PROYEK
MIKROPROSESOR S1 DEPOK
PTA 10/11
LIGHT DETECTOR ROBOT
Oleh :
Angga Syahban ()
Ardiansyah ()
Rizki Satrio ()
Rizqi Ramadhan ()
Zulfikar Akbar (22108146)
KELAS 3KB01
LABORATORIUM MENENGAH
ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
SISTEM KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS GUNADARMA
2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Proyek : Light Detector Robot
Nama / NPM : 1. Angga Syahban /
2. Ardiansyah /
3. Rizki Satrio /
4. Rizqi Ramadhan /
5. Zulfikar Akbar / 22108146
Kelas : 3KB01
Diperiksa tanggal : ___________________________
PJ. Mikroprosesor S1 PJ. Proyek MPS1 DEPOK
(Rendhika C G., SKom) (Eko Tri Martono, SKom)
DAFTAR ISI
Daftar Isi ...................................................................................................... i
Daftar Tabel................................................................................................ ii
Daftar Gambar............................................................................................ iii
Abstraksi.................................................................................................... iv
Bab I Mikrokontroler AT89S51.....................................................................1
Bab II Analisa Hardware .............................................................................5
2.1 Landasan Teori ……………………………….………………………..
……………………5
2.2 Bagian - Bagian Dasar Light Detector Robot ………………………...……6
2.2.1 Kaki …………………………………………….......
………………………………………7
2.2.2 Mata …………………………………………………………..…………………….
……….7
2.2.3 Otak ……………………………………………………….………………….
……………..8
2.3 Komponen - komponen Light Detector Robot ………………….…..…….8
2.3.1 Resistor ………………….……..…….
……………………………………………………8
2.3.2
Trimpot……………………………………………………………………………………….
9
2.3.6 IC ………………………………………………………………….
…………………………11
2.3.6.1 LM 339
…………………………………………………………………………….12
2.3.6.2 L293
………………………………………………………………………………..12
2.3.6.3 AT89S51.
………………………………………………………………………….12
2.3.7 Motor DC …………….…………………………….…….………………………..
……12
2.4 Analisa Rangkaian secara Blok Diagram ………..………………………….13
2.4.1 Sumber Tegangan DC ………….….
…………………………………………….13
2.4.2 Sensor …………….…………………….……………………………………….
……….14
2.4.3 Komparator ………………….….……………………………………….
…………….14
2.4.4 Mikrokontroler ………….……………….….
……………………………………….16
2.4.5 Penguat Tegangan …………..………………………..........................17
2.4.6 Output ………….
………………………………………………………………………..19
Bab III Analisa Software .
…………………………………………………………………………20
3.1 Flowchart Program.
……………………………………………………………………….21
3.2 Analisa Program secara Detail
…………………………………………………….22
3.3 Cara Kerja Light Detector Robot melalui Program ……………………..24
3.3.1 Kedua Sensor di Jalur Putih ………………………………………………….24
3.3.2 Kanan di Jalur Hitam
……………………………………………………………..24
3.3.3 Kiri di Jalur Hitam …………….
…………………………………………………….25
3.3.4 Kedua Sensor di Jalur Hitam …………………..…………………………...25
Bab IV Aplikasi Mikrokontroler
…………………………………………………………………26
Daftar Pustaka
…………………………………………………………………………………………..28
Lampiran
ABSTRAKSI
Light Detector Robot atau Robot Pendeteksi Cahaya merupakan
suatu bentuk robot bergerak otonom yang akan bergerak jika sensor,
dalam alat ini, LDR terkena cahaya. Dalam perancangan dan
implementasinya, masalah-masalah yang harus dipecahkan adalah sistem
penglihatan robot, arsitektur perangkat keras yang meliputi perangkat
elektronik dan mekanik, dan organisasi perangkat lunak untuk basis
pengetahuan dan pengendalian secara langsung.
Tujuan makalah ini adalah merancang dan mengimplementasikan
suatu Robot Pendeteksi Cahaya dengan menggunakan mikrokontroler
AT89S51 dan LDR sebagai sensor. Light Detector Robot ini bergerak
berdasarkan cahaya yang mengenai sensor berupa LDR sehingga Light
Detector Robot ini akan bergerak baik maju atau mundur.
