Robot Pengikut Cahaya MenggunakanATMEGA16

OLEH:

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi sudah semakin maju,

keperluan robot di zaman ini sudah mulai diperlukan

untuk membantu memudahkan suatu pekerjaan. Apalagi

perkembangan teknologi yang berbasis mikrokontroller

dan mikroprosessor dalam pembuatan robot sudah mulai

menjamur seperti halnya yang terdapat pada alat-alat

industri. Banyaknya robot-robot yang menggunakan

remote control dengan pengaplikasian mikrokontroller

dapat meminimalisir waktu kerja dengan hasil yang

maksimal. Robot Pengikut Cahaya Menggunakan ATMega16

salah satunya, adalah sebuah robot yang cukup

sederhana karena dapat bergerak hanya dengan

menggunakan cahaya. Komponen yang digunakan pada

Robot Pengikut Cahaya ini adalah 2 sensor LDR (Light

Dependent Resistor) yangmana jika salah satu sensor

saja yang diterangi cahaya maka robot akan belok,

namun jika keduanya diberikan cahaya/lampu maka

robot tersebut akan berjalan maju. Program tersebut

tertanam dalam IC mikrokontroller yang berisi

program sebagaimana robot dapat bergerak dengan

sempurna.

Pada saat ini kebutuhan akan Robot Pengikut Cahaya

memang belum terlalu diperlukan karena fungsinya

yang belum terlalu spesifik.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan di buatnya robot ini adalah:

1. Membuat sebuah robot light follower yang mampu

mengikuti cahaya.

1.3 Manfaat

Manfaat di buatnya robot ini adalah:

1. Menambah pengetahuan tentang bagaimana cara atau

bagaimana membuat suatu Robot Pengikut Cahaya yang

mampu mengikuti cahaya.

1.4 Batasan Masalah

Agar masalah yang dihadapi robot ini tidak meluas,

maka adanya pembatasan masalah sebagai berikut:

1. Mikrokontroller yang digunakan adalah

mikrokontroller ATMega16.

2. Sensor yang digunakan adalah sensor LDR (Light

Dependent Resistor) sebanyak 2 buah terletak di

kiri dan kanan bagian depan robot. Jika sensor LDR

sebelah kiri diberi senter maka ia akan belok ke

kiri, jika kedua sensor tersebut diberi cahaya

senter maka robot tersebut akan maju.

1.5 Metodelogi Penelitian

Dalam merancang dan membuat ROBOT PENGIKUT CAHAYA

MENGGUNAKAN ATMega16 ini, pengumpulan data yang penulis

lakukan pada penyusunan proposal ini menggunakan

beberapa teknik yaitu:

1.Mengadakan Studi Literatur (Kepustakaan), yang

meliputi:

a. Pencarian data-data yang dapat dijadikan

sebagai refrensi penulisan proposal ini.

b. Mempelajari berbagai jenis buku yang

menyangkut teori-teori tentang

rangkaian dan sistem mekanik yang digunakan dan

perumusan ide

pokok serta gagasan pokok lalu meyimpulkannya

hingga dapat sebuah judul yang sesuai dengan

pokok permasalahan yang akan dicari

solusinya.

2.Mengadakan Studi Lapangan, yang meliputi:

a. Perolehan alat dan bahan untuk perancangan

robot yang akan di buat.

3. Perancangan dan Pengembangan Sistem, yang

meliputi:

a. Perancangan dan pengembangan hardware dan

software.

b. Pembuatan program pengendalian robot

pendeteksi kebocoran gas dengan menggunakan

software code vision AVR dengan bahasa C.

4. Pengujian sistem, yang meliputi:

a. Pengujian robot untuk dapat hasil optimum pada

robot.

b. Pengambilan data dilakukan dengan cara

mengirimkan data hasil pengujian dari

mikrokontroler ke komputer melalui serial port.

1.6 Rincian Biaya

Rincian perkiraan biaya yang digunakan untuk membuat

robot ini adalah:

2 Sensor LDR : Rp. 6.000

1 Mikrokontroler ATMEGA 16 : Rp. 145.000,-

1 Gear Box : Rp. 180.000,-

Castor : Rp. 7.000,-

Baterai : Rp. 120.000,-

Switching Baterai : Rp. 20.000,-

Akrilik : Rp. 25.000,-

Kaki Pcb : Rp. 30.000,-

Jumper,Resistor,Kapasitor,Transistor : Rp.

