Proposal TA My

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Kemajuan di bidang teknologi saat ini terutama di bidang

elektronika dan robotika memungkinkan untuk menciptakan robot /

perangkat yang mendukung kinerja manusia lebih praktis atau sebagai

alat bantu kerja yang efisien yang kelak banyak diciptakan.

Perkembangan teknologi robotika telah membuat kualitas

kehidupan manusia semakin tinggi. Saat ini perkembangan teknologi

robotika telah mampu meningkatkan kualitas maupun kuantitas produksi

berbagai pabrik. Teknologi robotika juga telah menjangkau sisi hiburan

dan pendidikan bagi manusia. Salah satu halnya dari sekian banyaknya

perkembangan dari teknologi robotika yaitu robot pengikut garis (Line

tracking).

Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas

fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun

menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan

buatan). Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya,

pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya kebanyakan robot industri

digunakan dalam bidang produksi. Penggunaan robot lainnya termasuk

untuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air dan luar

angkasa, pertambangan, pekerjaan "cari dan tolong" (search and rescue),

dan untuk pencarian tambang. Belakangan ini robot mulai memasuki

pasaran konsumen di bidang hiburan, dan alat pembantu rumah tangga,

seperti penyedot debu, dan pemotong rumput. Contoh lainnya yaitu pada

industri pengisian air minum yang perlu beroperasi pada ruangan steril,

dalam pelaksanaan kerjanya, diperlukan adanya batasan jarak antara

manusia itu sendiri terhadap obyek yang akan dikerjakan.

http://id.wikipedia.org/wiki/Limbah_beracun

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Robot_industri&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecerdasan_buatan

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecerdasan_buatan

Untuk itu diperlukan sebuah sistem otomatisasi yang dapat

melakukan hal-hal tersebut. Dimana sistem ini dapat bekerja secara

otomatis untuk menggerakkan suatu plant. Jadi, pekerjaan manusia yang

pada awalnya dilakukan secara manual menjadi otomatis dengan

menggunakan sebuah mesin atau robot, yang membuat manusia mudah

dalam menjalankan aktivitasnya. Prinsip kerja ini dapat diterapkan pada

mobile robot pemindah botol minuman untuk dibawa ke plant yang lain

yang selanjutnya.

Dalam industri sebuah minuman kemasan dimana dalam proses

memilih dan memindahkan botol-botol minuman masih menggunakan

tenaga manusia, tentu ini memakan waktu yang tidak sedikit, maka kami

mencoba memberikan sebuah solusi membuat Robot Pemindah Botol

berdasarkan warna dengan berbasis mikrokontroller. Dengan adanya

sistem robotika pada suatu sistem, maka itu dapat menghemat waktu dan

tenaga serta mempercepat suatu kegiatan terutama dalam kegiatan

dibidang industri.

Mekanisme kerja Robot ini adalah setelah tombol perintah dinyalakan,

kemudian robot akan mulai berjalan mengikuti garis yang sudah

ditentukan dengan menggunakan sensor photo dioda dan led super bright.

Tentu dengan menggunakan rangkaian pemroses Mikrokontroller Atmega

8535 Robot ini akan berjalan menuju tempat pengambilan botol dan

melalui sensor warna yang sudah terpasang pada bagian depan robot,

robot akan memilih jenis botol yang kemudian akan dipindahkan ke

tempat berbeda berdasarkan jenis warna minuman yang telah yang telah

ditentukan.

B. Pembatasan masalah

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis membatasi masalah

pada pembuatan rangkaian sensor led superbright dan photodioda yang

digunakan sebagai pembaca jalur dan sensor warna sebagai pendeteksi

warna peti botol minuman dimana dengan sensor warna ini akan

menangkap warna yang berbeda yang sudah diatur dalam program,

selanjutnya di proses untuk kemudian akan digunakan sebagai input untuk

menggerakan motor DC sebagai pengangkut peti botol minuman tersebut.

C. Perumusan masalah

Berdasarkan latar belakang dan pembatasan masalah, maka dapat

dirumuskan permasalahan yang ada pada alat berikut adalah :

”Bagaimana cara membuat Mobile Robot Pemindah peti Botol

Minuman Berdasarkan Warna Berbasis Mikrokontroller AVR

Atmega8535?”

D. Tujuan

Tujuan dari penelitian dan pembuatan Mobile Robot Pemindah

peti Botol Minuman Berdasarkan Warna Berbasis Mikrokontroller

AVR Atmega8535 ini adalah :

1. Sebagai syarat untuk mengikuti Tugas Akhir Diploma 3

Elektronika

2. Sebagai wadah untuk menerapkan apa yang telah

dipelajari selama perkuliahan

3. Dibidang sistem kontrol, dijadikan sebagai pembuktian

bahwa mikrokontroler dapat di aplikasikan pada berbagai

macam baik kebutuhan industri maupun non indutri.

