seperti tripleks atau sisa sisa dari casing plastik dari printer tua.

Situs penjualan online untuk produk Tamiya construction series diantaranya :

www.hlj.com ( Hobbylink Japan )
Hobbylink Japan menyediakan static model , anime figure dan Tamiya series.
Menggunakan kurs Yen dan jasa pengiriman EMS dan SAL yang relatif lebih murah dibanding situs lain , untuk produk sejenis.
Paket EMS tiba 2 minggu sedangkan paket SAL tiba 3 - 4 minggu.

www.klinikrobot.com
Klinik robot dari Pak Sandy menyediakan komponen robotik dari Tamiya series , seperti Tank track , Dual geared DC motor dan aneka komponen robotik maupun mikrokontroler.
Menggunakan kurs Rupiah untuk domestik dan USD untuk pembelian via Paypal.
Jasa pengiriman menggunakan JNE courier.

Meski tak ada kaitannya dengan Tamiya construction set , karya kreatif dari Muhammad Arin dibawah ini dapat dijadikan sumber inspirasi pembuatan base robotik dengan memanfaatkan limbah daur ulang dari casing printer bekas dan baut. Bahkan ini dikerjakan secara manual hanya menggunakan gergaji besi dan bor mekanis saja :

Sumber : teknologiguna.blogspot.com

Berurusan dengan robot itu hanya ada dua pilihan sih , kalo ngga nyiapin dana gede ya harus punya skill atau keterampilan yang mumpuni plus tahu kemana mencari peralatan yang komplit.
Kalau kedua duanya ga punya , ( baik duit tebel maupun skill yang memadai ) , ya pilihannya jatuh pada proyek seperti di blog saya ini hahahaha .

                   Yang ketiga adalah menyiapkan Transmitter dan Receiver atau Tx/Rx nya. Bisa pakai Bluetooth modul HC-05 , bisa pakai X-Bee ,bisa pakai cabutan dari mainan remot adiknya atau bisa pakai Pemancar/Penerima atau biasa disebut Tx/Rx versi profesional  ( yg harganya sejuta lebih ) seperti dari merk Futaba . Atau tipe 500 ribuan dari merk HobbyKing.
Bisa juga hanya menggunakan kabel yang terhubung ke saklar seperti versi kit bawaannya Tamiya diatas tadi , atau istilahnya cable tethering.
Yang versi wireless termurah tentu mengambil dari modul RC bekas mainan adik. Tapi itu berarti kita kekurangan channel untuk mengendalikan lengan/gripper robotnya. Ingat mainan RC biasanya kan cuma bisa maju mundur belok kiri dan belok kanan kan ? Ya berarti kita perlu dua PCB cabutan dari mainan bekas RC , tetapi pilih yang frekwensinya berbeda , kan ada yang 27Mhz dan 40Mhz. Supaya tidak saling bertabrakan fungsi kontrolnya.
                   Ada pula sistem pengendali DTMF ( Dual Tone Multiple Frequency ) diadaptasi dari penggunaan nada tombol pada telepon yang biasa terdengar saat kita menekan angka kala menelepon. Keuntungan sistem ini , robot bisa dikendalikan dengan jarak unlimited , tanpa batas selama masih ada sinyal seluler dan pulsa yang memadai tentunya haha., ya memang pakai pulsa , kan nada DTMF kita kirim sambil menelepon via handphone , hanya yang kita lakukan bukanlah berbicara , melainkan hanya menekan tombol angka pada handphone ketika dua handphone tersebut terhubung.
Sebelumnya hape yang berada di robot , kita seting auto answer dahulu. Tentu handsfreenya harus dipasangkan sebelum dapat membuka menu auto answer di hape ini.
Alhasil robot ini bisa dikendalikan dengan jarak nyaris unlimited , karena bergantung pada jaringan GSM seluler.

                     Misal kita tekan tombol di angka 2 di hape jadul maka robot bergerak maju
                                       tekan tombol di angka 8 maka robot bergerak mundur
                                       tekan tombol 4 robot belok kiri
                                       tekan tombol 6 robot belok kanan
                                       tombol lain disetting sesuai keperluan , misal untuk gripper.