Organisasi perangkat lunak menggunakan metode kejadian yang
diatur suatu basis waktu untuk menghemat penggunaan waktu. Basis
pengetahuan robot berisi pengkodean aksi yang harus dilakukan oleh
robot berdasarkan informasi dari sensor.
BAB I
MIKROKONTROLER AT89S51
IC Mikrokontroler AT89S51 merupakan IC yang dapat digunakan
untuk berbagai macam aplikasi mikrokontroler, salah satunya untuk
aplikasi Light Detector Robot dimana IC AT89S51 akan mengatur input
dari sensor dan menghasilkan output berupa putaran roda. IC
mikrokontroler keluaran Atmel ini dapat diprogram menggunakan port
serial atau paralel. Penggunaan IC AT89S51 memiliki beberapa
keuntungan dan keunggulan, antara lain tingkat kendala yang tinggi,
komponen perangkat keras eksternal yang lebih sedikit, kemudahan
dalam pemrograman, hemat dari segi biaya, dan dapat beroperasi hanya
dengan 1 chip dan beberapa komponen dasar seperti kristal, resistor dan
kapasitor.
IC AT89S51 memiliki program internal yang mudah untuk dihapus
dan diprogram kembali secara berulang–ulang. IC AT89S51 berfungsi
sebagai sentral control dari segala bidang aktivitas, mulai dari timer untuk
mengontrol lamanya kerja elektroda, sampai penggunaan sensor suhu
untuk dikonversikan dalam satuan kadar mineral yang ditampilkan dalam
display berupa seven segment. Spesifikasi AT89S51 antara lain:
4 Kbyte In-system Programmable (ISP) flash memori dengan
kemampuan
1000 kali baca/tulis.
Tegangan kerja 4 - 5.5 V
Bekerja dengan rentang 0 – 33 Hz
128 x 8 bit RAM internal
32 jalur I/O yang dapat diprogram
Dua buah 16 bit Timer/counter
6 sumber interupsi
Saluran Full-Duplex serial UART
Watchdog timer
Dual data pointer
Mode pemograman ISP yang fleksibel (byte dan page mode).
1.1. Konfigurasi pin
Pin adalah kaki fisik dari sebuah IC AT89S51. Masing-masing pin
memiliki fungsi dan karakteristik tersendiri yang harus diperhatikan.
AT89S51 memiliki beberapa pin, ada yang berfungsi sebagai jalur
input/output (I/O), ada yang berfungsi sebagai jalur kontrol, dan ada juga
yang berfungsi sebagai addres bus atau data bus. Konfigurasi pin
AT89S51 dapat dilihat pada gambar 2.17.
Gambar 1. Konfigurasi Pin AT89S51
Berikut ini adalah penjelasan dari pin-pin AT89S51:
a. Pin 1 sampai 8
Pin 1 sampai 8 merupakan port 1 yang menjadi saluran (bus) dua
arah input atau output 8 bit. Dengan internal pull-up yang dapat
digunakan untuk berbagai keperluan dan dapat mengendalikan empat
input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat pada saat
pemrograman dan verifikasi.
b. Pin 9 (RST)
Merupakan masukan reset (aktif tinggi) untuk dua siklus mesin.
c. Pin 10 sampai 17
Pin ini merupakan port 3 yang merupakan saluran (bus) input/output
8 bit dua arah dengan internal pull-up yang memiliki fungsi alternatif.
Fungsi alternatif ini disajikan dalam tabel 2.18.
Ketika logika 1 diberikan ke port 3, maka pull-up internal akan
menset port pada kondisi high dan port 3 dapat digunakan sebagai
saluran input. Bila fungsi alternatif tidak dipakai, maka fungsi ini dapat
digunakan sebagai port pararel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian dari
port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol pada saat proses
pemograman.
Tabel 1. Fungsi Alternatif Port 3
Pin port Alternatif keterangan
P3.0 RXD Untuk menerima data port serial
P3.1 TXD Untuk mengirim data port serial
P3.2 INT0’ Interupsi eksternal 0
P3.3 INT1’ Interupsi eksternal 1
P3.4 T0 Input pewaktu eksternal/pencacah 0
P3.5 T1 Input pewaktu eksternal/pencacah 1
P3.6 WR’ Jalur menulis memori data eksternal strobe
P3.7 RD’ Jalur membaca memori data eksternal strobe
d. Pin 18 dan 19
Jalur ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi.
Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan
pada chip, kecuali rangkaian kristal. Selain itu XTAL 1 juga dapat dipakai
sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan input ke rangkaian
internal clock sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscilator
amplifier.
e. Pin 20
Merupakan ground sumber tegangan yang diberi simbol GND.
f. Pin 21 sampai 28
Pin ini merupakan port 2 yang menjadi saluran (bus) input/output
dua arah 8 bit dengan internal pull-up.
g. Pin 29
Merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori
eksternal yang masuk ke dalam saluran (bus) selama proses pemberian
atau pengambilan instruksi (fetching).
h. Pin 30
Merupakan penahan alamat memori eksternal (pada port 1) selama
mengakses ke memori eksternal.
i. Pin 31
External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk
pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L), maka
mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program
eksternal sedangkan apabila diset tinggi (H) maka mikrokontroler akan
melaksanakan instruksi dari memori program internal.
j. Pin 32 sampai 39
Pin ini merupakan port 0. Port 0 merupakan salah satu port yang
berfungsi sebagai general purpose I/O dengan lebar 8 bit. Port 0 terdiri
dari P0.0-P0.7. Selain sebagai jalur I/O, Port 0 juga berfungsi sebagai
multiplexed addres/data bus.
k. Pin 40
Merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol VCC.
1.2. Struktur Memori
Memori pada intinya berfungsi untuk ’mengingat’ atau menyimpan
suatu informasi. AT89S51 mempunyai stuktur memori yang terdiri atas:
a. RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan
untuk menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara.
Memori ini dapat diakses menggunakan RAM address register.
b. Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-
intruksi MCS51.
c. 21 Special Function Register (Register Fungsi Khusus), merupakan
memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi
khusus. Register Fungsi khusus ini terdiri dari:
1. Akumulator
Register ini terletak pada alamat E0H. Hampir semua operasi
aritmatik dan operasi logika selalu menggunakan register ini. Untuk
pengambilan dan pengiriman data ke memori eksternal juga diperlukan
register ini.
2. Register B.
Mempunyai fungsi yang sama dengan akumulator.
3. Stack Pointer
Stack Pointer (SP) merupakan register 8 bit yang terletak di alamat
81H. Isi dari Stack Pointer ini merupakan alamat dan data yang disimpan
di stack. Proses yang berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh
instruksi-instruksi Push, Pop, Acall, dan Lcall.
4. Data Pointer
DPTR umumnya digunakan untuk mengakses alamat pada memori
eksternal.
Contoh: Mov A,#01H
Mov DPTR,#2000H
Movx @DPTR.A
Listing diatas berfungsi untuk menuliskan data 01H kedalam alamat
2000H. Pertama data 01H diisikan ke akumulator kemudian DPTR yang
berfungsi untuk menuliskan alamat penyimpanan data diisi dengan
2000H. Terakhir, isi dari akumulator A disimpan ke lokasi memori yang
ditunjukkan oleh DPTR.
5. Register Port
Merupakan register yang mewakili alamat port.
6. Register Timer
Merupakan register yang digunakan untuk mengatur operasi Timer.
7. Register Port Serial
Merupakan register yang digunakan dalam proses komunikasi serial.
8. Register Interupsi
Merupakan register yang digunakan untuk mengatur proses
interupsi.
9. Power Control Register
Power Control Register (PCON) mengandung beberapa macam bit
kontrol dengan konfigurasi seperti pada tabel 2.19.
Tabel 1.1. Alokasi Bit PCON
Keterangan:
SMOD : Double Baud Rate
GF1danGF0 : General Purpose Flag
PD : Power Down
IDL : Idle Mode
BAB II
ANALISA HARDWARE
2.1 Landasan Teori
Dasar Sistem Robot Pendeteksi Cahaya mengacu pada dasar sistem
robot bergerak otonom. Secara umum, struktur robot bergerak otonom
yang tipikal dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.1. Struktur Pergerakan Robot Otonom Secara Umum
Berdasarkan Gambar 2.1, struktur robot adalah rangkaian tertutup
dari dunia luar yang terdiri atas sensor, persepsi (perception), basis
pengetahuan (knowledge base) dan kendali (control), dan aktuasi
(actuation). Komunikasi berfungsi untuk berhubungan dengan robot lain
atau untuk menerima tugas-tugas khusus dari pusat kendali.