E. Manfaat

Manfaat dari pembuatan alat ini adalah:

1. Dapat di jadikan media pembelajaran serta meningkatkan

kreatifitas dalam perkembangan teknologi.

2. Manfaat dari alat ini dalam bidang industri, mobile robot ini

dapat diaplikasikan sebagai pengganti tenaga manusia untuk

melakukan tugas pemisah jenis minuman dan

pendistribusian peti botol minuman ke plant lain yang sudah

ditentukan.

F. Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

BAB II Landasan Teori

BAB III Pembahasan Alat

BAB IV Pentup

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Robotika

1. Definisi Robot

Robot berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja.

Pada dasarnya robot dibuat untuk mendukung dan membantu pekerjaan

manusia, seperti yang banyak terlihat dibidang industri dimana robot dapat

meningkatkan hasil produksi industri tersebut.1

Robot dapat diartikan sebagai sebuah mesin yang dapat bekerja

secara terus menerus baik secara otomatis maupun terkendali. Robot

digunakan untuk membantu tugas-tugas manusia mengerjakan hal yang

kadang sulit atau tidak bisa dilakukan manusia secara langsung. Misalnya

untuk menangani material radio aktif, merakit mobil dalam industri

perakitan mobil, menjelajah planet mars, sebagai media pertahanan atau

perang, dan sebagainya. Pada dasarnya dilihat dari struktur dan fungsi

fisiknya (pendekatan visual) robot terdiri dari dua bagian, yaitu non-mobile

robot dan mobile robot. Kombinasi keduanya menghasilkan kelompok

konvensional (mobile dan non-mobile)contohnya mobile manipulator,

walking robot,dll dan non-konvensional (humanoid, animaloid,

extraordinary). Saat ini robot selain untuk membantu pekerjaan manusia

juga digunakan sebagai hiburan.

2. Jenis Robot:

a) Robot Mobil (Bergerak) yang bisa berpindah tempat.

Robot Mobil atau Mobile Robot adalah konstruksi robot yang ciri

khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan

keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat

melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain. Robot mobil

1 Saeed B. Niku. Introduction to Robotics Analysis, Systems, Application. United State of Amerika, 2001, p. 4

ini sangat disukai bagi orang yang mulai mempelajari robot. Hal ini karena

membuat robot mobil tidak memerlukan kerja fisik yang berat. Untuk dapat

membuat sebuah robot mobile minimal diperlukan pengetahuan tentang

mikrokontroler dan sensor-sensor elektro

b) Robot Manipulator ( tangan )

Robot ini hanyak memiliki satu tangan seperti tangan manusia yang

fungsinya untuk memegang atau memindahkan barang, contoh robot ini

adalah robot las di Industri mobil, robot merakit elektronik dll.

c) Robot Humanoid

Robot yang miliki kekmpuan menyerupai manusia, baik fungsi

maupun cara bertindak, contoh robot ini adalah Ashimo yang

dikembangkan oleh Honda.

d) Robot Berkaki

Robot ini memiliki kaki seperti hewan atau manusia, yang mampu

melangkah, seperti robot serangga, robot kepiting dll.

e) Flying Robot (Robot Terbang)

Robot yang mampu terbang, robot ini menyerupai pesawat model

yang deprogram khusus untuk memonitor keadaan di tanah dari atas, dan

juga untuk meneruskan komunikasi.

f) Under Water Robot (Robot dalam air), robot ini digunakan di bawah

laut untuk memonitor kondisi bawah laut dan juga untuk mengambil

sesuatu di bawah laut.

3. Definisi Robot Line follower

Robot Line Follower adalah suatu robot yang dirancang / dibuat

menyerupai mobil, dan cara kerjanya ialah robot tersebut akan mengikuti

garis hitam / putih secara otomatis dimana pengendalinya berupa sensor-

sensor dan selanjutnya akan dieksekusi oleh komparator dilanjutkan ke

motor-motor yang membuat robot bisa bekerja sabagai mana mestinya.

B. Mikrokontroller

1. Definisi Mikrokontroller

Mikrokontroler merupakan sebuah Single Chip Computer atau

suatu kepingan IC dimana didalamnya terdapat mikroprosesor dan

memori program (ROM) beserta memori serba guna (RAM), Input/Output

dan fasilitas pendukung lainnya. Mikrokontroler memiliki kemampuan

untuk diprogram dan digunakan untuk dapat dikendalikan (control).

Terdapat beberapa perbedaan antara Mikroprosesor dengan

Mikrokontroler diantaranya adalah Mikroprosesor hanya berupa single

chip CPU (Central Processing Unit) tanpa memori dan peripheral lainnya

sebagai pendukung sebuah komputer, sedangkan mikrokontroler adalah

complete chip CPU yang memiliki ROM/Flash memory, RAM, interface

serial/paralel, timer, sistem interrupt, dsb2.