50.000,- +

Total : Rp.,-

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Logika Yang Digunakan

Dalam membuat robot pendeteksi cahaya ini mempunyai

dua perangkat yaitu: perangkat keras (Hadware) dan

perangkat lunak (Software). Perangkat keras Hadware

terdiri dari mikrokontroler, catu daya, serta rangkaian

sensor. Perangkat lunak software terdiri dari

serangkaian program.

Dirancang sebuah robot pendeteksi cahaya dengan

sensor yang digunakan adalah sensor LCR (Light

Dependent Resistor), sementara yang menjadi pusat

pengendalian dari seluruh alat yang dirancang digunakan

mikrokontroller ATMega16. Secara garis besar, alat yang

dirancang ini terdiri dari 3 buah blok dasarm yaitu:

mikrokontroller, sensor, dan catu daya. Dimana prinsip

kerja dari sensor LDR adalah akan berubah seiring

dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya

atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap

resistansi LDR seki-tar 10MΩ dan dalam keadaan terang

sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan

semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini

energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak

muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.

Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

2.1 Sensor

Sensor yang digunakan terdiri dari 2 buah jenis

sensor yaitu:

2.2.1 Sensor LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

adalah salah satu jenis resistor yang dapat

mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami

perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan

pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima

oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat

atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap

cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida

yaitu merupakan bahan semikonduktor yang

resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya

(sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat

yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan

ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun

menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor

konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian

sama persis seperti pemasangan resistor biasa.

Gambar 2.1 Sensor LDR

2.2 Mikrokontroler

2.2.1 Mikrokontroler ATMega16

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian

dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai

bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer

pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler

dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara

sederhana, komputer akan menghasilkan keluaran

spesifik berdasarkan masukan yang diterima dan

program yang dikerjakan. Seperti umumnya komputer,

mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan

instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya.

Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu

sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri.

Program ini menginstruksikan komputer untuk

melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi

sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks.

2.2.2 Fitur ATMega16

Pembuatan robot ini menggunakan mikrokontroler

ATmega16. ATMega16

merupakan mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel

keluarga AVR. AVR mempunyai 32 register general-

purpose, timer/counter dengan metode compare, interrupt

eksternal dan internal, serial UART, progammable

Watchdog Timer, ADC dan PWM internal.

Gambar 2.2 ATmega16

Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang

memisahkan memori program dari memori data, baik bus

alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program

dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).

Mikrokontroler ATmega16 memiliki beberapa fitur atau

spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali

yang efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur

tersebut antara lain:

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS

pada frekuensi 16Mhz.

2. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B,

Bandar C, dan Bandar D.

3. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

2. User interupsi internal dan eksternal

3. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai

komunikasi serial

4. Fitur Peripheral

• Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler

terpisah dan mode compare

• Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler

terpisah, mode compare, dan

mode capture

• Real time counter dengan osilator tersendiri

• Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog

• 8 kanal, 10 bit ADC

• Byte-oriented Two-wire Serial Interface

• Watchdog timer dengan osilator internal

2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega16

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai

masukan catu daya.

2. GND merupakan pin Ground.

3. Port A (PA.0...PA.7) merupakan pin input/

output dua arah dan pin masukan ADC.

4. Port B (PB.0...PB.7) merupakan pin input/

output dua arah dan pin fungsi khusus,5. Port C

(PC.0...PC.7) merupakan pin input/ output dua

arah dan pin fungsi khusus

6. Port D(PD.0...PD.7) merupakan pin input/

output dua arah dan pin fungsi khusus

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-

reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock

eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk

ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi

ADC.

Gambar 2.3 PIN pada ATmega16

2.3 Driver Motor

Driver motor yang digunakan adalah L293D. Motor

adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga

listrik menjadi tenaga mekanik.Driver motor DC ini

merupakan driver motor DC dua arah yang biasa

menggerakkan motor untuk bergerak maju atau mundur

sekaligus. Pada IC ini juga disediakan pin khusus

untuk mencatu motor secara langsung. Vmotor yang

biasa digunakan pada IC ini adalah 4,5-36 Volt.

