Membuat Robot Pemecah Labirin dengan Arduino, Sensor Garis, dan Algoritma Jalur Terpendek

Skema & Diagram Sirkuit

Pin Sensor yang Dicantumkan dalam Dokumentasi Asli

• Sensor digital 0 paling kiri → Arduino D12
• Sensor digital 1 → Arduino A4 (digital D18)
• Sensor digital 2 → Arduino A3 (digital D17)
• Sensor digital 3 → Arduino A2 (digital D16)
• Sensor digital 4 paling kanan → Arduino A5 (digital D19)
• Sensor analog farRight → Arduino A0
• Sensor analog farLeft → Arduino A1
• Seluruh GND sensor → GND bersama; VCC sensor → suplai sesuai modul, umumnya 5V

Servo, Bluetooth, dan Daya

Dua continuous rotation servo masing-masing memiliki sambungan signal, VCC, dan GND. Servo harus menggunakan sumber daya yang cukup untuk arus awal dan arus beban, dengan ground disatukan ke Arduino. Proyek menggunakan dua kelompok baterai 4x NiMH; tegangan nominal tiap kelompok sekitar 4,8V. Jangan menghubungkan dua output baterai positif tanpa mempertimbangkan konfigurasinya.

Pin signal servo, LED, push button, dan UART HC-06 harus dicocokkan dengan file Fritzing asli karena tidak dapat dipastikan dari teks artikel. Jangan berasumsi pin RX HC-06 aman menerima sinyal TX 5V tanpa penyesuai level. File schematic yang disertakan penulis bernama z7IdLkxL1J66qOtphxqC.fzz, tersedia pada bagian Schematics halaman Hackster. Gambar wiring berformat imgix tidak dapat diverifikasi sehingga tidak ditampilkan sebagai gambar palsu.

Konfigurasi Contoh Edukatif untuk Kode di Bawah

• Servo kiri signal → D5
• Servo kanan signal → D6
• LED indikator → D7 melalui resistor
• Tombol START → D8 ke GND (INPUT_PULLUP)
• Bluetooth HC-06 TX → D10 (RX SoftwareSerial)
• Bluetooth HC-06 RX ← D11 (TX SoftwareSerial, dengan penyesuaian logika yang sesuai)

Pemetaan servo, indikator, tombol, dan Bluetooth pada paragraf terakhir adalah konfigurasi contoh yang dibuat khusus untuk program edukatif, bukan klaim pemetaan asli.

Kode Program

Kode berikut adalah implementasi mandiri untuk pembelajaran, bukan salinan penuh kode asli penulis. Parameter harus dikalibrasi dan belum diuji pada robot nyata. Kode asli tersedia di https://github.com/Mjrovai/MJRoBot-Maze-Solver.

#include <Servo.h>
#include <SoftwareSerial.h>

// Contoh mandiri Coseru: adaptasi konsep MJRoBot, bukan kode asli.
// Kalibrasi threshold, waktu belok, dan arah servo sebelum digunakan.
Servo leftServo, rightServo;
SoftwareSerial bluetooth(10, 11);
const byte sensorPin[5] = {12, A4, A3, A2, A5};
const byte farRightPin = A0, farLeftPin = A1;
const byte leftServoPin = 5, rightServoPin = 6;
const byte ledPin = 7, buttonPin = 8;
const int THRESHOLD = 150;
const int BASE_SPEED = 35; // offset derajat terhadap 90
const unsigned long EXTRA_MS = 200, CENTER_MS = 180;
const unsigned long TURN_90_MS = 500; // sesuaikan chassis
const int MAX_PATH = 100;
char path[MAX_PATH + 1];
byte pathLength = 0, pathIndex = 0;
int bits[5], farLeftValue, farRightValue;
int error = 0, previousError = 0;
float kp = 13.0, kd = 8.0;
enum Mode { FOLLOWING_LINE, LEFT_TURN, RIGHT_TURN, CONT_LINE, NO_LINE };
Mode mode = NO_LINE;