Mikrokontroller merupakan suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan

mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi kebutuhan pasar ( market

needed ). Sebagai teknologi terbaru dengan teknologi semikonduktor yang

mengandung transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan

ruang kecil sebagai wadah penempatannya dan dapat diproduksi secara

massal sehingga harganya lebih murah dan dapat terjangkau oleh hampir

seluruh kalangan masyarakat. Oleh karena itu mikrokontroller sangat

cocok diterapkan untuk mengontrol berbagai peralatan-peralatan yang

lebih canggih dibandingkan dengan komputer PC, karena effektivitas dan

kefleksibelannya yang tinggi. Sebagai contoh penerapan mikrokontroler

pada umumnya adalah aplikasi mesin tiket dalam arena

permainan(game), aplikasi dalam pengukuran jarak jauh, aplikasi mainan

anak-anak dan lain sebagainya, berdasarkan contoh-contoh aplikasi

tersebut penulis sangat tertarik menggunakan mikrokontroller sebagai

peralatan utama dalam pembuatan alat pengontrol pada proyek akhir ini

pada umumnya ,dan mikrokontroller AVR ATMega 8535 pada khususnya,

karena hanya dengan menambahkan beberapa komponen luar,

2 Lukman Rosyidi. Modul Training Mikrokontroler AVR Level Basic. Jakarta : Prasimax 2003.hal.1

mikrokontroller sudah dapat bekerja sesuai dengan program yang

diberikan padanya.

2. Mikrokontroller AVR ATMega 8535

Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler berbasis arsitektur

RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan

mikrokontroler keluarga 8051 yang mempunyai arsitektur CISC (Complex

Instruction Set Computing), AVR menjalankan sebuah instruksi tunggal

dalam satu siklus dan memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga

penggunaan komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR

didesain menggunakan arsitektur Harvard, di mana ruang dan jalur bus

bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program

diakses dengan single-level pipelining, di mana ketika sebuah instruksi

dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch dari memori program.

a). Arsitektur AVR ATMEGA 8535

AVR ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan

port D

2. CPU yang memiliki 32 buah register

3. SRAM sebesar 512 byte

4. Flash memory sebesar 8kb

5. EEPROM sebesar 512 byte

6. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding

7. Two wire serial Interface

8. Port antarmuka SPI

9. Unit interupsi internal dan eksternal

10. Port USART untuk komunikasi serial

b). Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATmega 8535

Konfigurasi mikrokontroler AVR ATmega 8535 atau pin out

memiliki 40 buah pin, susunannya dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATmega 8535.

Berikut adalah penjelasan mengenai fungsi dari tiap-tiap pin

(kaki) yang ada pada mikrokontroler ATmega 8535.

a. VCC: (Pin 10) merupakan pin yang berfungsi sebagai pin

masukan catu daya.

b. GND: (Pin 11) merupakan pin ground.

c. Port A (PA0-PA7): (Pin 33-40) merupakan pin I/O dua arah

(bi-directional) dan pin masukan ADC.

d. Port B (PB0-PB7): (Pin 1-8) merupakan pin I/O dua arah dan

pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog,

dan SPI.

e. Port C (PC0-PC7): (Pin 22-29) merupakan pin I/O dua arah

dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan

Timer Oscilator.

f. Port D (PD0-PD7): (Pin 14-21) merupakan pin I/O dua arah

dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi

eksternal, dan komunikasi serial.

g. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset

mikrokontroler.

h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

j. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Untuk memprogram mikrokontroler dapat menggunakan bahasa

assembler atau bahasa tingkat tinggi yaitu bahasa C. Bahasa yang

digunakan memiliki keunggulan tersendiri, untuk bahasa assembler dapat

diminimalisasi penggunaan memori program sedangkan dengan bahasa C

menawarkan kecepatan dalam pembuatan program. Untuk bahasa

assembler dapat ditulis dengan menggunakan text editor setelah itu dapat

dikompilasi dengan tool tertentu misalnya asm51 untuk MCS51 dan AVR

Studio untuk AVR. Sedangkan untuk bahasa C menggunakan software

CodeVision AVR.3

Bentuk fisik AVR Atmega8535

C. Perangkat Penginderaan (Sensing)

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya

perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel keluaran dari sensor yang

dirubah menjadi besaran listrik disebut Transduser. Sensor merupakan

sebuah alat yang digerakkan oleh energi di dalam sebuah sistem

transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam

bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua. Perangkat pengindera

atau sensor digunakan oleh mobile robot pemindah peti botol berdasarkan

warna ini adalah untuk mendeteksi garis dan membaca warna objek peti

botol yang akan dipindah.

