Robot Pemukul Gamelan Versi 2

of 77 /77
PROYEK AKHIR ROBOT PEMUKUL GAMELAN VERSI 2 ( SOFTWARE ) Rezeki Kurniawan NRP. 7103 030 040 Dosen Pembimbing : Ir. Ratna Adil, MT NIP. 131 756 642 Ir. Dedit Cahya Happyanto, MT NIP. 131 694 603 JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA SURABAYA 2006

Transcript of Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Page 1: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

PROYEK AKHIR

ROBOT PEMUKUL GAMELAN VERSI 2( SOFTWARE )

Rezeki KurniawanNRP. 7103 030 040

Dosen Pembimbing :

Ir. Ratna Adil, MTNIP. 131 756 642

Ir. Dedit Cahya Happyanto, MTNIP. 131 694 603

JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKAPOLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

SURABAYA 2006

Page 2: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Abstrak

Gamelan mempunyai tanggapan yang luar biasa di dunia internasional,khususnya negara-negara di Eropa dan Amerika. Bahkan sekolah-sekolah di luar negeri yang memasukan seni gamelan sebagai salah satumusik pilihan untuk dipelajari oleh para pelajarnya juga tidak sedikit.Tapi ironisnya di negeri sendiri masih banyak yang menyangsikan masadepan gamelan. Terutama masyarakat yang cenderung lebih tertarikpada musik-musik luar yang memiliki instrumen serba canggih. Proyekakhir ini merupakan salah satu upaya untuk mendekatkan kembaligamelan kepada masyarakat dengan memasukkan sistem robotika kedalam kesenian gamelan tersebut. Proyek akhir ini bertujuan untukmenerapkan aplikasi robotika dalam dunia seni, khususnya keseniangamelan. Sistem robot ini menggunakan mikrokontroler AT89S51sebagai kontrol dari pergerakan robot. Sebagai penggerak mekanikrobot yang berupa lengan digunakan rangkaian motor DC dan selenoid.Untuk dapat bergerak akurat, sistem robot ini juga menggunakan sebuahsensor posisi, yang membuat robot dapat digerakkan menuju koordinatposisi nada tertentu. Sedangkan untuk komunikasi dengan penggunamelalui PC, digunakanlah komunikasi serial dengan standar RS232.Untuk untaian nada dengan panjang di bawah 10, sistem ini mampumemainkan dengan prosentase keberhasilan 70 %. Sedangkan untukpanjang untaian nada di atas 10 baru mencapai 20 %.

Kata Kunci : Pelog, Robot, AT89S51

Page 3: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Abstract

Gamelan, has gain a great respond in International world. Especially inEurope and America. Some of school in Canada and France even putgamelan as one of their extra curriculum object study in their schooland made a special class for it. Ironically, the gamelan instruments hasbeen a forgotten culture in his own country especially for most of itsyouth. They seems to be more interested to foreign music instrumentsintroduced by their idols from another country. This final project is someeffort to give back gamelan s place in his own country, in the heart of itspeople. This project is trying to apply robotics technology intoIndonesian traditional culture, gamelan. This robot use AT89S51microcontroller to control it s movement. As the actuator of robot arm,we use DC motor circuit, while as the beater actuator we use solenoid. Inorder to move accurately, this robot use rotary encoder to measure itsrotation on each of it s motors so that robot can be set to move to aspecific tone coordinate. The robot will be communicated with PC byRS232 serial communication so that user will be easy to operate therobot to produce a tone chain as he want via PC. This system could playtone chain with percentage of success up to 70% for chain length under10 tone. while for chain length above 10 tone this system just reach 20%.

Keyword : Pelog, Robot, AT89S51

Page 4: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami haturkan kehadirat Allah SWT, karena atasberkat, rahmat dan inayah-NYA kami dapat menyelesaikan proyek akhirkami yang berjudul :

RANCANG BANGUN ROBOT PEMUKUL GAMELANVERSI 2

Proyek akhir ini sendiri dimaksudkan sebagai salah satu syaratkelulusan dalam menempuh pendidikan di Politeknik Elektronika NegeriSurabaya-ITS.

Pada pembuatan proyek akhir ini, dilakukan oleh dua orangdengan anggota sebagai berikut :

1. REZEKI KURNIAWAN (7103030040) dengan bagianmekanik dan perangkat keras.

2. MARLIA (7103030045) dengan bagian program kontrolatau perangkat lunak.

Semoga dengan adanya buku ini dapat membantu para pembacadan mahasiswa dalam menambah ilmu pengetahuannya dibidang tehnikelektronika khususya di dalam merancang suatu sistem robotika.

Penyusun sepenuhnya menyadari bahwa laporan proyek akhir inijauh dari sempurna. Kami mohon maaf bila dalam penulisan proyekakhir ini banyak terdapat kesalahan dan kekurangan.

Penyusun berharap laporan proyek akhir ini dapat berguna bagipenyusun sendiri khususnya dan juga pembaca pada umumnya sertaterakhir semoga laporan proyek akhir ini bisa menjadi acuan ataureferensi untuk kemajuan ilmu pengetahuan khususnya di bidang teknikelektronika baik dimasa sekarang maupun di masa yang akan datangAmin.

Surabaya, Juni 2006

Penyusun

Page 5: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah, atas segala limpahan rohmat, taufik, hidayahserta inayah-Nya sehingga proyek akhir ini dapat kami selesaikan sesuaidengan jadwal dan sesuai dengan harapan. Kami menyadari bahwaterwujudnya proyek akhir ini tak lepas dari bantuan, bimbingan dandukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati kami sampaikanterima kasih kepada :1. Allah swt, yang atas izin dan kuasa-Nya kami masih diberi

kesempatan untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.2. Ayah dan Ibu atas kasih sayang dan perhatiannya, yang telah

bekerja keras dan membanting tulang untuk membiayai sehinggapenulis bisa tetap kuliah dan menyelesaikan proyek akhir ini, sertamemberi dorongan serta do’a dalam tugas akhir ini. Semoga Allahselalu melindungi dan memudahkan jalan mereka.

3. Kakak, adik dan Adik ku atas dukungan semangat, kasih sayangdan cintanya yang membuat penulis tak pernah patah semangat.

4. Bapak Ir. Muh. Nuh DEA selaku rektor ITS.5. Bapak Dr. Ir. Titon Dutono M.Eng selaku Direktur PENS-ITS.6. Bapak Ir. Dedid Cahya Happyanto MT selaku ketua jurusan

Teknik Elektronika.7. Ibu Ir. Ratna Adil MT selaku dosen pembimbing pertama yang

dengan sabar untuk meluangkan waktunya dalam membimbing danmemberikan arahannya kepada kami sehingga proyek akhir ini dapatterselesaikan sesuai dengan harapan dan terencana.

8. Bapak Ir. Dedid Cahya Happyanto MT selaku dosen pembimbingkedua yang juga dengan sabar meluangkan waktunya dalammembimbing dan memberikan arahannya kepada kami dalammenyelesaikan proyek akhir ini.

9. Seluruh Bapak dan Ibu dosen PENS-ITS, terima kasih atasperhatian dan bimbingannya dalam mengajar dan memberikanilmunya sehingga penulis dapat terbekali ilmu dalam menyelesaikanproyek akhir ini.

10. Seluruh civitas akademik, Asisten dan Karyawan PENS-ITS yangikut membantu dalam kelancaran proses belajar mengajar dilingkungan kampus.

11. Karyawan Perpustakaan D3 dan D4, terima kasih atas jasapelayanan serta kebaikannya.

Page 6: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

12. Marlia La Majira, selaku partner TA-ku yang selalu memberikandukungan baik moral, spiritual maupun finansial, pokoknya palingT-O-P lah!

13. Seluruh penghuni Lab. OGRISH, khususnya yang sering minjemiuang, bisa dimintain komponen n mbeliin maem. thanx 4 everythingpren. Love you all. Sori kalo bisanya cuma ngrepotin kalian. LhaHobbi koq! Keep on moving n SSM forever.

Serta semua pihak yang telah membantu baik secara langsungmaupun tidak langsung. Sorri kalau ga bisa disebutin semua, takutbukunya jadi tebal oleh ucapan terima kasih. Buat semuanya saya doakan“Jazaakumullah Khoiron Katsiiro”.

Page 7: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................... iHALAMAN PENGESAHAN ...................................................... iiABSTRAK ................................................................................... iiiABSTRACT ................................................................................. ivKATA PENGANTAR.................................................................. vUCAPAN TERIMA KASIH ........................................................ viDAFTAR ISI ................................................................................ viiiDAFTAR GAMBAR.................................................................... xDAFTAR TABEL ........................................................................ xi

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................ 1 1.1 Latar belakang.......................................................... 1 1.2 Definisi dan Sejarah Gamelan................................... 1 1.3 Tujuan ..................................................................... 2 1.4 Permasalahan ........................................................... 2 1.5 Batasan masalah ....................................................... 3 1.6 Metodologi............................................................... 3 1.7 Sistematika pembahasan ........................................... 4 1.8 Ruang lingkup ............................................................. 5

BAB II TEORI PENUNJANG....................................................... 72.1 Pengertian Robot.......................... ............................... 72.1.1 Definisi Robot........................................................... 72.1.2 Pengertian Robot Pemukul Gamelan........................ 8

2.2 Mikrokontroller AT89S51 .......................................... 9 2.2.1 Pengenalan Mikrokontroller AT89S51 ................... 9 2.2.2 Deskripsi Mikrokontroller AT89S51 ..................... 10 2.3 Serial Port ............................................................... 12 2.3.1 Konfigurasi Serial Port ........................................... 13 2.3.2 Pengalamatan Serial Port ......................................... 14 2.4 Solenoid .................................................................. 15 2.5 Relay....................................................................... 16 2.6 Transistor sebagai saklar........................................... 17

Page 8: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKATKERAS ............................................................................ 19

3.1 Gambaran Umum................................................... 19 3.2 Konfigurasi Sistem ................................................ 19 3.3 Diagram Blok Sistem............................................. 20 3.4 Perencanaan Perangkat Keras................................. 22 3.4.1 Rangkaian Sistem Mikrokontroller ........................ 22 3.4.2 Rangkaian Sistem Komunikasi Serial RS232 ........ 24 3.4.3 Rangkaian Penggerak Motor DC ........................... 25 3.4.4 Rangkaian Sensor Posisi ....................................... 28 3.4.5 Rangkaian Power Supply ....................................... 28 3.5 Perencanaan Mekanik ........................................... 29 3.6 Pengukuran karakteristik sistem ............................ 31 3.6.1 Pengukuran jumlah pulsa terhadap derajat perputaran

motor..................................................................... 31 3.6.1 Pengukuran posisi tiap nada terhadap basepoint...... 31

BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA...................................... 33 4.1 Pengujian Terpisah ............................................... 33 4.1.1 PengujianKomunikasi Serial ................................. 33 4.1.2 Pengujian Rangkaian Driver .................................. 36 4.2 Pengujian Integrasi Sistem .................................... 37 4.2.1 Pengujian Tiap Nada Terhadap Base Point ............. 37 4.2.2 Pengujian Memainkan Untaian Nada ..................... 41

BAB V. PENUTUP ...................................................................... 45 5.1 Kesimpulan............................................................ 45 5.2 Saran ..................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKALAMPIRANDAFTAR RIWAYAT HIDUP

Page 9: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh perangkat gamelan (Pelog) ........................... 8Gambar 2.2 Konfigurasi pin AT89S51 ........................................ 10Gambar 2.3 Konfigurasi serial DB-9 ........................................... 13Gambar 2.4 Solenoid................................................................... 16Gambar 2.5 Relay ....................................................................... 17Gambar 2.6 a. Simbol Transistor NPN ........................................ 18Gambar 2.7 b. Simbol Transistor PNP ......................................... 18Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem .............................................. 20Gambar 3.2 Flowchart sistem mikrokontroller ............................ 21Gambar 3.3 Diagram skematik rangkaian mikrokontroller .......... 22Gambar 3.4 Flowchart program interup serial ............................. 23Gambar 3.5 Rangkaiankomunikasi serial RS232 ......................... 24Gambar 3.6 Rangkaian driver 2 arah ........................................... 27Gambar 3.7 Rangkaian sensor untuk rotary encoder .................... 28Gambar 3.8 Rangkaian power supply ......................................... 28Gambar 3.9 Rangkaian mekanik robot ........................................ 29Gambar 3.10 Keseluruhan alat ...................................................... 30Gambar 4.1 Flowchart program uji komunikasi serial ................. 34Gambar 4.2 Tampilan pada jendela hyperterminal ....................... 36Gambar 4.3 Tampilan menu komposer ........................................ 38

Page 10: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin mikrokontroller AT89S51 ..................................... 10Tabel 2.2 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 . 13Tabel 2.3 Nama register yang digunakan beserta alamatnya ........ 15Tabel 3.1 Posisi tiap nada terhadap base point ............................. 32Tabel 4.1 Data hasil pengujian komunikasi serial PC ke mikro ............ 35Tabel 4.2 Hasil pengujian rangkaian driver ................................. 36Tabel 4.3 Nada 1 terhadap base point ......................................... 38Tabel 4.4 Nada 2 terhadap base point ......................................... 39Tabel 4.5 Nada 3 terhadap base point ......................................... 39Tabel 4.6 Nada 4 terhadap base point ......................................... 39Tabel 4.7 Nada 5 terhadap base point ......................................... 40Tabel 4.8 Nada 6 terhadap base point ......................................... 40Tabel 4.9 Nada 7 terhadap base point ......................................... 40Tabel 4.10 Nada 8 (i) terhadap base point ..................................... 41Tabel 4.11 Memainkan untaian nada 1 .......................................... 41Tabel 4.12 Memainkan untaian nada 2 .......................................... 41Tabel 4.13 Memainkan untaian nada 3 .......................................... 42

Page 11: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN ...!!!

Page 12: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Gamelan mempunyai tanggapan yang luar biasa di duniainternasional. Saat ini telah banyak diadakan pentas seni gamelan diberbagai negara Eropa dan memperoleh tanggapan yang sangat bagusdari masyarakat di sana1. Bahkan sekolah-sekolah di luar negeri yangmemasukan seni gamelan sebagai salah satu musik pilihan untukdipelajari oleh para pelajarnya juga tidak sedikit2. Tapi ironisnya dinegeri sendiri masih banyak orang yang menyangsikan masa depangamelan3. Terutama para pemuda yang cenderung lebih tertarik padamusik-musik luar yang memiliki instrumen serba canggih.

Dari sini diperlukan suatu upaya untuk menarik minat masyarakatkepada kesenian tradisional yang menjadi warisan budaya bangsatersebut. Salah satu upaya yang dapat ditempuh adalah melalui suatuterobosan dengan memasukkan sistem robotika ke dalam keseniantersebut. Proyek akhir ini bertujuan untuk menerapkan aplikasi robotikadalam dunia seni, khususnya kesenian gamelan. Robot yang akandibangun dalam proyek akhir ini dapat memainkan suatu untaian nadadengan menggunakan instrumen gamelan.

1.2 DEFINISI DAN SEJARAH GAMELAN

Istilah atau definisi dari gamelan berasal dari bahasa jawa kunoyang berarti perkusi atau alat musik pukul. Gamelan merupakan alatmusik tradisional jawa yang mana berasal dari kata yang di eja (Gah-Meh-Lan). Gamelan merupakan suatu akar budaya yang di wariskansecara turun temurun. Adapun didalam jenis bahan pembuatannyagamelan dibedakan menjadi empat macam yaitu:

1. gamelan besi2. gamelan perak3. gamelan emas4. gamelan bamboo/kayu

1 Suara Merdeka, Kamis, 22 April 2004, Kedatangan Ki Manteb Sedot PerhatianMasyarakat Eropa2 www.bali-travelnews.com, eksotisme gamelan jawa3 Kompas, Sabtu, 2 September 2000, Musik gamelan tanpa gamelan

Page 13: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Seperti yang telah dijelaskan diatas bahwa gamelan merupakansuatu alat musik, dalam hal ini alat musik yang terdapat didalamnyaamatlah banyak diantaranya adalah :

1. Gong2. Kendang3. Saron4. Slentem5. Kenong6. Pelog

1.3 TUJUAN

Pada umumnya tujuan pembuatan proyek akhir ini adalahmenerapkan aplikasi robotika dalam dunia seni tradisional, khususnyadalam kesenian gamelan. Melalui proyek ini diharapkan mampu menarikminat generasi muda akan kesenian tradisional yang sudah mulaiterlupakan.

Sedangkan tujuan khususnya adalah untuk merencanakan,merancang dan membuat sistem dari Robot Pemukul Gamelan. Selain ituuntuk mengaplikasikan robotika dalam kehidupan sehari-hari khususnyapada bidang kesenian gamelan dan penggunaan komunikasi serial RS232sebagai media interface antara Hardware (Robot) dengan PC.

Dengan selesainya proyek akhir ini diharapkan aplikasipengembangan dari proyek akhir ini dapat digunakan untukmengendalikan robot dalam hal bermain gamelan. Dan juga dapatmembantu sebagai media/sarana untuk mempermudah prosespembelajaran dalam hal memainkan gamelan.

1.4 PERMASALAHAN

Pembahasan permasalahan pada Proyek Akhir ini lebihdifokuskan pada mekanik dan perangkat keras (Hardware). Adapunpermasalahannya adalah sebagai berikut :1.4.1 Pembuatan Mekanik

Perancangan mekanisme gerakan robot agar dapat berpindah darisatu posisi nada ke posisi dari nada yang lain dalam tempo yangsesingkat – singkatnya. Hal ini sangat diperlukan agar robot dapatmenyesuaikan tempo permainan alat musik sesuai dengan yangdiharapkan.1.3.2 Perangkat Keras (Hardware)

Page 14: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Pembuatan hardware yang mampu mengendalikan pergerakanlengan robot secara cepat serta akurat.Pembuatan hardware untuk menghubungkan robot dengankomputer sehingga robot tersebut akan dapat dioperasikan melaluikomputer.

1.5 BATASAN MASALAH

Pada Proyek Akhir ini permasalahan dibatasi pada pembuatanmekanik dan jenis perangkat gamelan yang akan dipakai :

1. Untaian nada yang akan dimainkan harus bertempo lambat.2. Alat musik yang digunakan berupa alat musik pukul, yaitu pelog.3. Jumlah jenis nada yang dapat dimainkan dibatasi sebanyak 8 buah

nada.

1.6 METODOLOGI

Dalam merancang dan membangun sebuah robot khususnyarobot pemukul gamelan, maka dibutuhkan langkah-langkah sebagaiberikut :

a. Studi LiteraturStudi literatur ini dilakukan untuk mencari referensi-referensi teoripenunjang sebagai acuan dalam desain awal perencanaan danpembuatan dari sistem mekanik dan hardware.

b. Perancangan SistemDalam perancangan sistem ini harus berdasarkan dengan urutankerja dari tiap-tiap bagian.

c. Perancangan Hardware dan MekanikAdapun perancangan hardware meliputi : rangkaian minimumsistem menggunakan mikrokontroller AT89S51, rangkaian interfaceantara mikro dengan komputer dengan standar RS232, sertarangkaian driver motor untuk menggerakkan lengan robot dan driversolenoid yang akan digunakan sebagi pemukul gamelan.Sedangkan perancangan mekanik meliputi : perancangan lenganrobot yang menggunakan tiga titik join dengan penggerak berupatiga buah motor DC yang masing-masing dilengkapi dengan rotaryencoder. Serta pemukul yang digerakkan oleh solenoid.

Page 15: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

d. Pembuatan dan Pengujian HardwareDari hasil perancangan tersebut akan dilakukan pembuatan /realisasinya baik itu hardware maupun mekaniknya. Pada tahap iniakan dilakukan pengujian atau pengukuran pada tiap-tiap bagian(sub sistem) sebelum dilakukan proses integrasi sistem. Tujuan daritahap ini adalah untuk mengetahui sub sistem yang telahdirencanakan bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

e. Integrasi dan Pengujian SistemSetelah pengujian sub sistem maka dilakukan proses integrasi sistemdan pengujian sistem. Tujuan dari pengujian sistem adalah untukmengetahui apakah sistem yang telah direalisasikan dapat bekerjasesuai dengan yang telah direncanakan.

f. Experimen dan Analisa Sistemsetelah sistem diintegrasikan dilakukan beberapa kali experimenuntuk mengetahui kinerja sistem secara keseluruhan. Dari hasileksperimen tersebut akan dilakukan proses analisa untuk mengetahuikelemahan dan kekurangan sistem sehingga dapat dijadikan bahankajian untuk mengadakan penyempurnaan di masa mendatang.

g. Tahap Penulisan LaporanPada tahap ini akan dilakukan penyusunan laporan lengkap dandetail tentang tugas akhir yang dilaksanakan.

