ABSTRAK -...
-
Upload
trinhxuyen -
Category
Documents
-
view
225 -
download
0
Transcript of ABSTRAK -...
PROTOTIPE BUSWAY MASA DEPAN
MUHAMMAD SHAFARI RAHMAT, Prof. BUSONO SOEROWIRDJO Phd.
ABSTRAK
Busway memberikan jasa angkutan umum di kota besar, yang lebih cepat, nyaman,
namun terjangkau warga. Busway memiliki jalur khusus yang tidak boleh dilewati kendaraan
lainnya (termasuk bus umum selain busway). Saat pengoprasian masih dilakukan secara manual
oleh operator, sehingga waktu tiba busway di halte sering mengalami keterlambatan. Akibatnya
terjadi penumpukan penumpang pada suatu halte.
Didalam tulisan ini, dibuat prototipe busway yang dapat menggantikan manusia dalam
mengendarai kendaraan dan meminimalkan penumpukan penumpang pada halte. Prototipe
busway masa depan dilengkapi dengan sistem elektronik yang memungkinkan beroperasi secara
otomatis. Komponen utama terdiri dari sensor untuk membaca jalur yang harus dilalui busway.
Sebagai komponen kendali digunakan mikrokontroler Atmega8535. Komponen lain termasuk
op-amp yang berfungsi sebagai komponen yang menghubungkan sensor dan mikrokontroler
serta motor driver yang berfungsi sebagai pengendali motor.
Dari hasil uji coba, busway berhenti secara otomatis ketika sampai halte dan meneruskan
perjalanan pada waktu yang ditentukan oleh program yang ditanamkan ke mikrokontroler.
Kata Kunci : Sensor, Busway, Mikrokontroler.
PENDAHULUAN
Busway merupakaan kendaraan
angkutan massal perkotaan. Busway
memiliki hak yang lebih dari angkutan
umum lainnya, karena busway memiliki
jalur tersendiri. Tetapi dalam
pengoprasiannya masih dilakukan oleh
manusia, sehingga waktu tiba busway di
halte sering mengalami keterlambatan.
Akibat dari hal tersebut, dapat terjadi
penumpukan penumpang pada suatu halte.
Didalam tulisan ini, dibuat robot
busway yang dapat menggantikan manusia
dalam mengendarai kendaraan dan
meminimalkan penumpukan penumpang
pada halte. Penulis membuat alat
“PROTOTIPE BUSWAY MASA DEPAN”.
Diagram Blok Rangkaian
Gambar 1 menunjukan blok diagram
prototipe busway masa depan. Blok
masukan terdiri dari rangkaian sensor. Blok
proses terdiri dari rangkaian komparator,
mikrokontroler dan motor driver. Sedangkan
blok keluaran terdiri dari rangkaian motor
dc, LED dan buzzer.
Masukan berupa garis berwarna
hitam dan dasar jalur berwarna putih yang
terbaca oleh sensor. Sensor memiliki
tegangan yang berbeda saat terkena garis
warna hitam dengan dasar jalur warna putih.
Tegangan tersebut akan dibandingkan oleh
rangkaian komparator. Keluaran logika dari
komparator diproses oleh mikrokontroler
dengan bantuan program yang telah di
tanamkan pada mikrokontroler. Motor
driver berfungsi sebaga pengendali motor
agar mendapatkan putaran motor yang
diinginkan. Jika motor langsung
disambungkan ke mikrokontroler, teganagan
dan arus yang keluar dari mikrokontroler
tersebut sangat kecil sehingga sulit untuk
menggerakan motor. Keluarannya berupa
motor yang bergerak, sehingga busway
berjalan, dan pintu busway dapat
terbuka/tertutup. Saat pintu busway terbuka/
tertutup indikator pintu akan bekerja, yaitu
led yang menyala atau buzzer yang
berbunyi.
Gambar 1 Blok diagram prototipe busway .
LANDASAN TEORI
Busway
Busway adalah sebuah sistem
transportasi bus cepat atau Bus Rapid
Transit di Jakarta, Indonesia. Sistem ini
dimodelkan berdasarkan sistem
TransMilenio yang sukses di Bogota,
Kolombia. Perencanaan Busway telah
dimulai sejak tahun 1997 oleh konsultan dari
Inggris. Busway Jakarta memiliki jalur yang
terpanjang dan terbanyak. Model busway
ada dua yaitu single decker bus (bus
tunggal) dan articulated bus (bus gandeng).
Busway bertujuan memberikan jasa
angkutan yang lebih cepat, nyaman, namun
terjangkau bagi warga. Jalur busway
merupakan jalur khusus yang tidak boleh
dilewati kendaraan lainnyanya (termasuk
bus umum selain busway).
Komponen Dasar Busway
Dalam pembuatan busway memiliki
beberapa komponen dasar, yaitu:
a. Sensor devices (sensor) adalah
sebuah alat pendeteksi sesuatu
hal yang terjadi disekitarnya.
b. Kontroller digunakan untuk
mengendalikan komponen
busway
c. Manipulator terdiri dari mekanik,
penyangga gerakan (appendage),
base (pondasi/landasan busway)
d. End effector adalah alat atau
piranti yang terletak di ujung
manipulator yang akan
menjalankan tugas-tugas yang
sesuai dengan perencanaan yang
telah dibuat.
e. Power supply adalah sebuah unit
yang menyediakan tenaga pada
kontroler dan manipulator
sehingga dapat bekerja.