1. Photodioda

Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer

adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi

InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik

panjang gelombang mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å –

20,000 Å untuk GaAs. Photodioda adalah dioda sambungan PN yang

secara khusus dirancang untuk mendeteksi cahaya4. memperlihatkan

3Lingga Wardhana, Mikrokontroller AVR Seri ATmega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, (Yogyakarta : ANDI, 2006),hal.3.

4 Frank D. Petruzella. Elektronik Industri. ANDI. (Yogyakarta:2001) hal 244.

simbol skema standarnya semua dioda sambungan PN sensitif terhadap

cahaya. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan intensitas cahaya yaitu nilai

tahanannya akan berubah apabila terkena cahaya dan besar perubahan

kapasitasnya sangat bergantung dari intensitas cahaya yang mengenai

permukaan photodioda.

Dalam keadaan galap photodioda fungsinya hampir sama dengan jenis

dioda lainnya yaitu menghambat arus listrik, tetapi bila cahaya semakin

terang maka arus listrik akan mengalir. Umumnya photodioda

dipergunakan dalam rangkaian sensor. Gambar 2.8 menunjukkan simbol

dan bentuk fisik photodioda.

(a) ( b)

Gambar 2.8 (a) Simbol Photodioda dan (b) Bentuk Fisik Photodida

2. LED Superbright

LED Superbright terbuat dari bahan Gallium (Ga), Arsen (As), dan

Fosfor (P) atau disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam suatu wadah

yang tembus pandang. Berdasarkan bentuknya LED dibagi menjadi

beberapa macam, tetapi cahaya yang dipancarkan oleh LED Superbright

berbeda dengan LED pada umumnya, pancaran cahayanya lebih terang

dan sinarnya dapat menyebar serta memantul karena wadahnya

transparan. Gambar 2.7 menunjukkan simbol dan bentuk fisik dari Led

Superbright.

Cahaya infra merah walaupun mempunyai panjang gelombang

yang sangat panjang, tetapi tidak dapat menembus bahan-bahan yang

melewatkan cahaya tampak, sehingga cahaya infra merah tetap

mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.

Untuk membedakan antara kaki katoda dan anodanya dapat dilihat dari

bentuk elektrodanya, yang besar adalah kaki katoda. Keuntungan dari

LED Superbright antara lain harganya murah, usianya yang relatif panjang

lebih dari 20 tahun dan dapat dipakai dengan tegangan rendah (1-2 V)5.

(a) (b)

Gambar 2.7 (a) Simbol LED dan (b) Bentuk Fisik LED.

3. IC ADC 0804

Pengubah Analog ke Digital (A/D) berfungsi untuk

mengkonversikan besaran analog menjadi besaran digital. Tegangan

analog yang tak diketahui dimasukkan ke dalam pengubah A/D, dan akan

muncul keluaran biner yang bersangkutan. Keluaran biner tersebut akan

berbanding lurus dengan masukan analog. Keluaran ADC 0804 ini berada

di port 11-18 yang akan masuk ke mikrokontroller.ADC0804 dapat

beroperasi dalam mode free running dan controlled. Mode free running

seperti yang ditunjukkan pada Gambar Mode kerja ADC0804 kiri, adalah

mode kerja dimana ADC0804 akan mengeluarkan data hasil pembacaan

input secara otomatis dan berkelanjutan setelah selesai mengkonversi.

Pin 5 (INTR = interrupt, active low) yang berlogika rendah setelah ADC

selesai mengkonversi dihubungkan ke pin 3 (WR = write enable, active

low) untuk memerintahkan ADC memulai konversi kembali. Mode

controlled seperti yang ditunjukkan pada Gambar Mode kerja ADC0804

5 Malvino. Prinsip-prinsip Elektronk. Erlangga. Jakarta. 1981. hal 48.

kanan, adalah mode kerja dimana ADC0804 baru memulai konversi

setelah diberi instruksi dari mikrokontroler.

Instruksi ini dilakukan dengan memberikan pulsa rendah kepada masukan

WR, kemudian membaca keluaran data ADC setelah keluaran INTR

berlogika rendah.Mode kerja free running ADC diperoleh jika -RD dan -CS

dihubungkan ke ground agar selalu mendapat logika 0 sehingga ADC

akan selalu aktif dan siap memberikan data. Pin -WR dan -INTR dijadikan

satu karena perubahan logika - ITNR sama dengan perubahan logika

pada -WR, sehingga pemberian logika pada -WR dilakukan secara

otomatis oleh keluaran -INTR. Baik dalam mode free maupun controlled,

ADC0804 memerlukan osilator pembangkit sinyal sekitar fCLK = 640 kHz

untuk bekerja optimal. Frekuensi dapat dibangkitkan dengan memasang

resistor dan kapasitor pada pin CLKR dan CLKIN (pin 19 dan pin 4 pada

Gambar 2.4) dengan besar frekuensi yang dihasilkan fCLK ~~ 1/(1,1RC).6

4. IC LM358

Op-amp merupakan sebuah komponen yang banyak digunakan

sebagai pengkondisi sinyal. Biasanya op-amp digunakan untuk

memperkuat tegangan karena tegangan yang diinginkan terlalu kecil.