1.7 SISTEMATIKA PEMBAHASAN

Sistem pembahasan Proyek Akhir ini disusun dengan kerangkapembahasan sebagai berikut :

Bab I : PENDAHULUANBerisi tentang latar belakang, tujuan, permasalahan,batasan masalah, dan sistematika pembahasan.

Bab II : TEORI PENUNJANGBerisi tentang penjelasan teori-teori yang berkaitandalam pembuatan proses Proyek Akhir.

Bab III : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALATBerisi tentang proses perencanaan dan pembuatan darisistem yang dibuat seperti pembuatan mekanik robot,pemakaian motor, solenoid, pembuatan driver motordan solenoid, power supply, minimum sistemmikrokontroller dengan menggunakan AT89S51 serta

Page 16: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

pemakaian sistem interface serial RS232 sebagai mediainterface antara robot dengan PC.

Bab IV : PENGUJIAN DAN ANALISAPada tahap ini akan dilakukan pengujian secara bagianper bagian. Setelah itu akan dilakukan proses integrasisistem antara perangkat keras (Hardware) denganmekanik serta penggabungan dengan perangkat lunak(Software), dan juga dilakukan penggabungan secaralangsung dengan perangkat gamelan untuk dilakukanpengujian secara langsung dengan perangkat gamelanuntuk mengetahui apakah sistem yang dibuat dan diujisesuai dengan yang diharapkan atau masih terdapatkekurangan maupun kesalahan.

Bab V : PENUTUPBerisi kesimpulan dari keseluruhan pengerjaan ProyekAkhir dan saran-saran untuk memperbaiki kelemahansistem yang telah dibuat demi pengembangan danpenyempurnaan di masa mendatang.

DAFTAR PUSTAKAPada bab daftar pustaka ini berisi referensi

yang digunakan dalam proses pembuatan

proyek akhir ini.

LAMPIRANPada halaman lampiran ini berisi gambar, tabel,maupun data sheet komponen yang menunjang prosespembuatan proyek akhir ini.

1.8 RUANG LINGKUP

1. Rangkaian Elektronika2. Mikroprosesor & Interface3. Robotika4. Piranti Elektronika5. Elektronika Industri6. Bengkel Elektromekanika

Page 17: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN ... !!!

Page 18: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB II

TEORI PENUNJANG

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori yang digunakandalam tugas akhir ini sebagai penunjang. Adapun teori yang akandibahas meliputi Robot, mikrokontroller, komunikasi serial denagnstandar RS232, Transistor sebagai rangkaian driver, dan Solenoid.

2.1 PENGERTIAN ROBOT

Kata robot diambil dari kata yamg berasal dari kata robota, yangmempunyai arti pekerja, dipopulerkan oleh Isaac Asimov pada tahun1950 dalam sebuah karya fiksinya.

2.1.1 Definisi Robot4

Definisi pertama, dikembangkan oleh Computer AidedManufacturing-International (CAM-1), “ Robot adalah peralatan yangmampu melakukan fungsi-fungsi yang biasa dilakukan oleh manusia,atau peralatan yang mampu bekerja dengan intelegensi yang miripdengan manusia”.

Definisi kedua, dikembangkan oleh Robotics Institute of America(RIA), perkumpulan pembuat robot yang lebih menitikberatkan terhadapkemampuan nyata yang dimiliki oleh robot terhadap kemiripannyadengan manusia, “ Robot adalah peralatan manipulator yang mampudiprogram, mempunyai berbagai fungsi, yang dirancang untukmemindahkan barang, komponen-komponen, peralatan, atau alat-alatkhusus, melalui berbagai gerakan terprogram untuk pelaksanaan berbagaipekerjaan.

Secara mendasar, robot memilik banyak hal yang sama denganotomasi internal, mereka memanfaatkan piranti tenaga yang serupa(seperti listrik, hidraulik, atau pneumatik) dan mereka dikendalikanmelalui urutan-urutan yang telah dikendalikan melalui program, yangmemungkinkan mesin tersebut pada posisi yang diinginkan. Lingkunganseperti ini didefinisikan sebagai lingkungan langkah demi langkah (stepby step environment). Dalam perkembangan mesin yang terotomatisasi

4 Anang Prayogi Murakapi, Perencanaan dan Pembuatan Arm Robot , Proyek AkhirPENS-ITS, 1995

Page 19: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

ini akan menjadi bermacam-macam spesifikasi tergantung kebutuhanaktifitas manusia terhadap otomatisasi industri dan robotika.

Robotika merupakan bidang dinamis yang perkembangannya majupesat. Perkembangan ini selain melibatkan komputasi, permesinan danelektronika juga menyangkut perkembangan teknologi terapan.Penelitian dibidang terakhir ini biasanya berakar dari industri, untukmemecahkan masalah industri dengan teknologi yang ada. Misalnyaadalah pengembangan perangkat lunak untuk mendapatkan algoritmabaru bagi pengendalian robot, pengembangan sistem penglihatan dengansistem resolusi yang lebih tinggi, perbaikan kemampuan sensor danpengembangan protokol komunikasi untuk komunikasi dengan komputerdan peralatan pabrik

2.1.2 Pengertian Robot Pemukul Gamelan

Robot Pemukul Gamelan adalah suatu sistem yang dirancanguntuk dapat bekerja dalam memukul gamelan serta dapat memainkanuntaian nada pada perangkat gamelan. Adapun sistem mekanik dari robotyaitu disesuaikan dengan tipe dari jenis perangkat gamelan yangdigunakan. Dalam pembuatan proyek akhir ini perangkat gamelan yangdigunakan adalah jenis Pelog.

Gambar 2.1 Contoh perangkat gamelan (Pelog)5

Adapun sistem dari robot ini menggunakan komunikasi serial(COM1) RS 232 sebagai media interface antara robot dengan PC. PC(Personal Computer) dalam hal ini digunakan sebagai kontroler dimanarobot dapat berjalan sesuai dengan input data yang dimasukkan oleh

5 www.uni-oldenburg.de/musik/gamelan/pix/saron.jpg

Page 20: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

User melalui PC dengan menggunakan software kontrol visual basic 6.0.Sebagai aktuatornya dari robot maka digunakan tiga buah motor DCuntuk mengerakkan tiga titik sendi (join) dari robot tersebut dan sebuahsolenoid yang menggerakkan solenoid yang terletak pada lengan robot.Keseluruhan pergerakan dari robot tersebut diatur oleh sistemmikrokontroller yang menerima perintah secara langsung dari PC.

2.2 Mikrokontroler AT89S51

2.2.1 Pengenalan Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroler adalah central processing unit (CPU) yangdisertai memori serta sarana Input/Output dan dibuat dalam bentuk chip.Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS 51keluaran dari Atmel. AT89S51 dilengkapi memori dengan teknologi non-volatile memory, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapusberkali-kali. Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi(perintah) berstandar MCS-51 code sehingga memungkinkanmikrokontroller ini dapat bekerja dalam mode single chip operation yangtidak memerlukan memori eksternal untuk menyimpan source codetersebut. Pada prinsipnya program pada mikrokontroler dijalankan secarabertahap. Maksudnya, pada program itu sendiri terdapat beberapa setinstruksi yang mana tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atauberurutan ( step by step ). Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51adalah sebagai berikut :

Sebuah Central Processing Unit 8 bit.Osilator internal dan rangkaian pewaktu.RAM internal 128 byte.Flash memori 4 Kbyte.Lima buah jalur interrupsi (dua buah interupsi eksternal dan tigabuah interupsi internal).Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiridari delapan buah jalur I/O.Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmetika dan operasilogika.Kecepatan dalam melaksanakan interuksi per siklus 1 mikrodetikpada frekuensi 12 MHz.

Page 21: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

2.2.2 Deskripsi Umum Mikrokontroller AT89S51Susunan pin pada mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada

gambar dibawah ini :

Gambar 2.2 Konfigurasi pin AT89S516

Penjelasan unutk masing-masing pin mikrokontroler AT89S51 adalahsebagai berikut :

Tabel 2.1 Pin mikrokontroller AT89S517

No. Pin Nama Pin Alternatif Keterangan20 GND Ground40 VCC Power Supply

32 - 39 P0.7-P0.0 D7 - D0&

A7 – A0

Dapat berfungsi sebagai I/O biasa, loworder multiple address/data ataupunmenerima kode byte pada saat flashprogramming.Sebagai I/O biasa port ini dapatmemberikan output sink ke delapan buahTTL input atau dapat diubah sebagai

6 www.atmel.com/literature7 www.alldatasheet.com

Page 22: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

input dengan memberikan logika ‘1’pada port tersebut.Sebagai low order multiplex address/dataport ini akan mempunyai internal pull-up

1 - 8 P1.0–P1.7 Berfungsi sebagai I/O biasa.Port ini mempunyai pull up internaldanberfungsi sebagai input denganmemberikan logika 1.Sebagai output port ini dapatmemberikan output sink ke empat buahinput TTL.Port ini juga mempunyai fungsi khususuntuk inprogramming seperti keteranganberikut :

6 P1.5 MOSI Serial input pada saat in – systemprogramming

7 P1.6 MISO Serial output pada saat in – systemprogramming

8 P1.7 SCK Serial clock pada saat in - systemprogramming

21 - 28 P2.0–p2.7 A8 – A15 Berfungsi sebagai I/O biasa atau highorder address saat mengakses memorisecara 16 bit.Sebagai output dan input sama sepertiport 1.

10 - 17 Port 3 Sebagai I/O biasa sama seperti port 1danport 2. sedangkan sebagai fungsi spesialport-port ini mempunyai keterangansebagai berikut :

10 P3.0 RXD Port serial input11 P3.1 TXD Port serial output12 P3.2 INT0 Port external interupt 013 P3.3 INT1 Port external interupt 114 P3.4 T0 Port external timer 0 input15 P3.5 T1 Port external timer 1 input16 P3.6 WR External data memory write strobe17 P3.7 RD External data memory read strobe9 RST Reset akan aktif dengan memberikan

input high selama 2 cycle.30 ALE PROG Berfungsi untuk me-latch low byte

address pada saat mengakses memorieksternal.Sedangkan pada saat flash programmingberfungsi sebagai pulse input.

Page 23: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

29 PSEN Berfungsi pada saat mengeksekusiprogram yang terletak dalam memorieksternal. PSEN akan aktif dua kalisetiap cycle.