LED
LED adalah singkatan dari Light
Emitting Diode, merupakan komponen yang
dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED
merupakan produk temuan lain setelah
dioda. Strukturnya led sama dengan dioda,
tetapi elektron yang menerjang sambungan
P-N juga melepaskan energi berupa energi
panas dan energi cahaya. LED dibuat agar
lebih efisien jika mengeluarkan cahaya.
LED sering dipakai sebagai indikator yang
masing-masing warna bisa memiliki arti
yang berbeda.
Gambar 2 Bentuk fisik led, simbol +
(positif) menunjukkan pin anoda dan symbol
– (negatif) menunjukkan pin katoda pada
led.
Pada gambar 2, menunjukkan pin
anoda dan katota pada bentuk fisik led.
Anoda ditunjukkan pada simbol + (positif)
pin led, sedangkan katoda ditunjukkan pada
simbol – (negatif) led. Secara fisik anoda
ditunjukkan oleh pelat didalam chasing led
yang berukuran lebih kecil, sedangkan
katoda ditunjukkan oleh pelat yang lebih
besar.
Photo Dioda
Gambar 3 Bentuk fisik photo dioda.
Bentuk fisik photo dioda dapat
diketahui dengan cara melihat isi photo
dioda yang berbentuk persegi berwarna
hitam dari ujung atas chasing photo dioda,
seperti terlihat pada gambar 3.
Photo dioda adalah dioda yang
bekerja berdasarkan intensitas cahaya. Jika
photo dioda terkena cahaya maka photo
dioda bekerja seperti dioda pada umumnya,
tetapi jika tidak mendapat cahaya maka
photo dioda akan berperan seperti resistor
dengan nilai tahanan yang besar sehingga
arus listrik tidak dapat mengalir.
Sensor
Sensor adalah sesuatu yang
digunakan untuk mendeteksi adanya
perubahan lingkungan fisik atau kimia.
Variabel keluaran dari sensor yang diubah
menjadi besaran listrik disebut Transduser.
Sensor telah dibuat dengan ukuran sangat
kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang
sangat kecil ini sangat memudahkan
pemakaian dan menghemat energi. Sensor
pada busway merupakan sensor garis.
Penguat Operasinal (Operational
Amplifier/ OP-Amp)
Penguat operasional ideal memiliki
karakteristik sebagai berikut :
1. Impendansi masukkan sama
dengan tak berhingga
2. Impendansi keluaran sama
dengan nol (0)
3. Penguatan tegangan sama dengan
tak berhingga
4. Bandwidth sama dengan tak
berhingga
Gambar 4 Skematik penguat operasional.
Pada gambar 4 adalah skematik
penguat operasional yang terdiri dari kaki
inverting, noninverting, +vcc, -vcc, dan
output. Penguat operasional dapat dibuat
banyak rankaian, seperti rangkaian inverting
amplifier, noninverting amplifier,
komparator, dll.
IC LM324
IC (integrated circuit) LM324
merupakan salah satu ic yang memiliki 4
buah op-amp. Op-Amp pada ic LM324
digunakan sebagai rangkaian komparator
pada sensor garis. Komparator berfungsi
untuk membandingkan tegangan masukan
yang diterima op-amp dari sensor dengan
tegangan referensi.
(a) (b)
Gambar 5 (a) Konfigurasi pin IC LM324;
(b) Bentuk fisik IC LM324.
Pada gambar 5a, menunjukkan
konfigurasi pin ic LM324 yang terdiri dari 4
buah op-amp didalamnya. Bentuk fisik ic
LM324 ditunjukkan oleh gambar 5b.
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu alat
elektronika digital yang mempunyai
masukan dan keluaran serta kendali dengan
program yang bisa ditulis dan dihapus
dengan cara khusus, cara kerja
mikrokontroler sebenarnya membaca dan
menulis data. Mikrokontroler memiliki
fungsi khusus untuk mengontrol suatu alat.
Dalam mikrokontroler terdapat prosesor,
RAM, ROM, dan I/O.
Untuk merancang sebuah sistem
berbasis mikrokontroler, kita memerlukan
perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu:
Sistem minimum mikrokontroler.
Software pemrograman dan
kompiler, serta downloader.
Sistem minimum mikrokontroler
adalah sebuah rangkaian mikrokontroler
yang sudah dapat digunakan untuk
menjalankan sebuah aplikasi. Pada dasarnya
sebuah sistem minimum mikrokontroler
AVR memiliki prinsip yang sama, yang
terdiri dari 4 bagian, yaitu:
1. Prosesor, yaitu mikrokontroler
itu sendiri.
2. Rangkaian reset agar
mikrokontroler dapat
menjalankan program mulai dari
awal.
3. Rangkaian clock, yang
digunakan untuk memberi detak
pulsa pada CPU.
4. Rangkaian catu daya, yang
digunakan untuk memberi
sumber daya.