Dalam tugas akhir ini, op-amp difungsikan sebagai voltage comparator

(pembanding tegangan).

Op-amp mempunyai masukan diferensial dengan dua terminal7,

yaitu :

1) Terminal masukan yang bertanda positif (+) yang disebut

terminal tak membalik (non inverting).

2) Terminal masukan yang bertanda negative (-) yang disebut

terminal membalik (inverting).

Gambar.2.3. Simbol Op - amp

Komparator pada dasarnya adalah rangkaian yang digunakan

untuk mengindera atau mendeteksi kondisi dimana sebuah sinyal elektrik

terhadap waktu telah mencapai tegangan ambangnya (threshold).

Komparator dapat digunakan untuk mendeteksi kondisi dari sebuah sinyal

elektrik ketika mencapai tegangan tertentu yang telah didefinisikan

sebelumnya8.

6 http://www.ittelkom.ac.id/library/index/Aanalog-to-digital-converter-0804

7 George Clyton dan Steve Winder. Operational Amplifier. Erlangga . Jakarta. 2005. hal 1.

8 Ibid. hal 186

IC LM358 akan membandingkan tegangan reverse pada LDR, yang

diumpankan pada masukan tak membalik (non-inverting) dengan

tegangan referensi yang diumpankan pada masukan membalik (inverting)

IC tersebut saat terhalang maupun pada saat tak terhalang.

Gambar 2.4. (a) Konfigurasi pin IC LM358 dan (b) Karakteristik IC

LM358

D. Perangkat Penggerak ( actuator )

1. IC L293D

IC L293D digunakan sebagai penggerak menggantikan fungsi dari

relay, IC L293D dapat digunakan pada arah bidirectional, outputnya

dapat digunakan untuk motor DC, motor Stepper, solenoid dan cocok

digunakan pada beban yang membutuhkan arus dan tegangan yang

tinggi. Maksimum arusnya 600mA dan tegangan 4,5 V – 36 V. IC L293D

terdiri dari 16 pin dan hadir dalam dua versi, yaitu L293D dan L293, huruf

D menunjukkan adanya dioda yang berfungsi untuk mengurangi induksi

tegangan, jadi motor yang digunakan jadi lebih aman dan awet. IC L293D

ini memerlukan tegangan kerja sebesar +5 Volt DC dan tegangan

sebesar +24 Volt DC untuk menggerakkan motor DC (Vmotor/Vs).

Tegangan kerja IC L293D tidak sama dengan kerja untuk motor DC,

karena motor DC membutuhkan level tegangan dan arus yang lebih besar

daripada tegangan kerja IC L293D. Satu buah IC L293D dapat

mengendalikan dua buah motor DC secara bersamaan. Tabel 1 pada

halaman 13 adalah tabel pengendalian Motor DC menggunakan IC

L293D9:

Tabel 2.1. Pengendali Motor DC : IC L293D

Jalur Keterangan

1 , 9 Pengatur kecepatan putaran motor dc 1 dan

motor dc 2

9 Sandy Halim, ST. Merancang Mobile Robot Pembawa Objek Menggunakan OOPic-R.(Jakarta: Elexmedia Komputindo,2007),hal.68

2 , 7 Sepasang jalur penentu arah putaran motor dc 1

(M1)

3 , 6 Sepasang jalur yang terhubung dengan kutub

motor dc 1

4 , 5 ,

12 , 13

Ground

8 Tegangan kerja M1 dan M2

10 , 15 Sepasang jalur penentu arah putaran motor dc 2

(M2)

11 , 14 Sepasang jalur yang terhubung dengan kutub

motor dc 2

16 Tegangan kerja IC L293D

2. Motor DC

Motor arus searah adalah suatu mesin listrik yang mengubah

energi listrik menjadi energi mekanik10, yaitu dalam suatu bentuk tenaga

gerak putar atau rotasi. Pada prinsipnya konstruksi motor arus searah

sama dengan generator arus searah, keduanya bekerja berdasarkan

medan elektromagnetik pada magnet tetap yang dialiri arus listrik, tetapi

pada keduanya juga terdapat perbedaan yaitu, tenaga listrik pada motor

DC dapat menghasilkan energi mekanik, sedangkan generator sebaliknya

yaitu tenaga mekaniknya dapat menghasilkan tenaga listrik.