31 EA VP Saat low, mikrokontroler akanmenjalankan program yang ada padaalamat memori eksternal.Saat high, program yang dijalankan yangberada pada memori internal.Saat flash programming pin ini diberitegangan 12 Volt (VP)

19 XTAL1 Input oscilator18 XTAL2 Output oscilator

2.3 SERIAL PORT

Komunikasi data pada umumnya dapat dilakukan dengan duacara, yaitu secara serial dan sacara paralel. Komunikasi data serialdilakukan dengan mengirimkan dan menerima data 8 bit secara satu persatu. RS232 (Recommended Standart number 232) yang berfungsisebagai antarmuka dalam mentransfer data dengan komputer yang manapengiriman data dilakukan dengan mengirimkan kode biner. Padaseperangkat komputer biasanya tersedia Communication Port atau seringdisebut dengan COM. Biasanya terdapat dua buah Communication Port,yaitu COM1 dan COM2. port tersebut biasanya digunakan untuk mouse.

Pada dasarnya ada dua jenis komunikasi data serial,yaitukomunikasi data serial sinkron di mana pengiriman clock dilakukansacara bersamaan dengan data serial dan komunikasi data serial asinkrondi mana pengiriman clock dilakukan secara dua tahap, yaitu saat datadikirimkan dan saat data diterima. RS232 pada computer memiliki duajenis konektor, yaitu konektor dengan 25 pin atau sering disebut DB-25connector dan konektor dengan 9 pin atau sering disebut DB-9connector. Pada dasarnya hanya 3 pin yang terpakai, yaitu pin pengirim,penerima, dan ground.

Perlu diperhatikan dalam pengiriman data serial kecepatan transferdata harus sama antara penerima dan pengirim, kalau tidak maka akanterjadi overflow. Kecepatan transmisi tersebut biasanya sering disebutdengan baud rate. Baud rate yang sering dipakai adalah 110,300, 1200,2400, 4800, 9600. Selanjutnya data bit yang sering digunakan adalah 4 -8 bit.

Pada komunikasi data serial pada dasarnya yang dikirimkanadalah tegangan dan kemudian dibaca dalam bit. Besar level

Page 24: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

tegangannya adalah antara -25 volt sampai dengan +25 volt. Untuk bitdengan logika 1 maka besar level tegangannya adalah -3 volt sampaidengan -25 volt. Ada beberapa level tegangan yang tidak mempunyailogika, yaitu antara -3 volt sampai dengan +3 volt, lebih kecil dari -25volt, dan lebih besar dari +25 volt.

2.3.1 Konfigurasi Serial DB-9Berikut ini adalah konfigurasi pin pada DB-9 yang merupakan

konektor port serial yang biasanya tersedia pada komputer.

Gambar 2.3 Konfigurasi serial DB-98

Berikut ini adalah konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serialDB-9 :

Tabel 2.2 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-99

NomorPin

NamaSinyal

Direction Keterangan

1 DCD In Data Carrier Detect /Received Line Signal Detect

2 RxD In Received Data3 TxD Out Transmit Data4 DTR Out Data Terminal Ready5 GND - Gound

8 Retna Prasetia & Catur Edi Widodo, Interfacing Port Paralel dan PortSerial Komputer degan Visual Basic 6.0.9 Retna Prasetia & Catur Edi Widodo, Interfacing Port Paralel dan PortSerial Komputer degan Visual Basic 6.0.

Received Line Signal

Received DataTransmitted Data

Data Terminal Ready

Signal Ground

DCE ReadyRequest To send

Clear To send

Ring Indicator

Page 25: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

6 DSR In Data Set Ready7 RST Out Request to Send8 CTS In Clear to Send9 RI In Ring Indicator

Keterangan :Pin 1(Data Carier Detect) berfungsi unutk medeteksi bolehatau tidaknya DTE menerima data.Pin2(Received Data), digunakan DTE menerima data dariDCEPin3(Transmitted Data), digunakan DTE mengirimkan data keDCE.Pin4(Data Terminal Ready), pada saluran ini DTEmemberitahukan kesiapan terminalnya.Pin5(Signal Ground), saluran ground.Pin6(DCE Ready), sinyal aktif pada saliran ini menunjukanbahwa DCE sudah siap.Pin7(Request To Send), dengan saluran ini DCE dimintamengirimkan data oleh DTE.Pin8(Clear To send), dengan saluran ini DCE memberitahukanbahwa DTE boleh mulai mengirimkan data.Pin9(Ring Indicator), pada saluran ini DCE memberitahukanke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungandengannya.

2.3.2 Pengalamatan Serial PortUntuk dapat menggunakan port serial dalam hal ini COM1 maka

kita perlu mengetahui alamatnya. Base address COM1 biasanya adalah1016(3F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasanya digunakan,tergantung dari komputer yang digunakan. Tepatnya kita bisa melihatpada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori0000.0400h untuk base address COM1.

Setelah mengetahui base address-nya, maka kita dapatmenentukan alamt register-register yang digunakan untuk komunikasiport serial ini berikut adalah tabel register-register tersebut besertaalamatnya.

Tabel 2.3 Nama register yang digunakan beserta alamatnya10

10 www.beyondlogic.org

Page 26: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

2.4 SOLENOID

Solenoid adalah kumparan yang dibangkitkan dengan tenagalistrik, yang antara lilitan diberikan suatu isolasi. Solenoid ini merupakandasar dari semua elektromagnet, seperti solenoid dengan inti yangbergerak (misalnya torak) yang merubah energi listrik menjadi energimekanik. Torak terbuat dari besi dengan permeabilitas tinggi atau besilunak yang dibuat berlapis-lapis tipis (lamel) untuk mengurangi adanyarugi-rugi arus eddy yang dapat digerak-gerakkan. Solenoid dan torakdilengkapi dengan kerangka untuk menambah magnetisasi dan gayamekanis langsung dari posisi awal dan sampai mendekati pada akhirposisi. Pemilihan solenoid juga perlu diperhatikan, gaya yangdikeluarkan oleh solenoid harus lebih besar daripada gaya yangdikeluarkan oleh beban selama proses perpindahan.

Gambar 2.4 Solenoid

Page 27: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Prosentase duty cycle didefinisikan sebagai perbandingan darikumparan solenoid pada saat ON dalam suatu periode. Misalnya, jikasolenoid dibangkitkan dalam waktu 1 menit dan tidak diberi teganganselam 4 menit , maka duty cycle nya mendekati 20% dengan perhitungansebagai berikut :

Duty cycle : TimeOFFTimeON x 100%

DimanaTime ON : 1 menitTime OFF : 4 menitMaka Duty cyle : 20%

2.5 Relay

Relay merupakan piranti kontrol untuk membuka dan menutupkontak. Ada dua macam relay, yaitu relay ac dan relay dc. Perbedaanantar relay ac dengan relay dc secara fisik adalah pada shadded poleuntuk relay ac yang berguna untuk memperluas permukaan medanmagnet sehingga jumlah fluks yang melintasi gap bertambah banyak.Relay ac lebih lambat daripada relay dc.11

Relay mempunyai kontak yang bermacam-macam bahan danrating arus yang digunakan untuk arus yang lebih besar biasanya dengantipe kontak single button atau bifurcated (mempunyai dua permukaandengan tahanan kontak kecil) dan unutk arus yang kecil menggunakantipe kontak crossbar. Kontak crossbar dibuat dari bahan emas untukmengurangi oksidasi. Pada rangkaian tingkat rendah (miliVolt ataumikroVolt). Kontak dengan bahan campuran logam mulia digunakanuntuk mengurangi oksidasi.

Gambar 2.5 Relay

11 Dedid Cahya Happiyanto, Elektronika Industri, Hal 1

Page 28: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Pancaran bunga api kontak sering terjadi pada rangkaian dcdaripada rangkaian ac. Karena pada rangkaian ac tegangan pada setiapsetengah siklus dan akan mengantarkan pancaran yang terjadi.an bungaapi ini akan menyebabkan terjadinya penyempitan pada permukaankontak (metal). Untuk memperkecil pancaran bunga api ini digunakanrangkaian kapasitor atau rangkaian serial kapasitor dengan resistor.Dengan menggunakan rangkaian ini, bila kontaknya terbuka bebaninduktifnya akan membangkitkan tegangan yang menyebabkanhilangnya medan listrik. Tegangan ini mengakibatkan kapasitor terisi danpancaran bunga api dapat dihindari. Penempatan resistor digunakan untulmembatasi arus pelepasan kapasitor bila kontak tertutup kembali. Untukmenentukan besarnya harga kapasitor (C) dan besarnya tahanan (R)adalah sebagai berikut :

C = I2/10 dan R = 0.1V/F

Dimana :I : Besarnya arus listrik maksimum yang melalui kontak (Amp)V : Besarnya tegangan pada rangkaian terbuka (Volt)C : Besarnya kapasitas kapasitor (F)

Masalah lain yang perlu diperhatikan dalam menginstalasi relayadalah menghilangkan medan magnet pada kumparan relay yang akanmenimbulkan tegangan transient. Untuk menghilangkan tegangantransient ini maka digunakan rangkaian dioda, zener dioda ataurangkaian RC.

2.6 Transistor Sebagai Saklar

Transistor berasal dari kata transfor-resistor, yang artinya tahananpengalih. Tahanan pengalih disini artinya transistor mampu untukmengalihkan arus masukan bertahanan rendah ke keluaran tahanantinggi12.Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar danpenguat pada rangkaian elektronika digital. Ada tiga terminal yangdimiliki transistor. Tiga kaki yang berlainan tersebut membentuktransistor bipolar, yaitu emiter, basis, colector. Tugas emiter adalahmencatu pembawa muatan ke sambungan dengan basis, sedangkancolector tugasnya memindahkan pembawa muatan dari sambungannya

12 Eugene Lister. Mesin & Rangkaian Listrik. Erlangga 1993. Halaman 311

Page 29: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

dengan basis dan basis sebagai trigger atau pemicunya. Transistor terdiridari logam semikonduktor dengan lapisan tipe N dan tipe P secarabergantian yang banyak terbuat dari bahan silikon. Kedua tipe itu dapatdikombinasikan menjadi transistor berjenis N-P-N atau P-N-P.

