PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER ...eprints.umm.ac.id/39478/1/Pendahuluan.pdfPembuatan Tugas...
Transcript of PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER ...eprints.umm.ac.id/39478/1/Pendahuluan.pdfPembuatan Tugas...
i
PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER
UNTUK PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI
SENGKALING (HARDWARE)
SKRIPSI
Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh :
Ahmad Hafid Fanani
201210130311081
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK
PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI SENGKALING
(HARDWARE)
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
AHMAD HAFID FANANI
201210130311081
Diperiksa dan Disetujui Oleh:
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK
PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI SENGKALING
(HARDWARE)
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
AHMAD HAFID FANANI
201210130311081
Tanggal Ujian : 16 Juli 2018
Periode Wisuda : 25 Agustus 2018
Disetujui Oleh:
1. Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.
NIDN : 0718036502
(Pembimbing I)
2. Khusnul Hidayat, S.T. (Pembimbing II)
3. Ir. Muhammad Irfan, M.T.
NIDN : 0705106601
(Penguji I)
4. Machmud Efendi S.T, M.Eng
NIDN : 0715067402
(Penguji II)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
NIDN : 0718036502
iv
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : AHMAD HAFID FANANI
Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 5 Januari 1994
NIM : 201210130311081
Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Elektro
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir Saya dengan judul “PERANCANGAN
SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK PEMBELAJARAN DI TAMAN
REKREASI SENGKALING (HARDWARE)” beserta isinya adalah karya saya sendiri dan
bukan karya tulis orang lain, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan
sumbernya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau
ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung
segala bentuk sanksi yang berlaku.
.
Malang, 25 Juli 2018
Yang membuat pernyataan
AHMAD HAFID FANANI
Mengetahui
Pembimbing I
Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.
NIDN : 0718036502
Pembimbing II
Khusnul Hidayat, S.T.
v
KATA PENGANTAR
i. KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas
kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
“PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK
PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI SENGKALING
(HARDWARE)”
Pembuatan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis
berharap agar tugas akhir ini dapat menambah kepustakaan dan dapat memberikan
manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis
mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak
sengaja.
Malang, 25 JULI 2018
Penulis
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
ii. LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu tercinta saya Nanik Muji Rahayu,A.Md.farm yang tak henti
memberikan doa dan dukungan moril maupun material, membiayai,
mencintai dan menyayangi saya hingga dapat meraih gelar Sarjana Teknik
ini.
2. Dekan Fakultas Teknik dan keluarga (FT) Bapak Ir. Sudarman, MT. serta
para Pembantu Dekan Fakultas Teknik dan keluarga besar Universitas
Muhammadiyah Malang.
3. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. dan
Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Bapak Widianto,ST.MT. beserta seluruh
staffnya.
4. Dosen pembimbing saya ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. dan Bapak
Khusnul Hidayat,ST. yang telah meluangkan waktu, energi dan pikiran
untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis
selama proses studi.
6. Tersayang saya Rossy Cavestany Vescera yang telah banyak memberikan
dukungan berupa semangat dan doa sehingga saya bisa meraih semua ini.
7. Teman saya Ralin, musley, Grey dan Bongsor yang telah banyak membantu
meringankan beban dalam pembuatan tugas akhir saya dengan tingkahnya.
8. Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu dan mendoakan penulis
tanpa terkecuali.
Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya atas segala
kebaikan dan semoga kita semua selalu dalam lindungan serta tuntunan-Nya.