Mesin arus searah bila dialiri arus listrik pada kumparan medan

terjadi penguatan, maka timbul gaya Lorentz pada tiap-tiap sisi kumparan

jangkar tersebut. Arah gaya Lorentz ditentukan dengan kaidah tangan

kiri :

a. Ibu Jari menunjukkan arah gaya.

b. Jari telunjuk menentukkan arah medan (dari kutub utara ke

kutub selatan).

10 G. van der Wal. Ringkasan Elektro Teknik. Erlangga. Jakarta. 1983. hal 74

c. Jari tengah menunjukkan arah tegangan atau arus.

Prinsip dasar dari motor arus searah adalah kalau sebuah kawat

berarus diletakkan antara kutub magnet utara dan selatan, maka pada

kawat itu akan bekerja suatu gaya yang menggerakkan kawat itu.

Arah gerak kawat itu dapat ditentukan dengan “kaidah tangan kiri”,

yang berbunyi sebagai berikut: “Apabila tangan kiri terbuka diletakkan

diantara kutub utara dan selatan, sehingga garis-garis gaya yang keluar

dari kutub menembus telapak tangan kiri dan arus didalam kawat itu akan

mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu jari”.

Untuk membalik arah putaran motor DC dapat dilakukan dengan

membalik arah arus jangkar. Pada penelitian ini motor DC yang digunakan

adalah motor DC magnet permanen, bergeraknya motor ini dapat

dikendalikan oleh suatu rangkaian yang mempunyai dua masukan,

sehingga motor ini dapat merubah arah putarannya secara bergantian.

Gambar 2.9. menunjukkan simbol dari motor DC

3. LCD (Liquid Crystal Display)

LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. LCD berfungsi

untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan tampilan berupa teks

ataupun menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. LCD yang

digunakan pada prototipe mobil wisata ini adalah jenis LCD M1632,

dengan tampilan 16 X 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. LCD

tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk

mengendalikan LCD26. Susunan kaki-kaki dan bentuk fisik dari modul LCD

ditunjukkan pada gambar 2.18.

(a) (b)

Gambar 2.18 (a) Modul dari Liquid Crystal Display dan (b)

Tampilan Fisik LCD

LCD dapat dijadikan sebagai layar informasi tertulis, karena display

LCD dapat menampilkan informasi-informasi atau petunjuk dari sensor.

Tabel dari fungsi pin-pin dari LCD ( Liquid Crystal Display ) :

http://4.bp.blogspot.com/_Tc7x-KjEn0c/RuEnIPwcNUI/AAAAAAAAAMg/zcg6u16iy9c/s1600-h/gbr+1.JPG

Ada 2 macam data yang diberikan kepada LCD. Yaitu sebagai

instruksi atau sebagai data yang ditampilkan di layar. Sebagai Instruksi,

yaitu apa yang harus dilakukan LCD. Ketika pin Enable berpindah dari 1

ke 0 ( falling edge), dan pin RS berlogika 0 maka apa yang ada di DB7 –

DB0 akan diartikan sebagai instruksi

BAB III

PEMBAHASAN ALAT

A. Pembuatan Alat

Pada pembuatan tugas akhir ini dilakukan dalam beberapa tahapan,

tahap pertama yaitu pembuatan hardware yang meliputi pembuatan

mekanik robot, pembuatan rangkaian kontrol atau rangkaian pengendali

dan tahap selanjutnya yaitu perancangan software yang meliputi

penentuan port yang akan digunakan, program yang digunakan,

pembuatan program dan yang terakhir adalah pengujian alat.

1. Pembuatan hardware

a. Mekanik

Pada tahapan pembuatan mekanik, bahan dasar yang

dipergunakan adalah akrilik untuk pembuatan body dari mobile robot,

sebagai tempat penyimpanan rangkaian pengendali(pemroses), motor

DC.

Gambar tampilan robot

b. Perangkat Elektronik

Rangkaian yang digunakan terdiri dari input, proses dan output,

untuk rangkaian input menggunakan Led superbright dan photodioda

sebagai sensor jalur, sensor warna untuk mendeteksi warna dan untuk

rangkaian proses menggunakan sistem minimum AVR AT mega 8535,

selajutnya pada rangkaian output menggunakan IC L293D sebagai

drivernya.

AVR

ATMega 8535

Sensor jalur

Driver

Sensor jalur

Motor DC 2

Motor DC 1

Sensor warna

Gambar.3.3 Blok Diagram

2. Rangkaian Sensor Jalur

Sensor jalur digunakan untuk mendeteksi jalur hitam pada saat

robot berada di lintasan, sensor ini harus bisa membedakan antara warna

hitam dan putih.

Komponen pemancar yang digunakan adalah LED superbright,

sedangkan penerimanya adalah LDR. Sensor ini bekerja melalui

perubahan tegangan yang berasal dari input untuk kemudian tegangan

tersebut dibandingkan menggunakan komparator dengan sebuah nilai

tegangan referensi pada potensio, pada gambar 3.4. adalah skema

rangkaiannya.