(a) (b)

Gambar 2.6 : (a). Simbol Transistor NPN (b). Simbol Transistor PNP

Pada rangkaian saklar/switching elektronik, sinyal inputnyaberlogika 1 (5 volt) atau 0 (0 volt). Nilai ini selalu dipakai pada basistransistor dengan kolektor dan emiter sebagai penghubung untukpemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian (open circuit). Aturan /prosedur transistor adalah sebagai berikut :Ø Pada transistor NPN, pemberian tegangan positif dari basis ke emitor

menyebabkan kolektor dan emitor terhubung singkat sehinggatransistor aktif (on). Dengan memberikan tegangan negatif atau 0volt dari basis ke emitor menyebabkan hubungan kolektor danemitor terbuka atau OFF sehingga dapat dikatakan transistor inimerupakan transistor active high.

Ø Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis keemoitor akan menyalakan transistor (on), sedangkan pemberiantegangan positif dari basis ke emitor akan menyebabkan transistormati (OFF) sehingga dapat dikatakan transistor active low.

IC IE

IB

IC

IB

IE

Page 30: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB III

PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS( HARDWARE DAN MEKANIK)

3.1 GAMBARAN UMUM

Perangkat keras dari robot pemukul gamelan ini secara umummenjadi dua, yaitu mekanik robot dan perangkat keras elektronik.Perancangan mekanik meliputi pengaturan struktur rangka lengan robotyang terbuat dari aluminium dan penginstalasian motor DC sebagaipenggerak dari lengan tersebut dan solenoid sebagai penarik tuaspemukul yang tedapat pada lengan robot tersebut, serta pengintegrasianrangkaian hardware ke dalam robot tersebut.

Untuk rangkaian elektronika terdiri dari rangkaian minimumsistem mikroprosesor menggunakan AT89S51 yang bertindak sebagaikoordinator gerakan dari lengan robot. Selain itu juga rangkaian drivermotor DC sebagai interface antara mikroprosesor dengan motor tersebut.Dan untuk menghubungkan antara robot dengan PC akan dirancang jugarangkaian komunikasi serial antara mikrokontroller dengan PCmenggunakan standar RS232.

3.2 KONFIGURASI SISTEM

Robot ini terdiri dari sebuah lengan dengan tiga buah titik sendiyang memungkinkannya untuk bergerak secara vertikal maupunhorisontal. Sebagai penggerak digunakan satu buah motor DC pada tiapsendinya. Pada lengan robot tersebut terdapat sebuah pemukul yangdigerakkan oleh sebuah solenoid. Motor-motor DC dan solenoid tersebutdikontrol pergerakannya oleh sebuah sistem mikrokontroller melaluisebuah rangkaian driver sesuai dengan instruksi program yang dituliskanpada mikrokontroller tersebut. Tiap motor dilengkapi dengan sebuahsensor perputaran berupa rotary encoder untuk mengetahui posisi sudutdari tiap motor. Mikrokontroller berinteraksi dengan PC melaluikomunikasi serial dengan standar RS232. Dengan demikian operatordapat mengoperasikan robot tersebut secara langsung dari PC.

3.3 DIAGRAM BLOK SISTEM

Page 31: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 3.1 Blok Diagram sistem

Penjelasan blok diagram pada gambar 3.1 adalah sebagai berikut :1. User adalah operator dari sistem ini.2. PC berfungsi sebagai pusat kendali dari sistem ini, dimana dari

PC inilah user dapat mengoperasikan, memasukan input, danmemberikan perintah kepada mikrokontroler untuk menjalankanrobot.

3. Mikrokontroler merupakan penghubung antara PC dan robot.Input yang dimasukan oleh user ke PC kemudian dikirim kemikrokontroler, selanjutnya akan diproses oleh mikrokontrolerdan dikeluarkan dalam bentuk sinyal yang dapat mengatur kerjamotor-motor yang terdapat dalam robot untuk menghasilkan suatuuntaian nada.

4. Motor 1, 2 dan 3 bertindak sebagai penggerak lengan robot yangakan mengarahkan pemukul ke lokasi dari nada tertentu.

5. Solenoid berfungsi sebagai penggerak dari pemukul.6. Kerja dari rangkaian motor dan solenoid akan membuat robot

memukul tiap nada gamelan sesuai dengan input yangdimasukkan oleh user.

Page 32: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

7. Sensor posisi pada sistem ini berfungsi sebagai input padamikrokontroler yang akan memberikan informasi tentangkoordinat posisi dari robot dengan mengirimkan pulsa-pulsa yangmerupakan jumlah pergerakan yang telah ditempuh oleh lenganrobot.

Flowchart dari kerja sistem secara umum adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2 Flowchart Sistem Mikrokontroler

Proses memasukkan data nada ke dalam memori sistemmikrokontroller memanfaatkan fasilitas interupt serial darimikrokontroller. Ketika terjadi pengiriman data, akan terjadi interupt.Rutin interupt serial akan menyimpan data yang diterima pada suatualamat yang ada di RAM. Selanjutnya nada tersebut diproses menjadikoordinat posisi untuk dimainkan.

3.4 PERENCANAAN PERANGKAT KERAS (HARDWARE)

Page 33: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

3.4.1 Rangkaian sistem mikrokontrollerRangkaian sistem mikrokontroller berfungsi sebagai pengontrol

utama dari robot pemukul gamelan ini. Input dari sensor rotary encoderakan dimasukkan ke dalam pin interupt eksternal dari mikrokontrolertersebut. Mikrokontroler akan berkomunikasi langsung dengan PCseperti menerima data untaian nada, menerima perintah main, stopkemudian memprosesnya dan menyampaikan output berupa koordinattiap nada, perintah mulai mengerakkan motor dan menghentikan motor.Mikrokontroller juga bertindak sebagai eksekutor untuk mengaktifkansolenoid pemukul gamelan ketika putaran motor sudah mencapai nilaiyang ditentukan.

Gambar rangkaian sistem mikrikontroller seperti ditunjukkan padagambar 3.3.

Gambar 3.3 Diagram skematik rangkaian mikrokontroller

Rangkaian mikrokontroller ini menggunakan auto power ONreset. Mikrokontroller melakukan komunikasi secara langsung denganPC melalui jalur komunikasi serial. Pada saat PC mengirimkan data,interupt serial pada mikrokontroller akan dibangkitkan. Rutin interuptserial akan mengenali data yang dikirimkan oleh PC tersebut. Jika datatersebut dikenali sebagai suatu kode instruksi, mikrokontroler akan

Page 34: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

melaksanakan rutin sesuai dengan data tersebut. Tapi jika kode tersebuttidak dikenali maka akan diabaikan. Kode yang akan direspon olehmikrokontroller berupa karakter-karakter berikut :

@ : perintah mulai menulis data yang diterima berikutnya! : perintah menghentikan penulisan data# : perintah memainkan data untaian nada yang telah disimpan$ : perintah menghentikan aksi memainkan nadaKetika mendapat instruksi menuliskan data untaian nada,

mikrokontroler akan menyimpan data tersebut pada alamat RAMkemudian menterjemahkan data tersebut menjadi koordinat-koordinatposisi nada untuk dimainkan.

flowchart pembacaan kode dalam interup serial dapat dilihat padagambar 3.4.

Gambar 3.4 Flowchart program interup serial

3.4.2 Sistem komunikasi Serial RS232

Page 35: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Rangkaian pengubah tegangan IC MAX232 ditunjukkan padagambar 3.5 Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah level keluarantegangan yang keluar dari komputer yaitu level RS232 menjadi leveltegangan TTL. Dimana tegangan pada level RS232 menjadi level logika”1” didefinisikan -3 volt sampai -15 dan logika ”0” didefinisikan +3 voltsampai +15 volt. Pada level TTL yang didefinisikan untuk kondisi ”0”volt sampai 0,4 volt dan untuk kondisi ”1”, tegangannya 2,4 volt sampai5 volt.

Dalam perancangan ini untuk mengubah level tegangan tersebutdigunakan IC 232 dengan 5 buah kapasitor sebesar 1 µF, dengantegangan catunya sebesar 5 volt. Dengan perangkat tersebut diharapkandapat digunakan untuk mengirimkan data/karakter dari komputer kemikrokontroller dengan sempurna.

Baud Rate yang digunakan adalah 9600Bps, dengan frekuensiosilator 11,0592 MHz, TH1 pada timer 1 yang dimasukkan adalah 253atau 0FDH. Hal ini sesuai dengan formula sebagai berikut:

12X(256-TH1) = 1 ............................... (3.1) fosc 9600 X 32

Gambar 3.5 Rangkaian Komunikasi Serial RS23213

Sistem ini digunakan sebagai media komunikasi antara PCdengan sistem minimum mikrokontroler. Dalam hal ini PC melaluiinterface RS 232 mengirimkan beberapa karakter ke mikrokontroler

13 www.alldatasheet.com

Page 36: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

sebagai input untaian nada ataupun sebagai perintah untuk memainkanuntaian nada dan menghentikan aksi robot pemukul gamelan ini.

Adapun protokol yang digunakan :• Pengiriman data untaian nada :

@ : kode perintah menuliskan data berikutnya ke alamatRAM mikrokontroller.

Data : berisi data-data untaian nada yang akan dimainkan.! : kode untuk menghentikan penulisan data yang masuk.

• Perintah memainkan untaian nada :Berupa karakter ‘ # ’

• Perintah untuk menghentikan aksi memainkan nada :Berupa karakter ‘ $ ’

3.4.3 Rangkaian Penggerak Motor DCMotor DC yang digunakan adalah motor DC 12 Volt, untuk

mendapatkan gerakan yang cepat dan kuat maka diperlukan suatupenggerak motor DC yang mana mempunyai spesifikasi untukmenjalankan motor tersebut. Maka dari itu dibuatlah penggerak motoryang spesifikasi komponennya dapat tahan dengan tegangan pada Vcc 12V dan arus 3A. Untuk membalik polaritas motor diguanakan relay karenarelay merupakan saklar mekanik dan tidak dipengaruhi oleh Vce atau Ibseperti pada transistor.

Pada kontak relay yang berfungsi untuk mengatur tegangan yangmasuk dipilih IRF540 karena komponen ini mempunyai spesifikasisebagai berikut:

- High current, High speed switching- Low gate charge- Switching On

Turn-On Time Rise TimeVDD = 50VID = 15ARG = 4,7VGS = 10V

- Switching OffTurn-off Voltage Rise TimeVDD = 80V

‘@’ Data ‘!’