Arsitektur Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler Alv and Vegard’s
RISC processor atau sering disingkat AVR
merupakan mikrokontroler RISC 8 bit.
Mikrokontroler AVR ATmega8535
dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM
internal, Timer/Counter, PWM, analog
comparator, dan fitur-fitur yang lainnya.
Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler
ATmega8535 adalah sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah,
yaitu port A, port B, port C dan
port D.
2. ADC internal sebanyak 8
saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan
kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah
register.
5. SRAM sebesar 512 Byte.
6. Memori Flash sebesar 8 KB
dengan kemampuan Read While
Write.
7. Port antarmuka SPI.
8. EEPROM sebesar 512 Byte yang
dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi
serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit
berbasis RISC dengan kecepatan
maksimal 16 MHz.
12. Memiliki PWM (Pulse Wide
Modulation) internal sebanyak 4
saluran.
13. Enam pilihan mode sleep, untuk
menghemat penggunaan daya
listrik.
Konfigurasi Pin ATmega8535
ATmega8535 mempunyai 40 kaki,
32 kaki digunakan untuk keperluan port
paralel. Setiap port terdiri dari 8 pin,
sehingga terdapat 4 port, yaitu port A, port
B, port C, dan port D. Konfigurasi pinnya
ditunjukkan oleh gambar 6.
Gambar 6 Konfigurasi pin ATmega8535.
Fungsi dari masing-masing pin
ATmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang
berfungsi sebagai masukan catu
daya.
2. GND merupakan pin Ground.
3. Port A (PortA0…PortA7)
merupakan pin input/output dua
arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PortB0…PortB7)
merupakan pin input/output dua
arah.
5. Port C (PortC0…PortC7)
merupakan pin input/output dua
arah.
6. Port D (PortD0…PortD7)
merupakan pin input/output dua
arah.
7. RESET merupakan pin yang
digunakan untuk me-reset
mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan
pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan
tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan
tegangan referensi ADC.
IC L293D
Pada gambar 7, menunjukkan
konfigurasi pin ic L293D. IC L293D adalah
suatu rangkaian daya tinggi terintegrasi yang
mampu melayani 4 buah beban dengan arus
nominal 600 mA hingga maksimum 1,2 A.
IC L293D dapat dipakai sebagai driver
relay, motor DC, motor steper dan pengganti
transistor sebagai saklar dengan kecepatan
switching mencapai 5 kHz.
(a)
Gambar 7 Konfigurasi pin IC L293D.
IC half bridge driver motor dc
L293D memiliki dua buah rangkaian half
bridge di dalamnya, sehingga dapat
digunakan untuk men-drive dua buah motor
dc. Half Bridge driver motor dc L293D
masing-masing dapat mengantarkan arus
hingga 2A.
Gambar 8 menunjukkan skematik
rangkaian ic L293D. IC L293D dapat
digunakan sebagai rangkaian motor driver
dengan menghubungkan ke mikrokontroler
dan diberi tegangan sebesar 7 Volt dengan
arus minimal 2 mA. Tegangan masukan IC
L293D maksimal sampai 50 Volt.
Gambar 8 Skematik rangkaian IC L293D.
Motor DC
Motor DC (Direct Current)
merupakan suatu komponen elektronika
yang dapat mengubah energi listrik menjadi
energi gerak. Motor DC dikendalikan
dengan menentukan arah dan kecepatan
putarnya. Arah putaran motor dc adalah
searah dengan putaran jarum jam (clock
wise/cw) atau berlawanan arah dengan
putaran jarum jam (counter clock wise/ccw),
seperti ditunjukan gambar 8. Arah putaran
motor dc bergantung dari hubungan kutub
yang diberikan. Kecepatan putar motor dc
diatur dengan besarnya arus yang diberikan.
Gambar 8 Arah putaran motor dc (cw dan
ccw)
Penggunaan Software
Code Vision AVR merupakan salah
satu software kompiler yang khusus
digunakan untuk mikrokontroler keluarga
AVR. Beberapa kelebihan yang dimiliki
oleh Code Vision AVR:
1. Menggunakan IDE (Integrated
Development Environment).
2. Fasilitas yang disediakan lengkap
(bisa mengedit program, meng-
compile program, men-download
program)
3. Mampu membangkitkan kode
program secara otomatis dengan
menggunakan fasilitas Code
Wizard AVR.
4. Memiliki terminal komunikasi
serial yang terintegrasi dalam
Code Vision AVR, sehingga
dapat digunakan untuk
membantu pengecekan program
yang telah dibuat khususnya
yang menggunakan fasilitas
komunikasi serial UART.
Gambar 9 Jendela Code Vision AVR
Algoritma Dan Pemrograman
Algoritma adalah urutan-urutan dari
instruksi atau langkah-langkah untuk
menyelesaikan suatu masalah. Kriteria suatu
algoritma yaitu dengan adanya input-output,
efektivitas dan efisien serta terstruktur.
Algoritma dapat dilihat dengan
menggunakan diagram alur atau yang biasa
disebut dengan flowchart. Flowchart adalah
suatu diagram yang menggambarkan
susunan alur logika program. Diagram alur
ini berguna untuk memahami suatu program
atau memberikan gambaran dari suatu
pelaksanaan program. Flowchart mengguna-
kan simbol-simbol sebagai alat bantu yang
menggambarkan proses di dalam program.