Gambar 3.4. Rangkaian Sensor Jalur

Fungsi potensio adalah sebagai pengatur sensitifitas sensor

dengan menentukan tegangan referensi. Sehingga sensor dapat

mendeteksi adanya jalur pada track yang telah disediakan.

IC1LM358

Ke Mikrokontroller

100K

Sensor ini berjarak jarak 2,5 cm dari bagian bawah body robot dan

lintasan diletakkan secara retroreflektif sehingga mengandalkan

pantulan. Ketika sensor mendeteksi warna putih maka LDR akan

tersinari, karena sinar LED superbright memantul, akibatnya tegangan

pada LDR menjadi lebih tinggi dari V ref, dan outputnya adalah high.

3. Rangkaian Pemroses

Rangkaian ini menggunakan sistem minimum AVR AT mega 8535

yang berfungsi untuk menerima data, mengolah dan mengeluarkan data.

Input yang diterima berasal dari sensor yang dipakai kemudian datanya

diolah untuk kemudian dikirim ke output ( motor DC ). Pada gambar 3.6.

adalah skema rangkaiannya:

18 pF

18 pF

12 MHz

Gambar 3.6. Rangkaian Proses Pengendali Robot

4. Rangkaian penggerak motor DC

Rangkaian penggerak motor DC menggunakan IC L293 sebagai

pengendalinya, IC L293D digunakan sebagai penggerak motor pada roda

kanan dan roda kiri. Tegangan input yang dibutuhkan antara 4,5 V - 36

V. Input pada IC L293D didapatkan dari rangkaian pemroses yang berasal

dari input sensor.

Gambar 3.7. Penggerak motor DC

Pada gambar 3.7. adalah rangkaian driver motor DC dengan

menggunakan IC L293D sebagai pengendali motor. IC L293D ini memiliki

4 masukkan dan 4 keluaran. Sebuah IC L293D dapat mengendalikan 2

buah motor sekaligus. Masukkan dari IC L293D adalah dari mikrokontroler

pada pin 2, pin 7, pin 10 dan pin 15. keluaran dari IC L293D dikopel

dengan motor DC yaitu pada pin 3, pin 4, pin 11 dan pin 14. Terdapat dua

input VCC pada IC L293D. VCC pertama pada pin 16 yaitu untuk

mengaktifkan ICL293D yaitu sebesar +5V dan VCC yang kedua yaitu

pada pin 8 untuk beban yang akan dipakai. Pada VCC yang kedua ini

maksimal pemberian tegangan adalah sebesar +36V.

Gambar 3.8 Rangkaian catu daya

5. Pembuatan Pemrograman

CodeVision AVR C Compiler

CodeVision AVR C Compiler pada dasarnya merupakan perangkat

lunak pemrograman microcontroller keluarga AVR berbasis bahasa C.

Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat

lunak ini: text editor C, assembler , dan program downloader. Pada

program ini anda dapat mengetik bahasa C, mengatur dan membuat file

assemblingnya, lalu dapat didownload ke dalam chip dengan downloader

Kanda STK 200, dan jika terdapat kesalahan dapat diatur kembali. Pada

tool Codevision AVR ini bisa ditentukan port-port dari mikrokontroller AVR

yang berfungsi sebagai input maupun output, serta bisa juga ditentukan

tentang penggunaan fungsi-fungsi internal dari AVR.

B. Pengujian alat

Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui seberapa besar nilai

tegangan yang dihasilkan dari sensor jalur berupa LDR, sensor cahaya

dengan LDR sebagai aktifasi robot, output pada sysmin AVR dan output

IC L293D.

Instrumen yang digunakan untuk mengukur tegangan

menggunakan multimeter digital

( Sanwa CD800a ) .

1. Instrumen Pengujian

a. Multimeter digital ( Sanwa CD800a )

Multimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan,

hambatan, dan arus, baik arus searah (DC) maupun arus bolak balik (AC).

Multimeter digital digunakan karena nilai yang dihasilkan lebih akurat,

mudah dalam pembacaan dan lebih lebih unggul dari multimeter analog.

Pada pengukuran kali ini, rangkaian yang diukur adalah rangkaian sensor

jalur berupa LED superbright, sensor cahaya dengan LDR sebagai aktifasi

robot, output pada sysmin AVR dan output IC L293D.

2. Kriteria Pengujian

a. Rangkaian Input

Rangkaian input yang akan diuji adalah rangkaian sensor jalur berupa

LDR dan sensor cahaya dengan LDR sebagai aktifasi robot, pada tabel

berikut adalah nilai-nilai yang akan diukur.