Page 37: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

ID = 30ARG = 4,7VGS = 10V

Dari spesifikasi di atas maka dipakailah IRF540 karenamempunyai tegangan dan arus yang besar. Optokopler TLP 521digunakan sebagai pentriger dari port mikrokontroller untuk mencegahkontak listrik secara langsung antara driver motor dengan rangkaianmikrokontroller. hal ini untuk mencegah terjadinya arus balik yang dapatmerusakkan mikrokontroller tersebut. TLP 521 mempunyai spesifikasisebagai berikut:

- Arus forward : 60 mA - Tegangan Reverse : 5V - VCEO : 55V - VECO : 7V - IC : 50mA

Pada pembalik polaritas putaran yaitu putaran maju dan munduratau naik dan turun maka pada ground yang tegangannya dicatu ke koilrelay diberi transistor BD139 yang mana bila transistor ini aktif makakoil akan aktif juga sehingga putaran motor tersebut akan berbalik.Dalam rangkaian ini menggunakan transisitor BD139. adapunspesifikasinya sebagai berikut:

- VCBO : 80V - VCEO : 80V - VEBO : 5V - IC : 1,5A - IB : 0,5A

Diagram sirkuit rangkaian penggerak motor yang dibuat daribeberapa komponen diatas dapat dilihat pada gambar berikut :

Page 38: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 3.6 rangkaian driver dua arah14

Cara kerja dari penggerak motor diatas adalah:Kaki anoda Optokopler TLP 521 dihubungkan pada VCC

sebagai pengaktif dioda didalamnya dan pada kaki kolektornyadihubungkan dengan tegangan sebesar 24 Volt. Kaki katoda terhubungdengan pin mikrokontroler, apabila pin mikrokontroler berlogika “0”maka tegangan 24 Volt dari kolektor akan mengalir ke emitor dimanakaki ini terhubung dengan transistor BD139 sehingga koil relay akankontak dan polaritas putaran motor akan berbalik.

14 Mussa Bahtiar,” Robot Penyerang Dalam Permainan Sepak Bola ,Proyek Akhir PENS-ITS Surabaya, 2005

Page 39: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Pada kontak relay dengan piranti trigger yang sama, kaki emitordari optokopler terhubung dengan mosfet IRF540. Bila pinmikrokontroler memberi logika “0” pada kaki katoda optokopler makamosfet ini akan aktif sehingga motor akan berputar.

3.4.4 Rangkaian sensor posisiRotari enkoder di sini digunakan untuk mendeteksi perpindahan/

pergerakan putaran motor roda robot. Setiap pulsa yang dihasilkan olehrotari enkoder dimasukkan ke pin clock eksternal timer darimikrokontroler yang berfungsi mencacah tiap pulsa tersebut menjadi datahexadesimal, yang selanjutnya data tersebut dapat diolah olehmikrokontroler dalam proses kontrol posisi robot.

Rotari enkoder prinsipnya menggunakan photo dioda dan LEDinfra merah. Output dari fotodioda dimasukkan dalam rangkaiankomparator sehingga dapat disetel kepekaan sensor tersebut. Berikut iniadalah gambar rangkaian sensor rotari enkoder yang digunakan.

Gambar 3.7 Rangkaian sensor untuk rotari enkoder

3.4.5 Rangkaian Power Supply

4700uF / 16V

78xx

1000uF / 50V 100nF

+

-

220Vac

Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply

Page 40: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 3.8 merupakan rangkaian Power Supply yang bertugasuntuk menyediakan tegangan bagi semua piranti. Dalam tugas akhir inisupply yang dibutuhkan adalah 24V dan 5V yang mana masing-masingkedua nilai tersebut diberikan oleh dua buah trafo yaitu trafo 5A dantrafo 1A. Tegangan 5V teregulasi digunakan untuk mensuplai rangkaianlogika sedangkan tegangan 24V untuk mensuplai motor dan solenoid.

3.5 PERANCANGAN MEKANIK

Berikut ini adalah gambar rangkaian mekanik dari robot pemukulgamelan yang dibuat.

Gambar 3.9 Rangkaian mekanik robot

Page 41: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Robot ini berbentuk robot lengan dengan 3 buah titik join (sendi).Join 1 berfungsi untuk menggerakkan lengan motor secara horisontal,sedangkan join 2 dan 3 menggerakkan lengan robot secara vertikal. Tiaptitik join memiliki satu buah motor DC sebagai aktuator yang dapatbergerak dalam dua arah. Tiap motor dikendalikan oleh driver motoryang memperoleh input dari port mikrokontroller. Sebagai pemukulgamelan digunakan satu buah solenoid yang berfungsi untukmenggerakkan tuas pemukul yang terletak di ujung lengan robot. Rotaryencoder yang digunakan sebagai sensor posisi lengan robot diletakkanpada poros tiap motor. Hal ini dikarenakan pada tempat tersebutputarannya tercepat. Dengan demikian mikrokontroller akan dapatmembaca perputaran motor seakurat mungkin.

Gambar 3.10 Keseluruhan alat

Untuk menjaga agar robot tetap dapat berdiri tegak selama lenganrobot bergerak, penumpu yang dibuat harus cukup lebar. Dengandemikian badan robot tidak akan oleng walaupun lengan robot berputardengan cukup cepat. Rangka robot terbuat dari aluminium agar tidakterlalu berat. Hal ini akan meminimalkan gaya yang dibutuhkan untukmengerakkan lengan robot tersebut.

3.6 PENGUKURAN KARAKTERISTIK SISTEM

Page 42: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

3.6.1 Pengukuran jumlah pulsa terhadap derajat putaran motorPengukuran ini bertujuan untuk mengetahui besar derajat

perputaran yang dihasilkan untuk satu sinyal pulsa dari optokopler.

Motor 1 :- besar pergerakan = 90 derajat- jumlah pulsa yang dihasilkan = 156- besar pergerakan tiap 1 pulsa = 90 / 156 = 0,577 derajat

Motor 2 :- besar pergerakan = 90 derajat- jumlah pulsa yang dihasilkan = 150- besar pergerakan tiap 1 pulsa = 90 / 150 = 0,6 derajat

Motor 3 :- besar pergerakan = 60 derajat- jumlah pulsa yang dihasilkan = 448- besar pergerakan tiap 1 pulsa = 60 / 448 = 0,134 derajat

Dari data hasil pengukuran yang telah dilakukan dapat diketahuibahwa motor tiga dapat menghasilkan jumlah pulsa terbanyak untukmencapai derajat perputaran yang sama dibandingkan motor satu dandua. Sementara motor satu dan dua akan menghasilkan jumlah pulsayang hampir sama. Semakin banyak jumlah pulsa yang dihasilkan akanberpengaruh pada ketelitian putaran motor tersebut sehingga kesalahanputaran yang dihasilkan juga akan semakin sedikit.

3.6.2 Pengukuran posisi tiap nada terhadap basepoint (nada 8)Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui besar pergerakan

lengan robot yang harus dilakukan untuk mencapai satu titik nadatertentu. Tiap nada diukur besar pergerakannya dalam derajat terhadapbasepoint. Setiap kali mencapai posisi nada dihitung jumlah pulsa yangdihasilkan oleh rotary encoder. Jumlah pulsa tersebut dapat dilihat padanilai yang dikeluarkan oleh port nol pada mikrokontroller. Data hasilpengukuran tersebut diperlihatkan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 posisi tiap nada terhadap basepoint

Page 43: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Nada Besar pergerakan Jumlah pulsa1 ( do ) 32° 562 ( re ) 28° 483 ( mi ) 23° 404 ( fa ) 17° 305 ( sol ) 12° 216 ( la ) 7° 137 ( si ) 4° 78 (do) - -

Hasil dari pengukuran ini nantinya akan dijadikan acuan untukmenentukan besar derajat perpindahan lengan robot yang harus ditempuhuntuk mencapai suatu titik nada tertentu. Dari percobaan yang telahdilakukan diketahui bahwa keseluruhan nada dapat dicapai hanya denganmenggerakkan motor satu (horisontal). Hal ini tentunya akan lebihmemudahkan dalam hal pengontrolan pergerakan robot. Dimanapergerakan robot untuk mencapai posisi nada sudah dapat diperolehdengan mengontrol satu motor saja. Data jumlah pulsa yang diperolehmenunjukkan adanya ketidak seragaman. Hal ini dikarenakan alat musikyang digunakan memiliki dimensi yang tidak sama untuk tiap kepingnadanya.

Page 44: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

Suatu peralatan atau program dapat dikatakan bekerja denga baikapabila telah disertai dengan pembuktian terhadap fungsi kerja dariperalatan tersebut. Pada bab ini akan dijelaskan cara pengujian darisistem robotik yang dibuat.

Dari pengujian ini akan didapatkan data-data maupun bukti-buktihasil bahwa sistem yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik.Berdasarkan data-data dan bukti-bukti tersebut akan dapat dilakukananalisa terhadap proses kerja yang nantinya dapat digunakan untukmenarik kesimpuan dari apa yang telah disajikan dalam tugas akhir ini.

Pengujian dilakukan secara terpisah per sub sitem, dan kemudiandilakukan kedalam sistem yang telah terintegrasi.

4.1 PENGUJIAN TERPISAH

4.1.1 Pengujian komunikasi serialDengan pengujian ini akan diuji komunikasi serial yang dilakukan

oleh modul mikrokontroler AT89S51 dengan PC. Komunikasi serialantara mikrokontroler dengan PC dilakukan secara dua arah, yaitukomunikasi PC ke mikro dan komunikasi mikro ke PC. Komunikasiserial PC ke mikro terjadi ketika PC mengirimkan data, yang merupakaninput untaian nada atupun perintah memainkan dan menghentikanpermainan gemelan ke mikrokontroler. Sedangkan komunikasi mikro kePC akan terjadi ketika mikrokontroler mengirimkan feedback ke PCuntuk mengecek kebenaran data yang dikirim olek PC sebelumnya.Dengan pengujian ini pula dapat diketahui apakah rangkaian komunikasiserial pada mikrokontroller telah dapat bekerja dengan baik.

Namun dalam pengunjian ini hanya akan dilakukan dengansimulasi LED serta menggunkan fasilitas hyperterminal. Ketikamikrokontroler menerima data dari PC, data tersebut akan dicek apakahdikenali sebagai kode perintah atau tidak. Jika data dikenalimokrokontroler akan menyalakan LED pada port 0 sesuai data yangditerima. Tapi jika data tidak dikenali, data tersebut akan diabaikan.