Gambar 2.4 PIN Driver Motor L293D

Dalam Penggerakan motor DC satu arah putar, IC

L293D dapat menggerakkan empat buah motor.Namun,

dalam penggerakan motor DC dua arah putar IC L293D

hanya dapat menggerakkan dua buah motor DC.

Gambar 2.5 Penggerak motor DC dua arah dengan IC

L293D

Prinsip kerja IC L293 dalam menggerakkan motor DC

sama dengan prinsip kerja penggerak motor

konfigurasi transistor H-Bridge. Untuk memutar motor

DC searah jarum jam cukup berikan tegangan masukan

rendah pada pin input-1 dan berikan tegangan masukan

rendah pada pin input-2 dan sebaliknya. Hindari

pemberian tegangan masukan tinggi secara bersamaan

pada pin input-1 dan input-2.

2.4 Motor DC

Pada motor DC tenaga mekanik tersebut berupa

putaran rotor secara kontinu. Prinsip kerja dari

motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa

arus kedalam kumparan sehingga kumparan akan

menimbulkan medan magnet. Medan magnet ini dibuat

sedemikian rupa sehingga keadaannya selalu tolak

menolak antara medan magnet yang ditimbulkan stator

dan medan magnet yang ditimbulkan rotor sehingga

didapat gaya dorong diantara keduanya maka timbulah

putaran.

Pada motor DC magnet permanen tegangan armaturnya

dapat diatur dengan cara mengatur besar arus yang

lewat pada armatur, karena besar arus sebanding

dengan kecepatan motor. Sedangkan untuk mengubah

arah putaran motor DC dengan cara membalikkan

polaritas sumber tegangannya.

Gambar 2.6 Cara Kerja Motor DC

2.5 Catu Daya

Dalam pembuatan robot patrol pendeteksi kebocoran

gas ini catu daya yang kami gunakan adalah baterai.

Baterai yang kami gunakan adalah Baterai Power Bank.

Untuk menstabilkan teganggan kami menggunakan

Regulator LM7805. Regulator ini menghasilkan

tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan

input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar

dari tegangan output) sedangkan batas maksimal

tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada

datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan

output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang

dari 5 Volt.

Keunggulan

1. Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain,

seri 78XX ini mempunyai keunggulan di antaranya.

2. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan

komponen elektronik tambahan.

3. Aplikasi mudah dan hemat ruang

4. Memiliki proteksi terhadap overload (beban

lebih), overheat (panas lebih), dan hubung

singkat

5. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus

peranti 78XX tidak hanya melindunginya sendiri,

tetapi juga melindungi rangkaian yang

ditopangnya. (Wikipedia)

Kekurangan

1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari

tegangan output sehingga IC 7805 kurang tepat jika

digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6

Volt menjadi 5 Volt.

2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input

sama dengan arus output. Karena tegangan input

harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan

terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805

sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang

cukup.

Cara kerja rangkaian

1. Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber

DC 12 Volt akan mengalir menuju fuse (F1) yang

berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian

akan mengalir melalui dioda (D1) yang berfungsi

sebagai pengaman polaritas. Condensator C1 yang

berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika

tegangan input merupakan tegangan DC stabil

misalnya dari sumber battery (accu/aki).

2. Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan

menjadi 5 Volt stabil. Fungsi C2 adalah sebagai

filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice

(ripple tegangan) sedangkan LED1 yang dipasang

seri dengan resistor (R1) berfungsi sebagai

indikator.

Fungsi

Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk

menurunkan tegangan 12 Volt aki (accu) pada sebuah

perangkat elektronika atau pada sebuah kendaran

menjadi 5 Volt stabil.

Gambar 2.7 Karakteristik Regulator 7805

Gambar 2.8 Rangkaian Regulator 7805

BAB III

PERANCANGAN

3.1 Rancangan Badan Robot

3.1.1 Rancangan Robot Tampak Atas