Adapun simbol-simbol tersebut adalah
sebagai berikut:
Tabel 1 Simbol-simbol Flowchart
No. Simbol Keterangan
1
Start/End, digunakan
untuk menunjukkan awal
dan akhir dari suatu
proses.
2
Process, digunakan
untuk memproses suatu
inputan data.
3
Decision, digunakan
untuk suatu penyeleksian
kondisi di dalam
program.
4
Input/Output, digunakan
untuk mewakili data
input/output.
5
Process Input Manual,
digunakan untuk
menginput manual pada
layar.
6
Flow Line, digunakan
untuk menunjukkan arus
dari proses.
7
Connector, digunakan
untuk menghubungkan
diagram alur apabila
terpisah, yang biasanya
masih dalam halaman
yang sama.
PERANCANGAN ALAT
Prototipe busway merupakan robot
dengan kendali otomatis. Busway ini
berjalan dengan bantuan sensor sebagai alat
indra robot tersebut. Sensor membaca garis
berwarna hitam dan dasar jalur berwarna
putih. Jika sensor membaca garis hitam dan
dasar jalur berwarna putih, maka sensor
akan memberikan masukan tegangan ke
komparator untuk dibandingkan.
Komparator mengeluarkan logika rendah
atau tinggi sebagai masukan ke
mikrokontroler untuk diproses. Program
akan menterjemahkan masukan untuk
menggerakan roda kendaraan, menggerakan
pintu, dan menyalakan led serta buzzer.
Pada perancangan ini meliputi
analisa rangkaian secara detail, analisa
rangkaian secara blok diagram, dan diagram
alur (flowchart).
Analisa Rangkaian Secara Detail
Dalam pengoprasian “Prototipe
busway masa depan” menggunakan
tegangan DC 9v yang dihasilkan dari
adaptor. Tegangan tersebut dikonversikan
oleh IC regulator LM 7805 untuk
menghasilkan tegangan 5v agar sesuai
dengan tegangan mikrokontroler. Tengangan
5v tersebut mengaktifkan rangkaian sensor,
komparator, mikrokontroler, motor driver,
motor dc, led dan buzzer.
Gambar 10 Skematik rangkaian busway
keseluruhan
Pada rangkaian busway , sensor yang
digunakan adalah sensor garis. Sensor garis
berguna untuk mengatur kemudi busway
agar mengikuti garis yang telah dibuat.
Sensor tersbut merupakan rangkaian led
sebagai pengirim cahaya dan rangkaian
photo dioda sebagai penerima cahaya. Pada
saat cahaya led terkena dasar jalur warna
putih, maka pantulan cahaya led mengenai
photo dioda sehingga resistansi pada photo
dioda sangat kecil. Sedangkan saat cahaya
led terkena garis hitam, maka cahaya led
terserap oleh warna hitam sehingga
resistansi photo dioda besar. Saat resistansi
photo dioda kecil maka tegangan pada photo
dioda besar, sedangkan saat resistansi photo
dioda besar maka tegangan pada photo dioda
kecil. Tegangan photo dioda akan masuk
kedalam komparator.
Komparator berfungsi membanding-
kan tegangan photo dioda dengan tegangan
referensi. Tegangan referensi berasal dari
rangkaian trimpot. Jika tegangan photo
dioda lebih besar daripada tegangan
referensi, maka keluaran dari rangkaian
komparator berlogika rendah (0). Jika
tegangan photo dioda lebih kecil daripada
tegangan referensi, maka keluaran dari
rangkaian komparator berlogika tinggi (1).
Keluaran dari komparator akan masuk
kedalam mikrokontroler.
Masukan pada busway ini berupa
aktif rendah (0) karena pada program
masukannya diinisialisasikan sebagai aktif
rendah (0). Jadi busway ini akan bergerak
jika sensor terkena garis warna hitam.
Analisa Rangkaian Secara Blok Diagram
Blok diagram rancangan prototipe
busway ditampilkan dalam gambar 1.
Masing-masing blok mempunyai
karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda.
Pada gambar 1, merupakan blok diagram
rangkaian prototipe busway secara
keseluruhan. Blok diagram tersebut terdiri
dari beberapa blok yang saling berkaitan.
Blok masukan terdiri dari rangkaian sensor.
Blok proses terdiri dari rangkaian
komparator, mikrokontroler dan motor
driver. Sedangkan blok keluaran terdiri dari
rangkaian motor dc, LED dan buzzer.
Blok Masukan
Masukan (input) merupakan sesuatu
yang dapat merubah keluaran (output)
dengan melalui suatu proses tertentu. Pada
prototipe busway , masukannya berupa garis
berwarna hitam dan dasar jalur berwarna
putih. Masukan tersebut akan diterima oleh
sensor garis dan diproses oleh rangkaian
komparator agar menjadi logika tinggi atau
rendah. Logika tersebut merupakan masukan
kedalam mikrokontroler.
Blok Sensor
Sensor berfungsi sebagai pembaca
masukan garis berwarna hitam dan dasar
jalur berwarna putih. Sensor pada busway
merupakan sensor garis yang dapat
membedakan warna hitam dan putih. Sensor
tersebut merupakan rangkaian led
superbright dan rangkaian photo dioda yang
disusun sejajar.