Berikut ini adalah flowchart dari program yang digunakan sebagaiprogram uji :

Page 45: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 4.1 Flowchart program uji komunikasi serial

Page 46: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Berikut ini adalah hasil pengujiannya :

Tabel 4.1 Data hasil pengujian komunikasi serial PC ke mikro

Data dari PC(keyboard)

Tampilan LEDpada board keterangan % keberhasilan

@ 11110000 Data direspon 100%

# 10101010 Data direspon 100%

$ 01010101 Data direspon 100%

! 11110000 Data direspon 100%

a 00000000 Data tidakdirespon 100%

3 00000000 Data tidakdirespon 100%

keterangan tabel : nilai 1 pada LED = LED menyala nilai 0 pada LED = LED mati

Berikut ini adalah hasil pengujian dengan hyperterminal yangmemperlihatkan feedback yang diterima oleh PC dari mikrokontroller.Urutan data yang diketik pada hyperterminal :

! @ @ @ @ # # # $ $ $ $ $ ! ! a a a 3 3 3

Tampilan hasil proses pengujian pada jendela hyperterminaldiperlihatkan pada gambar 4.2.

Page 47: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 4.2 Tampilan pada jendela hyperterminal

Analisa :Program uji yang digunakan dirancang untuk hanya merespon

karakter tertentu saja. Karakter yang direspon tersebut adalah @, !, # dan$. Jika mikrokontroller menerima karakter-karakter tersebut maka ledakan menyala sesuai dengan kombinasi tertentu kemudian karaktertersebut akan dikirimkan kembali ke PC. Sedangkan jika karakter yangditerima bukan termasuk keempat karakter tersebut led akan mati dankarakter tidak akan dikirimkan kembali ke komputer.

Dari hasil percobaan yang diperoleh terlihat bahwa nyala ledmaupun tampilan pada jendela hyperterminal sudah sesuai dengan yangada pada program uji. Dengan demikian komunikasi antara PC denganmikrokontroller dapat berlangsung dengan baik.

4.1.2 Pengujian rangkaian driverPengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian

tersebut dapat bekerja untuk mengontrol motor sesuai dengan input yangdiberikan kepadanya.

Tabel 4.2 Hasil pengujian rangkaian driverInput Pin 1 Input Pin 2 Gerakan motor

0 0 Putar CCW0 1 Putar CW1 0 Diam (relay aktif)1 1 Diam (relay tidak aktif)

Page 48: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Analisa :

Pin-pin input dari rangkaian driver ini aktif low. Pin 1terhubung pada triger mosfet yang akan menghantarkan arus ke motor.Sedangkan pin 2 terhubung pada triger transistor yang akanmengaktifkan relay. Ketika kedua pin mendapat logika 0, arus mengalirmelalui mosfet ke motor dan relai juga aktif sehingga motor berputardengan arah putar CCW. Ketika pin 2 diberi logika 1, relai tidak aktifsehingga arah aliran arus berbalik. Hal in menyebabkan motor berputarpada arah yang sebaliknya. Sedangkan jika pin 1 berlogika 1 dan pin 2berlogika 0, motor tidak berputar walaupun relai aktif. Hal ini karenaaliran arus ke motor terputus. Dan ketika kedua input pin berlogika 1,baik motor maupun relai keduanya diam. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat dikatakanbahwa rangkaian driver motor dapat bekerja sesuai dengan yangdiharapkan. Yaitu rangkaian driver tersebut sanggup mengoperasikanmotor dalam dua arah berdasarkan input yang diterima dari output portmikrokontroler.

4.2 PENGUJIAN INTEGRASI SISTEM

Pada pengujian ini keseluruhan hardware telah terintegrasi.pengujian dilakukan dengan menggunakan software secara langsung darikomputer.

4.2.1 Pengujian tiap nada terhadap base pointBasepoint pada robot ini terletak pada nada ke delapan (i). Untuk

tiap nada dilakukan pengujian sebanyak sepuluh kali melalui menukomposer pada program.

Langkah pengujian :1. Jalankan program Operator pada PC.2. Pilih menu komposer.3. Tentukan nada yang ingin dimainkan dengan menekan tombol nada

yang sesuai pada form komposer.

Page 49: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Gambar 4.2 tampilan menu komposer

4. Tekan tombol OK.5. Tekan tombol mainkan.6. Amati pergerakan lengan robot dan catat hasilnya pada tabel.7. Ulangi percobaan dengan memasukkan input nada yang berbeda-

beda.

Tabel hasil pengujian :

Tabel 4.3 : nada 1 terhadap basepointpercobaaan Hasil keterangan

1 Gagal Lebih satu posisi2 Berhasil -3 Berhasil -4 Gagal Lebih setengah posisi5 Berhasil -6 Gagal Lebih satu posisi7 Berhasil -8 Berhasil -9 Gagal Lebih satu posisi10 Gagal Lebih satu posisi

Page 50: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Tabel 4.4 : nada 2 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 gagal Lebih setengah posisi2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 gagal Lebih satu posisi6 gagal Lebih setengah posisi7 gagal Lebih satu posisi8 gagal Lebih setengah posisi9 gagal Lebih setengah posisi10 gagal Lebih setengah posisi

Tabel 4.5 : nada 3 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 gagal Lebih setengah posisi2 gagal Lebih setengah posisi3 barhasil -4 gagal Lebih setengah posisi5 barhasil -6 berhasil -7 gagal Lebih setengah posisi8 gagal Lebih setengah posisi9 gagal Lebih satu posisi10 gagal Lebih setengah posisi

Tabel 4.6 : nada 4 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 berhasil -2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 berhasil -6 berhasil -7 berhasil -8 berhasil -9 berhasil -10 berhasil -

Page 51: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Tabel 4.7 : nada 5 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 berhasil -2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 berhasil -6 berhasil -7 berhasil -8 berhasil -9 berhasil -10 berhasil -

Tabel 4.8 : nada 6 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 berhasil -2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 berhasil -6 berhasil -7 berhasil -8 berhasil -9 berhasil -10 berhasil -

Tabel 4.9 : nada 7 terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 berhasil -2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 berhasil -6 berhasil -7 berhasil -8 berhasil -9 berhasil -10 berhasil -

Page 52: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Tabel 4.10 : nada 8 (i) terhadap basepointpercobaan hasil keterangan

1 berhasil -2 berhasil -3 berhasil -4 berhasil -5 berhasil -6 berhasil -7 berhasil -8 berhasil -9 berhasil -10 berhasil -

4.2.2 Pengujian memainkan untaian nadaPada pengujian ini dilakukan dengan memberikan input berupa

untaian nada yang bervariasi.

Tabel 4.11 : memainkan untaian nada 1Nada yang dimainkan

i 7 6 5 4 3 2 1percobaando si la sol fa mi re do

1 V V V V V V V V2 V V V V V V V V3 V V - V - V V V4 V V - - - - - -5 V V - V V V V V6 V V V V V V V V7 V V - - - - - -8 V V V V V V V V9 V V V V V V V V10 V V V V V V V V

Tabel 4.12 : memainkan untaian nada 2Nada yang dimainkan

i 7 6 5 4 3 2 1 2 3 4 5 6 7 i percobaando si la sol fa mi re do re mi fa sol la si do

1 v v v v v v v v v - - - - - -2 v v v v v v v v v v v - - - v3 v v v v v v v v v v - - - - -4 v v v v v v v v v v v - - - -5 v v v v v v v v v v - - - - -6 v v v v v v v v - - - - - - -

Page 53: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

7 v v v v v v v v v v - - - - -8 v v v v v v v v v v v v - - -9 v v v v v v v v v - - - - v v

10 v v v v v v v v v v v v v v v

Tabel 4.13 : memainkan untaian nada 3Nada yang dimainkan

i 6 4 2 4 6 ipercobaando la fa re fa la do

1 v v v - v v v2 v v v - - v v3 v v v - v v -4 v v v - v v v5 v v - - v v v6 v v v v v v v7 v v v - v v -8 v v v - v v v9 v v v - v v v10 v v v v v v v

Keterangan :v : nada berhasil dimainkan- : nada tidak berhasil dimainkan

Analisa :

Dari hasil pengujian sistem terintegrasi, dapat dilihat bahwalengan robot dapat berhasil memainkan nada dengan baik untuk nadayang posisinya tidak terlalu jauh dari posisinya saat itu. Sebagai contohpada pengujian nada satu per satu terhadap base point (titik awal) yangterletak pada nada ke delapan. Robot masih dapat memainkan nadadengan tingkat keberhasilan di atas 90 % untuk nada 7, 6, 5 dan 4.sedangkan untuk nada 3, 2, dan satu yang berjarak lebih jauh memilikitingkat keberhasilan yang lebih kecil. Salah satu faktor penyebabnyaadalah mekanisme pengereman putaran motor yang kurang baik.Semakin jauh jarak nada yang ditempuh, semakin besar pula kecepatanmotor saat berada di titik tersebut. Maka momentum lengan robot jugalebih besar dari momentum lengan untuk nada yang memiliki jaraktempuh lebih kecil. Gaya yang diperlukan untuk menghentikan geraklengan tersebut juga bertambah. Akibatnya saat arus ke motor diputus

Page 54: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

masih ada gaya yang tersisa pada lengan tersebut sehingga posisi lengansedikit bergeser dari posisi nada yang seharusnya. Dari sini akan timbuleror yang menyebabkan nada tidak dapat dimainkan dengan sempurna.

Untuk percobaan memainkan untaian nada, nada yang dapatdimainkan dengan baik hanya nada-nada yang urutannya terletak padaawal-awal proses memainkan nada. Untuk nada-nada yang terletak diakhir banyak terjadi error. Hal ini terjadi karena adanya akumulasi erordari tiap nada. Semakin banyak nada yang dimainkan akan semakin besarnilai eror yang terjadi pada nada-nada di urutan akhir.

Dari segi komponen, eror posisi dapat terjadi akibat kekurangpresisian sensor yang digunakan. Sensor yang digunakan disini adalahrotary encoder dengan ketelitian 25 pulsa per putaran motor. Nilaiketelitian ini dirasa masih kurang. Kurangnya ketelitian ini menyebabkankurang sempurnanya perekaman putaran motor sehingga terdapat erorrecord pada tiap proses memainkan nada walaupun kecil. Padapermainan nada yang banyak, eror tersebut akan berakumulasi sehinggaeror yang terjadi semakin besar.