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv
ABSTRAK ............................................................................................................... v
ABSTRACT ........................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang ................................................................................................... 1
1.2 Rumusan masalah ............................................................................................. 2
1.3 Batasan masalah ................................................................................................ 2
1.4 Tujuan ............................................................................................................... 2
1.5 Sistematika ........................................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontroler .................................................................................................. 4
2.1.1 Hardware Arduino ................................................................................... 4
2.1.2 Software Arduino .................................................................................... 4
2.2 Arduino Nano ............................................................................................... 5
2.2.1 Power Suply .......................................................................................... 6
2.2.2 Memori .................................................................................................... 6
2.2.3 Input dan Output ..................................................................................... 7
2.2.4 Interface .................................................................................................. 8
2.2.5 Reset ........................................................................................................ 8
viii
2.3 Arduino Mega ................................................................................................... 9
2.3.1 Proteksi ............................................................................................. 10
2.3.2 Power Suply ...................................................................................... 10
2.3.3 Memori ............................................................................................. 11
2.3.4 Input dan Output ............................................................................... 11
2.3.5 Interface ............................................................................................ 12
2.3.6 Reset .................................................................................................. 13
2.4 IC 74LS157 ..................................................................................................... 13
2.4.1 Konfigurasi IC 74LS157 .................................................................. 14
2.4.2 Kombinasi Multiplexer ..................................................................... 14
2.5 Motor DC ........................................................................................................ 15
2.6 Driver Motor IC L293D .................................................................................. 16
2.6.1 Konfigurasi IC L293D ........................................................................... 17
2.7 LCD 8x4 .......................................................................................................... 17
2.8 LM2596 DC Step Down .................................................................................. 18
2.9 Baterai ............................................................................................................. 19
2.10 LED ................................................................................................................ 20
2.10.1 Macam LED ..................................................................................... 21
2.10.2 Rangkaian LED ................................................................................ 22
2.11 Keypad ........................................................................................................... 22
2.12 Dotmatrix ....................................................................................................... 23
BAB III PERANCANGAN & PEMBUATAN SISTEM
3.1 Perancangan Hardware Robot ........................................................................ 25
3.1.1 Desain Bodi .......................................................................................... 26
3.1.2 Perancangan Sensor Pembaca ............................................................... 27
3.1.3 Perancangan Tombol Arah dan LCD .................................................... 28
3.1.3.1 Perancangn Tombol Arah ............................................................ 28
3.1.3.2 Perancangan LCD ........................................................................ 29
3.1.4 Perancangan Motor DC ......................................................................... 30
3.1.4.1 Perancangan Driver Motor .......................................................... 30
ix
3.1.4.2 Perancangan PID .......................................................................... 31
3.2 Perancangan Hardware Peta ........................................................................... 33
3.2.1 Desain Peta ............................................................................................ 34
3.2.2 Hardware Peta ....................................................................................... 34
3.2.2.1 Perancangan Keypad .................................................................... 34
3.2.2.2 Perancangan Interface Dotmatrix ................................................ 36
3.2.2.3 Perancangan LED Kota................................................................ 37
3.3 Metode Pengujian ........................................................................................... 38
3.3.1 Pengujian LED dan Sensor Pembaca .................................................... 38
3.3.1.1 Tujuan .......................................................................................... 38
3.3.1.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 38
3.3.1.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 38
3.3.2 Pengujian Tombol Arah ........................................................................ 39
3.3.2.1 Tujuan .......................................................................................... 39
3.3.2.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 39
3.3.2.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 39
3.3.3 Pengujian LCD ...................................................................................... 39
3.3.3.1 Tujuan .......................................................................................... 39
3.3.3.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 39
3.3.3.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 39
3.3.4 Pengujian Motor DC .............................................................................. 40
3.3.4.1 Tujuan .......................................................................................... 40
3.3.4.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 40
3.3.4.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 40
3.3.5 Pengujian Lintasan Peta ........................................................................ 40
3.3.5.1 Tujuan .......................................................................................... 40
3.3.5.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 41
3.3.5.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 41
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Sensor Pembaca ............................................................................. 43
x
4.1.1 Hasil Pengujian Sensor Pembaca .......................................................... 43
4.1.2 Analisa ................................................................................................... 44
4.2 Pengujian Tombol Arah dan LCD .................................................................. 44
4.2.1 Hasil Pengujian Tombol Arah dan LCD .......................................... 44
4.2.2 Analisa .............................................................................................. 45
4.3 Pengujian Driver Motor dan Motor DC .......................................................... 45