1. Pengukuran rangkaian sensor jalur

Pengukuran dilakukan pada output IC LM358, yang dilakukan pada

dua kondisi yaitu pada saat sensor mendeteksi warna hitam (menyerap)

dan pada saat mendeteksi warna putih (memantul). Apabila mendeteksi

warna hitam maka nilai yang dihasilkan berlogika rendah, sedangkan jika

mendeteksi warna putih maka nilainya akan berlogika tinggi. Tegangan

sumber yang diberikan sebesar 4,8V.

2. Pengukuran rangkaian sensor cahaya

Sensor cahaya dengan LDR difungsikan sebagai aktifasi, apabila

terkena cahaya maka nilainya berlogika low. Pengukurannya dilakukan

pada output IC LM358. Tegangan sumber yang diberikan sebesar 4,8V

b. Rangkaian proses

Rangkaian proses terletak pada rangkaian sistem minimum, nilai yang

diukur hanya keluaran dari mikrokontroler saja, yang terdapat pada port A

dan Port C.

1. Pengukuran input pada PORT A

Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui nilai tegangan yang

dihasilkan pada Port A sebagai output dari sensor jalur.

2. Pengukuran output pada PORT C

Pengukuran dilakukan pada input IC L293D dan output IC L293D.

Pengukuran dilakukan saat input atau output berkondisikan high (1) dan

low (0). Tegangan yang diberikan untuk motor adalah sebesar +12V dan

tegangan untuk IC L293D adalah sebesar +5V.

C. Spesifikasi Alat

Robot Mobil dengan LED Superbright dan photodioda sebagai sensor

jalur berbasis Mikrokontroler ATmega 8535 menggunakan mekanik yang

terbuat dari acrylic tebal 2 mm. Sedangkan sensor yang dipakai

menggunakan LED Superbright dan photodioda sebagai pendeteksi jalur,

sensor warna dengan photodioda dan LED Superbright , untuk

penggeraknya menggunakan driver IC L293D. Dari input dan output yang

dipakai tentunya melalui sebuah pemroses yang dilakukan oleh

mikrokontroler AT mega 8535.

D. Prinsip Kerja Alat

Mobile Robot dengan photodioda dan LED Superbright sebagai

sensor jalur berbasis Mikrokontroler ATMega8535 ini bekerja

menggunakan program CodeVision AVR yang di-download ke dalam IC

Mikrokontroler ATmega8535. Robot ini akan bekerja setelah tombol

perintah dinyalakan, kemudian robot akan mulai berjalan mengikuti garis

yang sudah ditentukan dengan menggunakan sensor photo dioda dan led

super bright.

Sensor yang digunakan adalah LED Superbright dan Photodioda

untuk mendeteksi jalur hitam pada saat robot berada pada lintasan,

sensor ini harus bisa membedakan antara warna hitam dan putih. Jika

sensor mendeteksi jalur hitam pada lintasan maka robot akan bergerak

mengikuti jalur tersebut, jika mendeteksi lantai berwarna putih pada

lintasan maka robot akan mencari posisi terakhir jalur ditemukan lalu

bergerak ke arah tersebut hingga menemukan jalur dan kembali bergerak

dalam lintasan yang ditentukan.

Robot ini akan berjalan menuju tempat pengambilan peti botol dan

melalui sensor warna yang sudah terpasang pada bagian depan robot,

robot akan memilih jenis peti botol yang kemudian akan dipindahkan ke

tempat berbeda berdasarkan jenis warna minuman yang telah yang telah

ditentukan.

BAB IV

PENUTUP

Dari percobaan yang akan dilakukan, diharapkan robot tersebut

mampu mendeteksi jalur lintasan dengan menggunakan sensor

photodioda dan LED Superbright dan mampu memindahkan peti botol

minuman berdasarkan warna yang telah ditentukan tentunya dengan

menggunakan rangkaian pemroses AVR Atmega 8535 dan sensor warna

sebagai pendeteksi peti botol warna yang akan dipindahkan.

DAFTAR PUSTAKA

Budiharto, Widodo. 2006. Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas.

Jakarta : Elex Media Komputindo.

Clyton , George dan Steve Winder. 2005. Operational Amplifier. Jakarta

: Erlangga.

Malvino. 1981. Prinsip-prinsip Elektronik. Jakarta : Erlangga.

Rosyidi, Lukman. 2003. Modul Training Mikrokontroller AVR Level Basic.

Jakarta : Prasimax.

Sandy Halim, ST. 2007. Merancang Mobile Robot Pembawa Objek

Menggunakan OOPic-R. Jakarta: Elexmedia Komputindo.

Wasito S. 1983. Pelajaran Elektronika 1A Sirkit Arus Searah. Jakarta :

Karya Utama.

Wardhana, Lingga. 2006. Mikrokontroller AVR Seri ATmega 8535

Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Yogyakarta : ANDI.

Proposal TA My

Documents

Transcript of Proposal TA My