Pada gambar 11, rangkaian sensor
terdiri dari rangkaian led yang berfungsi
sebagai pengirim cahaya, sedangkan
rangkaian photo dioda berfungsi sebagai
penerima cahaya. LED memancarkan
cahaya ke objek sedangkan photodioda
menerima cahaya yang dipantulkan oleh
objek. Intensitas cahaya yang diterima oleh
photodioda akan mempengaruhi nilai
reistasinya. Garis berupa warna hitam dan
dasar jalur warna putih akan memantulkan
cahaya dengan intensitas yang berbeda. LED
yang terkena warna putih akan memantulkan
cahaya dengan intensitas yang lebih tinggi
daripada warna hitam, sehingga nilai
resistansinya akan berbeda. Semakin besar
intensitas cahaya yang diterima oleh photo
dioda, maka nilai resistansinya akan
semakin kecil dan nilai tegangan outputnya
akan semakin kecil.
Gambar 11 Rangkaian sensor
Sensor garis pada busway berjumlah
8 buah, seperti ditunjukkan oleh gambar 12.
Jika sensor 4 dan 5 terkena garis hitam,
maka busway akan berjalan lurus. Jika
sensor 5 dan 6 terkena garis hitam, maka
busway akan belok kanan dikit. Jika sensor
6 dan 7 terkena garis hitam, maka busway
akan belok kanan. Jika sensor 5 dan 6
terkena garis hitam, maka busway akan
belok kanan dikit. Jika sensor 7 dan 8
terkena garis hitam, maka busway akan
belok kanan kencang. Begitu pula dengan
sensor sebelah kiri yang terkena garis hitam,
maka busway akan berbelok ke kiri.
Gambar 12 Sensor busway dan garis hitam
pada jalur busway.
Blok Proses
Pada blok int terdapat semua
pemrosesan. Proses perubahan tegangan
menjadi logika, proses logika data masukan
menjadi data keluaran, dan proses
pengendali motor dc. Proses perubahan
tegangan menjadi logika terjadi pada blok
komparator. Proses logika data masukan
menjadi data keluaran terjadi pada blok
mikrokontroler. Proses pengendali motor dc
terjadi pada blok motor driver.
Blok Komparator
Gambar 13 Rangkaian komparator pada
busway
Pada gambar 13 merupakan
rangkaian komparator yang berfungsi
membandingkan tegangan masukan sensor
dengan tegangan referensi. Tegangan yang
masuk ke kaki non inverting komparator
(bersimbol v+) berasal dari tegangan
keluaran rangkaian trimpot. Sedangkan
tegangan yang masuk ke kaki inverting
komparator (bersimbol v-) berasal dari
tegangan keluaran photo dioda. Perbedaan
nilai tegangan keluaran dari photo dioda saat
menerima pantulan cahaya dari garis warna
hitam atau dasar jalur warna putih akan
dideteksi oleh rangkaian komparator.
Tegangan referensi dapat diatur dengan
memutar variabel resistor. Untuk
membedakan warna putih atau warna hitam,
nilai tegangan referensi diatur tepat diantara
nilai tegangan keluaran photo dioda saat
menerima pantulan cahaya pada warna
hitam dan putih.
Blok Mikrokontroler
Pada blok mikrokontroler merupakan
otak dari busway yang berfungsi mengontrol
semua kegiatan masukan dan keluaran. Blok
ini menggunakan mikrokontroler
ATmega8535. Mikrokontro-ler
ATmega8535 ini menggunakan bahasa
pemrograman C. Program yang ada di dalam
mikrokontroler akan mengendalikan
busway. Program tersebut berfungsi
memproses masukan yang masuk kedalam
mikrokontroler dan keluaran yang dihasilkan
oleh mikrokontroler. Mikrokontroler
mengatur semua kegiatan busway. Untuk
dapat mengoperasikan mikrokontroler
dibutuhkan rangkain minimum system,
seperti ditunjukkan oleh gambar 3.5.
Gambar 14 Minimum system
mikrokontroler ATmega8535
Port yang digunakan pada busway
ini yaitu: (ditunjukkan oleh gambar 3.1)
PORT B :
PB0 : Enable 1
PB1 : Enable 2
PB2 & PB3 : LED
PB4 : Buzzer
PORT C :
PC0 – PC7 : Sensor
PORT D :
PD0 – PD5 : Motor DC
Blok Motor Driver
Gambar 15 Motor Driver
Motor driver berfungsi untuk
mengendalikan motor dc. Busway ini
menggunakan IC L293D sebagai pengendali
motornya. Jika motor langsung
disambungkan ke mikrokontroler, teganagan
dan arus yang keluar dari mikrokontroler
tersebut sangat kecil sehingga sulit untuk
mendapatkan putaran motor yang
diinginkan. Pada IC L293D memiliki dua
buah VCC, yaitu VCC1 dan VCC2. VCC1
berfungsi untuk mengaktifkan rangkaian
digital dalam IC tersebut. Sedangkan VCC2
berfungsi untuk mengalirkan tegangan
langsung ke motor dc.