Cara kerja robot DTMF

Kombinasi dua frekwensi yg tertera di samping dan bawah keypad adalah nada DTMF

  Nada tombol telepon adalah gabungan dua nada yang berbeda frekwensinya , dari gambar diatas dapat diambil contoh , misal angka 1 berarti kombinasi antara frekwensi 1209 Hz dan 697 Hz . Jadi itu merupakan perpotongan antara frekwensi di lajur kanan dan frekwensi di baris terbawah.
Sedangkan tabel dibawah ini adalah proses sinyal digital yang terjadi antara IC DTMF dan mikrokontroler.

Logic table : proses olah data sinyal DTMF dari hape ke mikrokontroler

  Kerugian sistem ini ada pada delay yang kadang terjadi jika sinyal kurang stabil , jadi jangan dipakai untuk robot di meja operasi , telat sekian menit atau sinyal tulalit bisa kacau kan ? hehehe..   Dibawah ini adalah modul yang telah terisi program untuk menggerakkan 4 buah DC motor , konektor JTAG sepasang itu nantinya masing masing dihubungkan dengan 2 modul DC motor driver L298N. Masing masing modul driver mengendalikan 2 motor DC, jadi totalnya 4 motor DC.

Modul robot DTMF 4 channel with AT89C2051

                                                      

Sumber : onlinetps.com

 Modul DTMF dari www.onlinetps.com ini menggunakan IC Decoder DTMF , MT8870 persamaannya adalah CM8870 dan HT9170. Decoder sinyal DTMF ini sebenarnya bukan IC tapi mikrokontroler , karena berisi program yang disematkan dari pabriknya. Sinyal yang dihasilkan lantas diumpankan pada Microcontroler jadul dari seri ATMEL AT89C2051 , di dalamnya program mengatur " tombol mana untuk mengaktifkan sinyal untuk kanal yang mana "  diproses , akhirnya motor driver dengan IC L298N menerima sinyal high/low tersebut untuk menggerakkan DC motor yang ada pada robot.

Gambar diatas menunjukkan instalasi pemasangan modul kontrol DTMF , dua unit L298N DC motor driver ( yang satu hasil kloning dari motor driver sebelahnya ) dan penempatan microphone dekat speaker handphone. Ditempelkan menggunakan selotip agar lebih baik.
Dalam gambar tsb , terminal IDC / JTAG yang satunya belum disambungkan ke DC motor driver hasil kloning /copas.
Kabel kabel pada unit motor driver dihubungkan ke baterai dan 4 buah DC motor yang akan menggerakkan sepasang roda dan unit grippernya.
Nantinya Handphone disetting auto answer ( tancapkan handsfree dahulu , sekedar untuk mengaktifkan fungsi auto answer ). Setel volume terkeras pada mode loudspeaker.
Sementara itu gunakan handphone lain untuk menelepon rangkaian diatas , setelah telepon tersambung ( otomatis nyambung karena setting auto answernya tadi ) , dan tinggal tekan tombol angkanya untuk menggerakkan salah satu DC motor pada rangkaian tadi.

Untuk list program AT89C2051 yang menggerakkan 2 DC Motor Anda dapat search di situs engineergarages.com , jangan tanya cara uploadnya , karena modul yang saya pakai sudah diprogram dari sananya , hehe.., karena AT89C2051 ini sudah obsolete alias ga diproduksi lagi oleh pabrikan asalnya. Mungkin yang sekarang stok lama atau buatan China.
Beberapa situs robotik di Indonesia dan situs Ebay masih menjual AT89C2051.
Tapi alat programmernya udah jarang yang jual disini. 
Meski demikian dibawah artikel ini terdapat beberapa skematik rangkaian robot DTMF tanpa menggunakan mikrokontroler , selain MT8870 dan DC motor driver L293D. Hanya saja cuma bisa untuk kendalikan 2 motor DC.

Dimana kita bisa mendapatkan MT8870 ? yang jelas di toko komponen elektronika , bukan di toko bangunan pastinya..hehe mungkin Digiware menyediakan secara online. Kalau modul DTMF diatas ya beli di www.onlinetps.com India. Untuk modul kamera pastikan yang sistem PAL sesuai dengan sistem di Indonesia , UHF kitnya konon ada yang jual di daerah Jatinegara - Jkt

Jadi sebenarnya ini bukanlah 100% robot , karena programnya tidak bersifat autonomous.
Hanya sekedar merubah sinyal analog frekwensi tombol ke sinyal digital (high/low ) dan pengaturan operasi tombol saja.