4.3.1 Hasil Pengujian Driver Motor dan Motor DC .................................. 45
4.3.2 Analisa .............................................................................................. 46
4.3.3 Hasil Pengujian PID ......................................................................... 46
4.4 Pengujian Hardware Lintasan Peta ............................................................... 48
4.4.1 Hasil Pengujian LED Dotmatrix ....................................................... 48
4.4.2 Analisa .............................................................................................. 49
4.4.3 Hasil Pengujian LED Pada Titik Kota .............................................. 49
4.4.4 Analisa .............................................................................................. 49
4.5 Pengujian Jalan Hardware Robot ................................................................... 50
4.5.1 Hasil Pengujian Jalan Robot Sesuai Rute Soal ................................. 50
4.5.2 Analisa .............................................................................................. 50
4.5.3 Hasil Pengujian Jalan Robot Melewati Simpangan .......................... 51
4.5.4 Analisa .............................................................................................. 51
4.5.5 Hasil Pengujian Robot dengan Rute Acak ....................................... 51
4.5.6 Analisa .............................................................................................. 52
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 53
5.2 Saran ............................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 54
LAMPIRAN ........................................................................................................... 55
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino nano ........................................................................................ 5
Gambar 2.2 Arduino Mega ...................................................................................... 9
Gambar 2.3 IC 74LS157 ....................................................................................... 13
Gambar 2.4 Kaki IC74LS157 ................................................................................ 14
Gambar 2.5 Motor DC .......................................................................................... 15
Gambar 2.6 IC L293D .......................................................................................... 16
Gambar 2.7 Pin IC 1293D .................................................................................... 17
Gambar 2.8 LCD 8x2 ............................................................................................. 18
Gambar 2.9 DC Steep Down .................................................................................. 19
Gambar 2.10 Baterai Lithium ............................................................................... 20
Gambar 2.11 Bentuk LED ..................................................................................... 20
Gambar 2.12 Rangkaian LED ............................................................................... 22
Gambar 2.13 Keypad ............................................................................................. 23
Gambar 2.14 LED Dotmatrix ................................................................................ 24
Gambar 3.1 Diagram Blok Robot .......................................................................... 25
Gambar 3.2 Desain Bodi ........................................................................................ 27
Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian Sensor Photodioda ...................................... 28
Gambar 3.4 Perancangan Tombol Arah ................................................................. 29
Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian LCD ............................................................ 30
Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian Driver Motor ............................................... 31
Gambar 3.7 Diagram Blok PID .............................................................................. 32
Gambar 3.- Penentuan Nilai L dan T ..................................................................... 32
Gambar 3.8 Diagram Blok Peta ............................................................................. 33
Gambar 3.9 Desain Peta ......................................................................................... 34
Gambar 3.10 Perancangan Rangkaian Keypad ...................................................... 35
Gambar 3.11 Perancangan Rangkaian Dotmatrix .................................................. 36
Gambar 3.12 Perancangan Rangkaian LED Kota .................................................. 37
Gambar 4.1 Hardware Robot dan Peta ................................................................... 42
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Sensor Pembaca ....................................................... 43
Gambar 4.3 Hasil Pengujian LED Dotmatrix ........................................................ 48
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Pin Antar Muka Sensor Photodioda ....................................................... 27
Tabel 3.2 Pin Antar Muka Tombol Arah ............................................................... 29
Tabel 3.3 Pin Antar Muka LCD ............................................................................. 30
Tabel 3.4 Pin Antar Muka Driver Motor Ke Motor DC ........................................ 31
Tabel 3.5 Parameter PID Ziegler Nichols 1 ........................................................... 32
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan Nilai Kp, Ki, Kd ....................................................... 33
Tabel 3.7 Pin Antar Muka Keypad ......................................................................... 35
Tabel 3.8 Pin Interface LED Dotmatrix ................................................................. 36
Tabel 3.9 Pin Antar Muka LED kota ..................................................................... 37
Tabel 4.1 Nilai Analog Sensor Pembaca ............................................................... 43
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tombol Arah dan LCD ................................................ 44
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Driver Motor dan Motor DC ....................................... 46
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Robot Menggunakan PID ............................................ 47
Tabel 4.5 Pengujian LED Dotmatrix ..................................................................... 48
Table 4.6 Hasil Pengujian LED Pada Titik Kota ................................................... 49
Table 4.7 Hasil Pengujian Robot Untuk Menyelesaikan Soal ............................... 50
Table 4.8 Hasil Pengujian Robot Melewati Persimpangan .................................... 51
Table 4.9 Hasil Pengujian Robot dengan Rute Secara Acak ................................. 52
xiii
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hidayat dan Sri Nurhayati. 2011. Perancangan Programmable Mobile Robot
Untuk Pengenalan Teknologi Robotika Pada Siswa Sekolah. UNIKOM
[2] Susanto, Heru. 2011. Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler At89s51
Sebagai Media Pembelajaran Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Robot
Beroda Otomatis Di Smp Muhammadiyah 3 Depok Sleman Yogyakarta.
STMIK El Rahma
[3] Ruswanto, Sonie dan Endah Suryani Ningrum. 2011. Pengaturan Gerak dan
Keseimbangan Robot Line Tracer Dua Roda Menggunakan PID Controller.
Politek. Elektro Negeri Surabaya
[4] Chandra, Epan Adi dan Didik Notosudjono. 2013. Epan Adi ChandrROBOT
LINE FOLLOWER (LINE TRACKING ROBOT). Universitas Pakuan Bogor
[5] Diyati, Fahmi. 2016. Rancang Bangun Robot Line Follower Berbasis Cahaya
Tampak. Universitas Airlangga Surabaya
[6] Ruzita Sumiati. 2009. Analisi Pengendalian Motor DC Menggunakan Logika
PID dengan Mikrokontroler Atmega 8535. Politeknik Negeri Padang
[7] Joni, Koko, Miftachul Ulum dan Zainal Abidin. 2016. Robot Line Follower
Berbasis Kendali Proportional-Integral-Derivative (PID) Untuk Lintasan
Dengan Sudut Ekstrim. Universitas Trunojoyo Madura