LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

DASAR 1

Desain dan Analisis Robot Kontrol Digital

2 Oktober 2013

Triapani Mukti Gilang A (1127030069)

Intan Dwi Nur Ramdini (1127030042)

M.Arlan Sukma Gumilar (1127030049)

Nia Kurniasari (1127030053)

Syifa Siddiq (1127030067)

Asisten :Raden Asep Saepul Umam 1211703028

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

In the modern era of industrialization, all activities related to hu-

mans has been transformed from a traditional start to gradually shift

towards the modern. The transformation can be seen from the incre-

asingly rapid development of technology and every achievement of an

activity is determined by technology. All technology starts using a con-

trol digital. With a simple concept we can create a simple digital dick

using ATmega8 microcontroller ATmega8.Aplikasi applications can be

created using proteus simulation and programming for the application

can be made by CV AVR program. Keyword:digital control, microcon-

troller, ATmega8, Proteus, CV AVR

Ringkasan

Pada era industrialisasi yang serba modern ini, semua kegiatan

yang berhubungan dengan manusia telah bertransformasi dari yang

tradisional mulai beralih secara bertahap kearah yang modern. Tran-

sformasi tersebut bisa dilihat dari perkembangan teknologi yang se-

makin cepat dan setiap pencapain suatu kegiatan ditentukan oleh tek-

nologi. Semua teknologi mulai menggunakan kontrol berupa digital

. Dengan konsep yang sederhana kita dapat membuat sebuah kontol

digital sederhana menggunakan aplikasi ATmega8.Aplikasi mikrokon-

troller ATmega8 dapat dibuat dengan menggunakan simulasi proteus

dan pemograman untuk aplikasinya dapat dibuat dengan program CV

AVR Kata Kunci: kontrol digital , mikrokontroller , ATmega8 , proteus

, CV AVR

2

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Teknologi robot pada dasarnya telah diciptakan sebelum peradaban manu-

sia berkembang pesat . Banyak terdapat tanggapan mengenai konsep robot,

dimana robot diandalkan sebagai tiruan manusia. Walaupun demikian ro-

bot tiruan manusia ini belum sampai pada perkembangan yang canggih

menyerupai manusia . Konsep pembuatan robot yang lebih dasar sebenar-

nya telah dikenalkan oleh robot line follower sebagai pionir untuk membuat

robot .Atas dasar kemajuan teknologilah kami mencoba memanfaatkanya

. Oleh karena itu pada percobaan kali ini, akan dibuat robot teleoperated

sederhana menggunakan mikrokontroler ATmega 8, dengan kontrol naviga-

si tombol push-buttom yang dapat memberikan perintah pada robot untuk

bergerak maju, mundur, belok kiri dan belok kanan

1.2 Tujuan

Adapun tujuan praktikum elektronika dasar kali ini adalah :

1. Mengetahui dan memahami sistem minimum mikrokontroler.

2. Mengetahui dan memahami prinsip input-output mikrokontroler.

3. Mengetahui prinsip kendali motor DC menggunakan mikrokontroler.

4. Mengetahui prinsip PWM (pulse width modulation) untuk kendali

kecepatan motor DC.

5. Mampu mendesain dan membuat robot kontrol digital sederhana.

6. Mengetahui aplikasi mikrokontroler dalam teknologi digital dan oto-

matisasi

1.3 Dasar Teori

Pertama kali kata ROBOT digunakan di New York pada Oktober 1922 pa-

da sebuah pentas theater yang berjudul RVR, dinaskahi oleh Karel Caper.

Kata Robot itu sendiri berasal dari sebuah kata robota yang berarti kerja.

Tahun 1956, UNIMATION memulai bisnis robot dan baru pada tahun 1972

3

mendapatkan laba dari usahanya tersebut. Istilah robot makin populer se-

telah ada film Starwars dan Robot R2D2 yaitu sekitar tahun 70-an.

Banyak terdapat tanggapan mengenai konsep robot, dimana robot diandalk-

an sebagai tiruan manusia. Karena itu dicoba dibuat sebuah definisi untuk

menghindari hal-hal yang tidak diinginkan. Definisi yang paling dapat dite-

rima adalah dari Robot Institute Of America.

Sebuah robot adalah sesuatu yang dapat di program dan diprogram ulang,

dengan memiliki manipulator mekanik / pengerak yang didisain untuk me-

mindahkan barang-barang, komponen-komponen atau alat-alat khusus de-

ngan berbagai program yang fleksibel / mudah disesuaikan untuk melaksa-

nakan berbagai macam tugas.Dari definisi tersebut dapat dikatakan robot

sebagai automasi yang dapat diprogram ( Programmable Automation).

Adapun komponen dasar sebuah robot , adalah :

1. Manipulator

Bagian manipulator terdiri dari;

Mekanik

Penyangga gerakan ( appendage)

Base (pondasi / landasan robot)

2. Controler

Adalah jantung dari robot untuk mengontrol (MP, RAM, ROM, Sen-

sor dll).