Alternatif rangkaian lain :
Saya juga mendapatkan skema rangkaian pengendali Robot DTMF tanpa Mikrokontroler di internet.
Rangkaiannya hanya menggunakan MT8870 dan IC CMOS saja atau bahkan langsung dihubungkan ke IC motor driver L293D.

Contoh yg tanpa mikrokontroler di breadboard

                                          Skematik robot DTMFdibawah tanpa mikrokontroler

Sumber : engineergarages.com

                                           Skematik ini hanya gunakan DTMF decoder & motor driver saja

Sumber : roboticsbible.com

                                            Skematik dibawah ini ditambah IC CMOS 74HC04

Sumber : electrosome.com

                                          Skematik dibawah ini menggunakan ATMega 16

List programnya ada di : Instructables.com

Dalam merakit skema diatas , crystal 3,57 Mhz harus disolder sedekat mungkin dengan kaki MT8870
Hape bisa langsung dihubungkan ke rangkaian via konektor headset yang dipotong salah satu headsetnya dan dari situ didapat sepasang kabel yang lantas disolderkan ke rangkaian. Sedang konektor headset ya dicolokkan pada hape seperti biasa. 
Dari skematik diatas nampak bahwa tanpa mikrokontroler , DTMF decoder MT8870 bisa langsung dihubungkan dengan IC motor driver. Fungsi mikrokontroler dan IC CMOS nampaknya hanya berfungsi sebagai pengatur tombol operasi dan menentukan jumlah channel yang dikehendaki.
Lebih mudah jika kita gunakan condenser mic yang disolderkan langsung ke bagian input rangkaian , sebagai alat untuk menerima sinyal DTMF dari speaker hape , jadi tak perlu memotong dan menyolder kabel headset yang super tipis itu.

Hape monokrom sejenis ini dan variannya dapat digunakan untuk mengirim sinyal DTMF dan dapat disetel auto answer setelah menancapkan handsfreenya. Semua hape juga bisa sebenernya , tapi lebih mudah menggunakan hape seperti ini.

Tapi namanya pakai mikrokontroler tentu saja channel/kanal yang diperoleh bisa lebih banyak dan pengaturan tombolnya lebih nyaman digunakan.
Untuk modul dari onlinetps di proyek ini memiliki 4 channel , yakni Maju-mundur , belok kiri - kanan , lengan naik-turun , gripper/capit buka-tutup.
     Karena menggunakan Tamiya construction set maka hanya 3 channel yang diperlukan.
Sisa channelnya bisa buat bikin pergerakan kamera , menembakkan peluru mainan , atau menyemprotkan air dari pistol air elektrik atau apalah terserah kita.
                         Sistem pengendali via sinyal DTMF ini sudah cukup lama dikenal , konon saat PD II ,  Jerman sempat menggunakan teknik kendali ini pada roket V2 nya Von Braun , yang jadi cikal bakal rudal ICBM/antarbenua dan roket pendorong satelit di masa sekarang.  
Sedangkan para mahasiswa teknik elektro telah banyak mengaplikasikan teknik kontrol menggunakan sinyal DTMF ini pada kontrol relay , kunci jarak jauh dan aneka proyek lain sejak lama.Ketik saja kata kunci ' rangkaian kontrol DTMF ' , maka akan banyak artikel yang membahas tentang hal ini.    
                          Satu hal yang menarik , ada yang berpendapat dalam mempelajari suatu modul mikrokontroler tidak perlu belajar dari nol , artinya tinggal tancap , tumpuk modulnya dan bikin programnya. Jika hanya bertujuan merakit satu alat saja mungkin itu benar. Spt halnya menyusun puzzle , kita tak perlu tahu cara membuat puzzlenya , tapi jika menghadapi sirkuit diatas yang bukan sebuah modul jadi , apa ya bisa paham tanpa belajar elektronika dasar sama sekali ? hehe , rasa ingin tahu lah yang membuat manusia bisa berkembang sampai sekarang. So let's keep learning.