Pada gambar 15, motor 1 dan 2
digunakan sebagai roda busway, sedangkan
motor 3 digunakan untuk membuka pintu.
Enable pada motor 1 dan 2 dihubungkan ke
PortB 0 dan PortB 1, sedangkan pada motor
3 enable dihubungkan ke vcc. Enable yang
dihubungkan pada Port mikrokontroler
berfungsi untuk memberikan pwm pada
motor dc. Dengan PWM (pulse with
modulation) putaran motor dc dapat diatur
melalui program. Oleh karena itu, kecepatan
busway dapat melaju kencang saat jalan
lurus dan melaju perlahan saat jalan berliku.
Sedangkan enable yang dihubungkan pada
vcc dimaksudkan untuk memberikan
tegangan yang konstan, agar motor dc
berputar secara konstan.
Blok Keluaran
Keluaran merupakan hasil dari suatu
masukan yang telah terproses. Keluaran
pada busway ini adalah motor sebagai roda
busway dan penggerak pintu serta led dan
buzzer sebagai indikator pintu.
Blok Motor DC
Blok motor dc merupakan keluaran
terakhir pada prototipe busway . Motor DC
digunakan untuk dapat menggerakan laju
busway dan membuka/menutup pintu
busway. Roda busway menggunakan dua
buah gearbox agar motor dc dapat
menggerakan busway dengan beban yang
berat. Motor 1 terhubung dengan PortD 0
dan PortD 1, motor 2 terhubung dengan
PortD 2 dan PortD 3, sedangkan motor 3
terhubung dengan PortD 4 dan PortD 5.
Port-port yang terhubung pada motor dc
dapat terlihat pada gambar 16.
Gambar 16 Port-port yang terhubung
dengan motor DC
Blok LED Dan Buzzer
Gambar 17 Rangkaian LED dan buzzer
Pada blok ini berfungsi sebagai
indikator pintu pada busway . Led merah
menandakan pintu sedang tertutup,
sedangkan led hijau menandakan pintu
sedang terbuka. Bila buzzer berbunyi
menandakan pintu akan tertutup dan busway
akan berjalan kembali. Led merah terhubung
pada PortB 2, led hijau terhubung pada
PortB 3, sedangkan buzzer terhubung pada
PortB 4, seperti ditunjukkan oleh gambar 17.
Saat busway tidak berhenti pada
halte led merah akan terus menyala.
Sedangkan saat busway berhenti pada halte,
maka pintu terbuka, led merah padam, dan
led hijau menyala selama beberapa saat.
Pada saat pintu akan secara otomatis
tertutup, maka led hijau dan buzzer
berkedip. Setelah pintu tertutup sempurna
maka led hijau dan buzzer padam dan led
merah menyala, kemudian busway akan
secara otomatis berjalan kembali.
Diagran alur (Flowchart)
Gambar 18a Diagram alur part1
Gambar 18b Diagram alur part 2
Gambar 18c Diagram alur part 3
Diagram alur merupakan gambaran
dari algoritma cara kerja suatu sistem.
Diagram alur digunakan untuk melihat alur
kerja prototipe busway. Dengan diagram
alur pembaca lebih mudah memahami
logika algoritma alat yang dibuat. Diagram
alur pada busway ini dapat dilihat pada
gambar 18a, gambar 18b, dan gambar 18c.
UJI COBA ALAT
Cara Pengoprasian Alat
Pada prototipe busway pengoprasian
alat menggunakan tegangan adaptor sebesar
9v. Pengoprasian alat sebagai berikut:
1. Hubungkan prototipe busway dengan
tegangan 9v. Tegangan dapat berasal
dari adaptor maupun baterai.
2. Busway ditempatkan pada jalurnya.
Jalur berupa garis hitam dengan
dasar berwarna putih.
3. Busway akan berjalan sesuai jalur
dengan algoritma seperti pada bab 3.
Busway akan berhenti saat lampu
lalu lintas berwarna merah. Pintu
busway akan terbuka saat bearada
pada halte busway.
Hasil Pengujian Alat
Dari pengamatan saat busway
dioperasikan, maka didapat hasil pengujian.
Pengujian berdasarkan dari keadaan saat
busway berjalan lurus, berbelok, berhenti,
lamanya pintu busway terbuka dan tegangan
pada masing-masing pin ic yang digunakan.
Pengujian ini bertujuan untuk memberikan
informasi kondisi dan performa prototipe
busway yang penulis buat. Berikut adalah
tabel-tabel hasil pengujian prototipe busway
:
1. Pengujian teganan pada sensor dan
komparator
Trimpot (Gambar 13) diposisikan
pada tegangan 3,6 volt. Tegangan photo
dioda saat cahaya led terkena garis berwarna
hitam adalah 3,9 volt. Sedangkan tegangan
photo dioda saat cahaya led terkena dasar
jalur berwarna putih adalah 1,4 volt.
Trimpot berada pada kaki noninverting
komparator, sedangkan photo dioda berada
pada kaki inverting komparator. Pada hasil
pengujian, tegangan keluaran dari
komparator saat terkena garis berwarna
hitam adalah 1 volt, berarti keluaran dari
komparator berlogika rendah. Tegangan
komparator saat terkena dasar jalur
berwarna putih adalah 3,7 volt, berarti
keluaran dari komparator berlogika tinggi.