3. Power Supply

Sumber tenaga yang dibutuhkan oleh robot, dapat berupa energi lis-

trik, energi tekanan cairan ( hidrolik ), atau energi tekanan udara (

Pneumatik ).

4. End Effector

Untuk memenuhi kebutuhan dari tugas robot atau si pemakai.

Secara umum prinsip dasar sistem robot terdiri dari tiga bagian utama yaitu

input, proses, dan output. Input robot dapat berasal dari sensor, tombol

kontrol, maupun program yang tertanam. Proses merupakan bagian otak

robot yang menerima input dan membuat perintah pada output berisi logika

atau kecerdasan buatan yang tertanam pada chip mikrokontroler, sedangkan

output adalah actuator yang dapat berisi hidup matinya motor DC, LED,

buzzer atau lainnya.

4

(a) Prinsip umum sistem robotika

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum dilakukan di laboratorium Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

UIN Sunan Gunung Djati Bandung. Praktikum ini dilakukan pada hari

Jum’at tanggal 27 September 2013 pukul 13.00-15.00 WIB

2.2 Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali

ini antara lain:

1. Komputer

2. Program Proteus :

simulasi LDR ,simulasi ATMega 8 ,simulasi Kapasitor ,simulasi Mo-

tor DC ,simulasi Resistor , simulasi Bottom ,simulasi kristal,simulasi

Motor driver L 293D, dan simulasi kabel penghubung

3. Program AVR

2.3 Prosedur Percobaan:

Pada percobaan kali ini dibuat rangkaian sesuai gambar (lih.gbr1). Sete-

lah itu dibuat program menggunakan code vision AVR. Program yang telah

di buat kemudian diisikan pada desain proteus. Kemudian rangkaian di

uji dengan menekan tombol push-buttom agar motor bergerak sesuai ke-

hendak.Hasil pengujian kemudian dianalisis dan dicek sesuai code program

yang telah dibuat.

5

Mengaktifkan program simulasi proteus

Membuat rangkaian pada program sesuai gambar (lih.gbr 1

Membuat program menggunakan code vision AVR)

Mengisi program yang telah dibuat pada desain proteus

Menguji dengan menekan tombol push-buttom agar motor bergerak sesuai kehendak

Menganalisis hasil pengujian kemudian mengecek sesuai code program yang telah dibuat.

(b) Gbr.1

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

Sesuai desain pada tombol gerak kiri dihubungkan dengan PIN D.0, tombol

gerak kanan dihubungkan dengan PIN D.1, tombol gerak maju dihubungkan

6

dengan PIN D.2, serta gerak mundur dihubungkan dengan PIN D.3. Motor

kiri diatur oleh PORTD.5 dan PORTD.6, sedangkan motor kanan diatur

oleh PORTD.7 dan PORTB.0. Logika yang dibuat untuk membuat sebuah

robot kontrol dapat diringkas dalam tabel berikut;

Tabel1. Kondisi Gerak Motor dan Kondisi Logika Tiap Pin Motor

No Kondisi Motor PORTD.5 PORTD.6 PORTD.7 PORTB.0

1 Maju 1 0 1 0

2 Mundur 0 1 0 1

3 Belok Kanan 0 0 1 0

4 Belok Kiri 1 0 0 0

Tabel2. Hasil simulasi Tegangan saat Motor Bergerak

No Kondisi Motor Tegagan (Volt)

1 Maju 4,29

2 Mundur 4,29

3 Belok Kanan 4,29

4 Belok Kiri 4,29

3.1.1 Pembahasan

Pada percobaan kali ini kami menggunakan mikrokontroller ATmega8.ATmega

8 merupakan sebuah mikrokontroller yang berprindip kerja sederhana. se-

tiap kaki-kai pada Atmega8 akan saling terhubung dengan komponen la-

in.Setiap komponen tersebut akan menghasilkan sebuah output yang memi-

liki nilai logika. Padaa saat mikrokontroler bekerja, mikrokontroler hanya

dapat mengeluarkan sebuah output tegangan hight atau low, dimana ni-

lai dari pada high yaitu bernilai logika 1 (satu) dan low bernilai logika 0

(nol).Ketika saat input terhubung dengan ground maka inputan pada ka-

ki mikrokontroler harus bernilai logika 1 maka akan menyala motor yang

ada pada outputan akan menyala. Be- gitupun sebaliknya, ketika pada ou-

tputan terhubung dengan power / Vcc maka nilai pada kaki mikrokontroler

harus bernilai logika 0 untuk menyala.Tombol push-bottom yang bekerja

akan mengerluarkan tegangan yang berupa low dan nilai tegangan pada ou-

tputan harus terhubung dengan Vcc ataupower.