Eror tersebut dapat diminimalisasi dengan cara menggunakanrotary encoder yang memiliki ketelitian lebih tinggi, sehingga eror yangdihasilkan akan lebih kecil. Cara lain yang dapat ditempuh adalah denganmenambahkan rangkaian gearbox. Penambahan gearbox akan menaikkanjumlah putaran motor untuk mencapai sudut yang sama. Ini akanmenaikkan jumlah pulsa yang dihasilkan sehingga ketelitian posisi akanmeningkat. Akan tetapi penambahan gearbox akan berakibat padapenurunan kecepatan gerak lengan robot.

Page 55: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN ...!!!

Page 56: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BAB V

PENUTUP

Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil analisa dan kesimpulankinerja dari sistem yang telah dibuat. Setelah melakukan perencanaan,pembuatan dan implementasi sistem “Robot Pemukul Gamelan”,kemudian dilakukan pengujian dan analisa maka dapat diambilkesimpulan dan saran-saran sebagai berikut :

5.1 KESIMPULAN

Setelah melalui tahap perencanaan, pembuatan dan pengujiansistem “Robot Pemukul Gamelan”, ada beberapa hal yang dapatdisimpulkan, yaitu :

1. Penerimaan dan pengiriman data antara PC dan Mikrokontrollerdapat dilakukan dengan tingkat keberhasilan 100% denganmenggunakan komunikasi serial RS232 pada baudrate 9600bps.

2. Aksi gerak robot diperoleh melalui penerjemahan kode-kodenada ( karakter 1 sampai dengan 9 ) menjadi data posisi nadayang dinyatakan dalam jumlah pulsa yang harus ditempuh olehlengan robot.

3. Ketelitian sensor rotary encoder sangat berpengaruh pada besareror posisi yang terjadi pada setiap gerakan robot untuk menujunada tertentu.

4. Pembuatan algoritma siklus gerakan robot yang tepat akan dapatmemaksimalkan keefektifan kinerja robot.

5.2 SARAN

Pada perencanaan, pembuatan dan pengujian sistem “RobotPemukul Gamelan”, masih terdapat beberapa kelemahan, sehingga perludiperbaiki untuk penyempurnaan. Saran untuk pengembangan lebihlanjut pada sistem robot ini adalah :

1. pembuatan mekanik yang lebih menarik dan bersifatentertainment sehingga benar-benar dapat digunakan untukhiburan.

Page 57: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

2. Pengaturan delay antara pemukulan satu nada dengan nada yangberikutnya perlu lebih diperhatikan agar melodi yang dihasilkandapat benar-benar sesuai dengan yang diharapkan.

3. Pemilihan komponen terutama sensor posisi agar lebihdiutamakan karena mempunyai fungsi yang sangat menentukankinerja robot.

Page 58: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

DAFTAR PUSTAKA

1) Budiharto Widodo,S.Si,M.Kom, Interfacing Komputer danMikrokontroler, ELEX MEDIA KOMPUTINDO, Jakarta, 2004.

2) Ferry Ardianto, Perancangan Perangakat Keras Robot pemukulgamelan untuk Memainakan Untaian Nada, Proyek Akhir PENS-ITS, Surabaya, 2003.

3) M Groover, Industrial Robotics Technology & Aplication,Mcgraw-Hill International Edition, Singapore,1986.

4) Retna Prasetia, Catur Edi Widodo, Interfacing Port Paralel danPort Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0, Andi, Yogyakarta,2004.

5) Syerif Elfaz, Perancangan Perangkat Lunak Robot PemukulGamelan untuk Memainkan Untaian Nada, Proyek Akhir PENS-ITS, Surabaya, 2003.

6) Eugene Lister. Mesin & Rangkaian Listrik. Erlangga, Jakarta,1993.

7) Mussa Bahtiar, Robot Penyerang Dalam Permainan Sepak Bola,Proyek Akhir PENS-ITS Surabaya, 2005

8) Suara Merdeka, Kamis, 22 April 2004, Kedatangan Ki MantebSedot Perhatian Masyarakat Eropa

9) Kompas, Sabtu, 2 September 2000, Musik gamelan tanpagamelan

10) http://www.balipost.co.id/balipostcetaK/2004/2/8/g1.html11) http://www.ent.ohiou.edu/~bobw/PDF/IntroRob.pdf12) www.accessIndonesia.com, Kultur Indonesia13) www.uni-oldenburg.de, Gamelan

Page 59: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

LAMPIRAN 1

Listing Program Assembly

posisi equ 30hplay equ 29htarget equ 28harah equ 27h org 0000h ljmp start org 0003h reti org 000bh ljmp t0over org 0013h reti org 001bh reti ORG 0023H ljmp serial org 0050hstart: setb ea mov TMOD,#26h mov th0,#00h mov TH1,#0FDH setb tr0 setb TR1 mov SCON,#50h setb es setb et0 mov play,#0 mov target,#0 mov posisi,#73 mov arah,#0 mov p1,#0ffh

;------------------- PROGRAM UTAMA -------------------------

main: mov a,play

Page 60: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

cjne a,#0,putar ljmp mainputar: mov p0,#0ffh mov a,posisi subb a,target jc cw cjne a,#0,ccw ljmp readyccw: mov r0,a mov a,#0ffh subb a,r0 mov tl0,a setb p1.7 setb p0.7 clr p1.6 clr p0.6ccw1: jnb tf0,ccw1 clr p1.7 clr p0.7 mov r0,#0ffhccw1wait: mov r1,#0d0hccw1wait2: djnz r1,ccw1wait2 djnz r0,ccw1wait mov p1,#0ffh mov p0,#0ffh ljmp readycw: clr c mov a,target subb a,posisi mov r0,a mov a,#0ffh dec a dec a dec a subb a,r0

Page 61: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

mov tl0,a clr p1.7 mov r0,#0ffhcwwait: djnz r0,cwwait clr p1.6 clr p0.7 clr p0.6cw1: jnb tf0,cw1 setb p1.7 setb p0.7 mov r0,#0ffhcw1wait: mov r1,#0a0hcw1wait2: djnz r1,cw1wait2 djnz r0,cw1wait mov p1,#0ffh mov p0,#0ffhready: mov a,target mov posisi,a mov play,#0 lcall delay lcall delay clr p1.4 clr p0.4 lcall delay mov p1,#0ffh mov a,posisi cpl a mov p0,a ljmp main

;--------------------- SUB RUTIN -------------------------;---------- rutin interup serial ------------------------serial: jnb ri,serial mov a,sbuf clr ri

Page 62: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

cjne a,#'$',next mov play,#0nextck: mov ro,wrt cjne r0,#1,cek0

mov r0,ram mov @r0,ram inc ram ljmp exitcek0:

cjne a,#’$’,cek1mov play,#0mov p0,#01010101bljmp exit

cek1:mov r0,playcjne r0,#1,cek2mov tempo,aljmp exit

cek2:cjne a,#’@’,led1mov p0,#11110000bmov wrt,#1mov ram,#30h

ljmp exitled1:

cjne a,#’#’,led2mov p0,#10101010bmov play,#1

ljmp exithapus: mov a,#0

mov r0,ramhapus1:

mov @ro,ainc rammov r0,ramcjne r0,#7fh,hapus1ret

next: mov play,#1

Page 63: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

cjne a,#'1',dua mov target,#17 ljmp exitdua: cjne a,#'2',tiga mov target,#25 ljmp exittiga: cjne a,#'3',empat mov target,#33 jmp exitempat: cjne a,#'4',lima mov target,#43 ljmp exitlima: cjne a,#'5',enam mov target,#52 ljmp exitenam: cjne a,#'6',tujuh mov target,#60 ljmp exittujuh: cjne a,#'7',delapan mov target,#66 ljmp exitdelapan: cjne a,#'8',songo mov target,#73 ljmp exitsongo: mov play,#0exit: reti;----------------------------------------------;---------- rutin delay -----------;----------------------------------------------delay: push acc mov r0,#0ffh

Page 64: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

delay1: mov r1,#0ffhdelay2: djnz r1,delay2 djnz r0,delay1 pop acc rett0over: reti end

Page 65: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Listing Program uji komunikasi serial

org 0h jmp mulai org 23h push accloop: jnb ri,loop mov a,sbuf clr ri cjne a,#'@',led1 mov p0,#11110000b mov r0,#1 lcall lanjut ljmp exitled1: cjne a,#'#',led2 mov p0,#10101010b lcall lanjut ljmp exitled2: cjne a,#'$',led3 mov p0,#01010101b lcall lanjut ljmp exitled3: cjne a,#'!',led4 mov p0,#11110000b mov r0,#0 lcall lanjut ljmp exitled4: mov p0,#0ffh mov a,#'x'exit: pop acc reti;mulai: setb EA mov TMOD,#20h mov TH1,#0FDH setb TR1 mov SCON,#50h setb ESlooping: jmp looping;=====================================; mengirimkan data lewat serial port;=====================================lanjut: mov sbuf,a ; kirim lewat serial comm.

Page 66: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

loop1: jnb ti,loop1 clr ti ret;-- Routine delay --Ldelay: mov r3,#05hdelay2: mov r4,#80hdelay3: djnz r4,delay3 djnz r3,delay2 ret end

Page 67: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Datasheet AT89S51

Pin configuration :

Page 68: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 69: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 70: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Datasheet MAX 232

Page 71: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 72: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 73: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

Datasheet IRF 540

Page 74: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 75: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 76: Robot Pemukul Gamelan Versi 2
Page 77: Robot Pemukul Gamelan Versi 2

BIODATA

Nama : Rezeki KurniawanTempat tanggal lahir : Mojokerto, 14 Oktober 1983Orang tua : - Abdul Muin

- Lilik MaksusiahAlamat : Kedawung Gemekan RT1 / RW1 Kec.

Sooko Mojokerto (61361)Telepon : 085230566181Hobi : Baca buku, main game, elektronika,

komputerCita-cita : Menjadi pemimpin yang baik bagi diri

sendiri dan orang lainMotto : Kerjakan yang terbaik yang kau bisa,

masalah hasil serahkan pada Allah

Riwayat Pendidikan :• MI Walisongo Sooko Mojokerto 1989 - 1995

• SMPI Walisongo Sooko Mojokerto 1995 - 1998

• SMUN1 Sooko Mojokerto 1998 - 2001

• PENS - ITS Surabaya 2003 - 2006

Penulis telah mengikuti Seminar Proyek Akhir pada tanggal 3Agustus 2006, sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh GelarAhli Madya (A.Md).