Dari pengujian tegangan yang keluar dari
komparator, dapat disimpulkan sebagai
berikut:
1.1 Keluaran komparator saat sensor
terkena garis hitam berlogika
rendah, jadi masukan ke
mikrokontroler saat sensor
terkena garis hitam berlogika
rendah.
1.2 Keluaran komparator saat sensor
terkena dasar jalur berwarna
putih berlogika tinggi, jadi
masukan ke mikrokontroler saat
sensor terkena dasar jalur
berwarna putih berlogika tinggi.
2. Pengujian pergerakan busway
Gambar 19, menunjukkan salah satu
pergerakan busway saat berbelok ke kanan.
Pertama saat sensor 4 dan 5 terkena garis
hitam berarti sensor 4 dan 5 berlogika
rendah (0), maka dalam program akan
mengerjakan fungsi dengan nama label maju
(), sesuai program berikut ini:
case 0b11100111: maju (); //sensor 4 dan 5
berlogika rendah (0)
break;
Fungsi dengan nama label maju (),
sebagai berikut:
void maju ()
{
kiri1=1;kiri2=0; //menggerakan
motor kiri berlawanan arah jarum jam (ccw)
kanan1=1;kanan2=0; //menggerakan
motor kanan searah jarum jam (cw)
lpwm=125;rpwm=125; //pwm motor
kiri=125 & pwm motor kanan=125
}
Program diatas menunjukan motor
kiri dan motor kanan sama-sama diberikan
pwm sebesar 125. Jadi roda busway akan
berputar dengan kecepatan yang sama,
sehingga busway akan berjalan lurus.
Kondisi selanjutnya pada gambar 19,
sensor busway berubah kondisi karena garis
hitam berbelok kearah kanan. Sensor yang
terkena garis hitam yaitu sensor 5 dan 6,
berarti sensor 5 dan 6 berlogika rendah (0),
maka dalam program akan mengerjakan
fungsi dengan nama label kanandikit (),
sesuai program berikut ini:
case 0b11110011: kanandikit (); //sensor 4
dan 5 berlogika rendah (0)
break;
Fungsi dengan nama label maju (),
sebagai berikut:
void kanandikit ()
{
kiri1=1;kiri2=0; //menggerakan
motor kiri berlawanan arah jarum jam (ccw)
kanan1=1;kanan2=0; //menggerakan
motor kanan searah jarum jam (cw)
lpwm=150;rpwm=110;} //pwm motor
kiri=150 & pwm motor kanan=110
Dari program diatas menunjukan
motor kiri diberikan pwm sebesar 150 dan
motor kanan diberikan pwm sebesar 110.
Jadi roda busway akan berputar dengan
kecepatan motor kiri lebih cepat dari motor
kanan, sehingga busway akan belok ke
kanan sedikit.
Kondisi selanjutnya pada gambar 19,
sensor busway berubah kondisi karena
setelah berbelok ke kanan sedikit posisi
sensor yang terkena garis hitam yaitu sensor
4 dan 5, berarti sensor 4 dan 5 berlogika
rendah (0), maka dalam program akan
mengerjakan fungsi dengan nama label maju
(), kemudian busway akan bergerak lurus
kembali. Pada dasarnya semua kondisi sama
prinsipnya, tetapi hanya berbeda
pergerakannya saja.
Gambar 19 Pergerakan busway saat
berbelok ke kanan sedikit
3. Waktu saat pintu busway terbuka dan
tertutup
Pada pengujian ini merupakan
pengujian saat busway berhenti pada halte.
saat busway berhenti pada halte, maka pintu
terbuka, led merah padam, dan led hijau
menyala. Lamanya pergerakan pintu busway
saat terbuka + 12,686 detik. Setelah pintu
terbuka sempurna, pintu akan otomatis
tertutup kembali setelah + 21,694 detik.
Kemudian pintu tertutup kembali dengan
lamanya pergerakan + 12,038 detik. Pada
saat pintu bergerak menutup, maka led hijau
dan buzzer berkedip. Setelah pintu tertutup
sempurna maka led hijau dan buzzer padam
dan led merah menyala, kemudian busway
akan secara otomatis berjalan kembali.
Tabel 2, merupakan tabel hasil pengujian
lamanya waktu saat pintu busway terbuka
dan tertutup.
Tabel 2 Waktu saat pintu busway terbuka
dan tertutup dalam detik(s)
4. Tegangan yang dibutuhkan untuk
pergerakan busway
Pada tabel 3 merupakan hasil
tegangan yang diuji pada pergerakan
busway. Tegangan tersebut berdasarkan
pwm yang telah diprogram pada
mikrokontroler. Tegangan tersebut diukur
pada PortB 0 yang terhubung pada enable 1
untuk menggerakan motor kiri dan pada
PortB 1 yang terhubung pada enable 2 untuk
menggerakan motor kanan.