7

Pada rangkaian mengggunakan crystal yang berfungsi sebagai pendorong

atau pengatur data yang masuk dan keluar dari mikrokontroler. Pada sa-

at tombol yang terhubung dengan PORTD.0 yang telah di isikan program

pada mikrokontroler nya dengan menggunakan code vision AVR pada saat

tombol PORTD.0 yang berada pada inputan ditekan maka motor yang ber-

ada pada inputan 1 dan inputan 2 akan berjalan karena pada saat tombol

ditekan, ketika inputan bernilai high maka nilai yang keluar pada outputan

pun akan bernilai high pula dan akan menggerakan motor driver L 293D

sehingga robot dapat menjalankan motor kanan sehingga robot belok ke

kiri.Pada inputan 1 dan inputan 2 pasti terhubung dengan eneble karena

enebel bersifat mendorong agar adanya arus yang masuk. Begitu pun pada

tombol tombol PORTD.1 yang akan menggerakan robot agar robot dapat

belok ke kanan, dan pada PORTD.2 akan menggerakan robot menjadi maju

dan pada PORTD.3 akan menggerakan kedua motor untuk mundur. Semua

program yang di input pada mikrokontroler merupakan program yang dibu-

at melalui program codevision AVR.

Setelah menguji tegangan pada rangkaian, dapat diketahui nilai tegangan

pada rangkaian tersebut sebesar 5 volt. Hal ini berarti sesuai dengan teori,

karena untuk Atmega 8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 - 5,5

V ketika tegangan input memberikan nilai 5 volt maka nilai pada tegangan

outputan pun akan bernilai sama. Adapun kecepatan pada motor driver

yang kita gunakan yaitu sebesar 200 PWM, dan frekuensinya kita meng-

gunakan sebesar 12 KHz. Adapun untuk tegangan 9 nya, pada masing -

masing tombol push - buttom adalah sama yaitu 4.29 V baik untuk tombol

belok kanan, belok kiri, gerak maju maupun gerak mundur.

Ketika tombol untuk berebelok ke kanan maka motor kiri akan bergerak

searah dengan jarum jam.Dan ketika tombol untuk berbelok ke kiri maka

motor kanan akan bergerak searah jarum jam. Saat tombol untuk maju di

tekan maka kedua motor akan bergerak dan bergerak sesuai dengan arah

jarum jam. Sedangakan ketika tombol untuk mundur di tekan maka kedua

motor akan bergerak berlawanan dengan arah jarum jam.

3.1.2 Analisi Data

Adapun hal yang mempengaruhi percobaan kali ini ialah saat motor dc ber-

gerak , perputaran motor dc dan kecepatan motor dc memiliki gerak yang

tidak memutar secara sempurna melainkan gerak yang patah. Hal ini di-

8

sebabkan oleh penggunaan kapasitas ram komputer yang kurang besar ,

namun saat penggunaan ram komputer yang besar , gerak putaran motor

dc sempurna.Untuk mengetahui pergerakan motor yang benar maka harus

dibuat sebuah eksperimen ,namun pada kesempatan kali ini ami belum ber-

kesempatan untuk membuat eksperimen robot digital sehingga kami belum

mengetahui pergerkan motor secara langsung.

4 Kesimpulan

Dalam percobaan kali ini dapat disimpulkan bahwa mikrokontroller ATme-

ga8 dapat digunakan untuk membuat sebuah robot kontrol digital sederha-

na. Sistem input mikrokontroller akan benilai logika 1 untuk dapat bergerak

dan akan bernilai logika 0 untuk diam atau berhenti.Prinsip kendali motor

dc yang memiliki nilai logika 1 akan berjalan sesuai dengan tombol push-

bottom yang ditekan , selain itu nilai logika dari PORTD dan PORTB juga

akan menentukan gerakan motor.Kecepatan motor driver yang kita gunakan

yaitu sebesar 200 PWM, dan frekuensi yang digunakan sebesar 12 KHz.Pada

kesempatan kali ini kami berhasil mebuat sebuah desain robot digital meng-

gunakan mikrokontroller ATmega8.

9

Pustaka

[1] Ahmad,Jayadi.2007. ”‘ Elektronika Dasar”..E-book

[2] Robertson , Christopher. Fundamental Electrical and Electronic Prin-

ciples Third Edition..E-Book

[3] Mike James ,Stan Amos . ”‘ Principles of Transistor Cirquit , Ninth

Edition” .E-book

[4] Tim Pengajar Elektronka .1996.”Keterampilan Elektonika Da-

sar”.Bandung

[5] William H, dkk .2005.”RANGKAIAN LISTRIK Edisi Keenam Jilid 1.

Erlangga ”.Jakarta

[6] http://ejournal.ftunram.ac.id/FullPaper/budi/1-oktober-2013.pdf

[7] http://hardi-santosa.blog.ugm.ac.id./31-oktober-2013.html

10

LAMPIRAN

(c) Hasil Simulasi Robot Kontrol Digital (d) Hasil Running AVR

(e) Hasil Running Proteus

Gambar 1: Hasil simulasi Proteus dan CV AVR.

11