void drive(int left, int right) {
  left = constrain(left, -75, 75);
  right = constrain(right, -75, 75);
  leftServo.write(90 + left);
  rightServo.write(90 - right);
}
void stopMotors() { drive(0, 0); }
void readSensors() {
  int weighted = 0, count = 0;
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    bits[i] = digitalRead(sensorPin[i]) == HIGH;
    if (bits[i]) { weighted += i - 2; count++; }
  }
  farLeftValue = analogRead(farLeftPin);
  farRightValue = analogRead(farRightPin);
  bool leftBranch = farLeftValue < THRESHOLD;
  bool rightBranch = farRightValue < THRESHOLD;
  if (count == 5) mode = CONT_LINE;
  else if (leftBranch) mode = LEFT_TURN;
  else if (rightBranch) mode = RIGHT_TURN;
  else if (count == 0) mode = NO_LINE;
  else mode = FOLLOWING_LINE;
  if (count) error = weighted * 2 / count;
}
void followLine() {
  int correction = (int)(kp * error + kd * (error - previousError));
  previousError = error;
  drive(BASE_SPEED + correction, BASE_SPEED - correction);
}
void forwardExtra() {
  drive(BASE_SPEED, BASE_SPEED);
  delay(EXTRA_MS);
  stopMotors();
}
void turn(char direction) {
  // Sensor berada di depan sumbu roda: majukan sedikit sebelum putar.
  if (direction == 'S') { forwardExtra(); return; }
  drive(BASE_SPEED, BASE_SPEED);
  delay(CENTER_MS);
  stopMotors();
  if (direction == 'L') drive(-BASE_SPEED, BASE_SPEED);
  else if (direction == 'R') drive(BASE_SPEED, -BASE_SPEED);
  else drive(BASE_SPEED, -BASE_SPEED);
  delay(direction == 'B' ? TURN_90_MS * 2 : TURN_90_MS);
  stopMotors();
}
int angleFor(char c) {
  if (c == 'L') return 270;
  if (c == 'R') return 90;
  if (c == 'B') return 180;
  return 0;
}
void simplifyPath() {
  if (pathLength < 3 || path[pathLength - 2] != 'B') return;
  int angle = (angleFor(path[pathLength - 3]) + 180
              + angleFor(path[pathLength - 1])) % 360;
  char result = angle == 0 ? 'S' : angle == 90 ? 'R' :
                angle == 180 ? 'B' : 'L';
  path[pathLength - 3] = result;
  pathLength -= 2;
  path[pathLength] = 0;
}
void storeTurn(char direction) {
  if (pathLength >= MAX_PATH) { stopMotors(); while (true) delay(100); }
  path[pathLength++] = direction;
  path[pathLength] = 0;
  simplifyPath();
  Serial.println(path);
}
void waitButton() {
  stopMotors();
  while (digitalRead(buttonPin) == HIGH) delay(10);
  delay(40);
  while (digitalRead(buttonPin) == LOW) delay(10);
  delay(200);
}
void blinkLed(byte count) {
  for (byte i = 0; i < count; i++) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH); delay(180);
    digitalWrite(ledPin, LOW); delay(180);
  }
}
bool isFinish() {
  // Penanda akhir proyek berupa area hitam lebar yang tetap terdeteksi
  // setelah robot berjalan sedikit ke depan.
  return mode == CONT_LINE;
}
void firstPass() {
  while (true) {
    readSensors();
    if (mode == FOLLOWING_LINE) { followLine(); continue; }
    if (mode == NO_LINE) { turn('B'); storeTurn('B'); continue; }
    if (mode == CONT_LINE) {
      forwardExtra(); readSensors();
      if (isFinish()) { stopMotors(); return; }
      turn('L'); storeTurn('L'); continue;
    }
    if (mode == LEFT_TURN) { turn('L'); storeTurn('L'); continue; }
    if (mode == RIGHT_TURN) {
      forwardExtra(); readSensors();
      if (mode == NO_LINE) { turn('R'); storeTurn('R'); }
      else { storeTurn('S'); }
    }
  }
}
void secondPass() {
  pathIndex = 0;
  while (pathIndex < pathLength) {
    readSensors();
    if (mode == FOLLOWING_LINE) { followLine(); continue; }
    if (mode == NO_LINE) { stopMotors(); return; }
    turn(path[pathIndex++]);
  }
  // Lanjutkan hingga area akhir jika masih berada pada jalur normal.
  while (true) {
    readSensors();
    if (mode == CONT_LINE) { forwardExtra(); readSensors(); break; }
    if (mode == NO_LINE) break;
    followLine();
  }
  stopMotors();
}
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  bluetooth.begin(9600);
  for (byte i = 0; i < 5; i++) pinMode(sensorPin[i], INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
  leftServo.attach(leftServoPin);
  rightServo.attach(rightServoPin);
  stopMotors();
}
void loop() {
  waitButton();
  firstPass();
  blinkLed(2);
  Serial.print("Rute optimasi: ");
  Serial.println(path);
  bluetooth.println(path);
  waitButton(); // Kembalikan robot ke titik awal terlebih dahulu.
  secondPass();
  blinkLed(3);
  waitButton();
  pathLength = 0;
  pathIndex = 0;
  path[0] = 0;
}