Tabel 3 Tegangan (V) yang dibutuhkan
untuk pergerakan busway
Kondisi busway
PWM
pada
motor
kanan (V)
PWM
pada
motor kiri
(V)
Maju 125 125
Belok kanan dikit 110 150
Belok kanan 80 145
Belok kanan
kencang
90 145
Belok kiri dikit 150 120
Belok kiri 145 70
Belok kiri
kencang
145 90
Diam 0 0
Kondisi busway
Tegangan
pada
Tegangan
pada
motor
kanan (V)
motor kiri
(V)
Maju 2,5 2,5
Belok kanan dikit 3 2,4
Belok kanan 1,4 2,4
Belok kanan
kencang
1,8 2,9
Belok kiri dikit 2,3 3
Belok kiri 3 1,7
Belok kiri
kencang
3 1,9
Diam 0 0
Waktu rata-rata saat pintu sedang
terbuka + 12,686 detik
Waktu rata-rata lamanya pintu
busway saat terbuka + 21,694
detik
Waktu rata-rata saat pintu sedang
tertutup + 12,038 detik
PENUTUP
Kesimpulan
Prototipe busway berjalan
berdasarkan jalur tersendiri, yaitu garis
berwarna hitam dan dasar jalur berwarna
putih. Dari hasil pengujian dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Busway berjalan lurus dan berbelok
berdasarkan pembacaan sensor saat
terkena garis hitam dan dasar jalur
berwarna putih. Mikrokontroler dapat
mengartikan logika masukan sensor
karena telah diterjemahkan oleh program
yang ditanamkan.
2. Pintu busway terbuka lalu tertutup
secara otomatis saat busway berada pada
halte. Lamanya waktu yang diperlukan
saat pintu busway sedang terbuka adalah
12,686 detik. Lamanya waktu yang
diperlukan saat pintu busway sudah
terbuka adalah 21,694 detik. Lamanya
waktu yang diperlukan saat pintu
Percobaan
ke-
Waktu
saat
pintu
terbuka
(s)
Lamanya
waktu saat
pintu
terbuka
(s)
Waktu
saat
pintu
tertutup
(s)
1 12,34 22,30 11,30
2 12,60 21,45 12,16
3 13,04 21,73 12,90
4 12,53 22,36 11,25
5 12,92 20,63 12,58
Rata-rata 12,686 21,694 12,038
busway sedang tertutup adalah 12,038
detik.
3. Indikator pintu busway terdiri dari led
merah, led hijau, dan buzzer. Bila pintu
tertutup maka led merah menyala,
sedangkan bila pintu terbuka maka led
hijau menyala. Buzzer dan led hijau
akan menyala bersama-sama sebagai
penanda pintu akan tertutup.
Saran
1. Sensor terletak pada bagian bawah
badan busway. Jika jalur tergenang air,
maka jalur akan tertutup air sehingga
sensor busway tidak dapat membaca
jalur. Agar busway berjalan sesuai
fungsinya busway ini harus ditempatkan
pada jalur yang tidak pernah terkena
banjir.
2. Pergerakkan busway dapat ditambahkan,
seperti : busway dapat parkir secara
otomatis pada lahan parkir, serta
pengaturan kecepatan secara otomatis
saat busway berjalan menanjak atau
menurun.
3. Busway dapat ditambahkan berbagai
komponen lain seperti sensor jarak dan
gps. Sensor jarak dapat berfungsi saat
ada kendaraan atau benda lain yeng
berada di depan jalur busway agar
busway dapat berhenti. Gps
memudahkan operator memantau setiap
busway yang berada di jalan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] URL:
http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, 8
Agustus 2011.
[2] URL:
http://sitimasrurohum.blogspot.com/
2009/05/evaluasi-pembelajaran.html,
8 Agustus 2011
[3] Anonim, Modul Panduan
Elektronika Dasar 1, Laboratorium
Dasar Elektronika dan Komputer
Universitas Gunadarma, Depok,
2008.
[4] URL:
http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor, 8
Agustus 2011.
[5] URL:
http://tyanretsa.blogspot.com/2010/0
8/photodioda-dan-led.html, 8 mei
2011.
[6] Malvino, Albert Paul, Prinsip-
Prinsip Elektronika, Edisi ke-2,
Salemba Teknika, Jakarta, 2004.
[7] URL:
http://www.datasheetcatalog.org/data
sheet/stmicroelectronics/2156.pdf,
17 mei 2010.
[8] URL:
http://repository.usu.ac.id/bitstream/
123456789/14230/1/09E02814.pdf,
8 mei 2011.
[9] M. Ary Heryanto dan Wisnu Andi P,
Pemrograman Bahasa C Untuk
Mikrokontroler ATmega8535, Andi,
Yogyakarta, 2008.
[10] URL:
http://www.datasheetcatalog.org/data
sheet/atmel/2502S.pdf, 17 mei 2010.
[11] URL:
http://www.datasheetcatalog.org/data
sheet/stmicroelectronics/1330.pdf,
17 mei 2010.
[12] URL:
http://www.toko-
elektronika.com/tutorial/linefollower
tanpamikro.html, 8 mei 2011.
[13] URL:
http://www.scribd.com/doc/7481334/
codevision-avr, 8 Mei 2011.
[14] Anonim, Modul Panduan Embedded
system, Laboratorium Menengah
Elektronika dan Komputer,
Universitas Gunadarma, 2010.