Subsistem sensor menyediakan pengukuran kuantitatif terhadap
kenyataan di dalam lingkungan. Pemilihan sensor sebaiknya disesuaikan
dengan tujuan dari robot yang akan dijalankan. Selanjutnya subsistem
persepsi melakukan proses ekstraksi informasi dari sensor dan interpretasi
informasi. Hasil pemrosesan memberikan deskripsi tentang lingkungan
secara terbatas sesuai dengan sensor yang dipakai. Keluarannya lalu
diberikan ke subsistem basis pengetahuan untuk menentukan aksi yang
akan dilakukan sesuai misinya. Oleh subsistem perencanaan dan kendali
perintah tersebut diproses lebih lanjut untuk mengendalikan subsistem
aktuasi.
2.2 Bagian - Bagian Dasar Light Detector Robot
Ada 3 bagian dasar dimiliki oleh Light Detector Robot yaitu:
1) Kaki berupa Roda dan Motor DC
2) Mata berupa LDR
3) Otak berupa MCU (Microcontroller Unit)
Gambar 2.2. Gambar Rangkaian Light Detector Robot dan Bagian-bagian
Dasarnya
2.2.1 Kaki
Pada bagian ini, terdapat motor DC yang berfungsi sebagai Motor
penggerak. Motor DC digunakan karena memiliki speed dan torsi yang
bagus serta mudah dikontrol arah putaran dan kecepatannya. Pergerakan
maju atau mundur hanya berdasarkan kabel positif dan negatifnya saja
atau bisa juga berdasarkan dari software yang dimasukkan ke dalam
mikrokontroler.
2.2.2 Mata
Bagian ini disebut juga bagian sensor. Di bagian ini terdapat Light
Dependant Resistance sebagai input, dan juga IC LM324 yang berfungsi
sebagai komparator yang membandingkan tegangan dari sumber
tegangan yang melalui trimpot dengan tegangan dari LDR (Light
Dependant Resistance).
2.2.3 Otak
Bagian ini adalah tempat dimana semua proses dilakukan. Mulai dari
penerimaan masukan dari sensor sampai mengeluarkan tegangan untuk
output berupa motor DC.
Hampir semua jenis mikrokontroller dapat digunakan untuk
keperluan ini, misalnya R5F2113 dari Renesas, AT89S51 dari Atmel dan
lain-lain.
2.3 Komponen - komponen Light Detector Robot
2.3.1 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk
memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik
dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar hambatan,
arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik hambatan
terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan agar
komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar,
serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.
Gambar 2.3. Simbol resistor
2.3.2 Trimpot
Trimpot ialah resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya
dapat diubah-ubah dengan menggunakan obeng.
Gambar 2.4. Simbol dan Bentuk Trimpot
2.3.3 Light Dependant Resistance (LDR)
LDR adalah salah satu jenis resistor yang resistansinya akan berubah
seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang
ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 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.
2.3.4 IC (Integrated Circuit)
Komponen IC memiliki bentuk fisik kecil, terbuat dari bahan Silikon
dan berwarna hitam. Komponen IC memiliki banyak kaki dan pada
umumnya jumlah kakinya sangat tergantung dari banyaknya komponen
yang membentuk komponen IC tersebut. Letak kaki-kaki disusun dalam
bentuk dua baris atau Dual In Line (DIL).
2.3.4.1 LM 324
IC ini digunakan sebagai komparator, yaitu membandingkan antara
tegangan input dari sensor dengan tegangan input dari trimpot.
Outputnya adalah high sehingga tidak diperlukan adanya pull-up pada
rangkaian output.
2.3.4.2 L293D
IC ini berfungsi untuk menguatkan tegangan input pertama dengan
tegangan input kedua agar sesuai dengan daya yang diminta pada output.
2.3.4.3 AT89S51
AT89S51 berperan sebagai IC mikrokontroler yang akan menentukan
keadaan output pada Light Detector Robot.
2.3.5 Motor DC
Motor DC memiliki 2 pin input, yaitu tegangan dan ground. Dengan
membalik masukan tegangan dan groundnya, putaran motor DC akan
menjadi berlawanan arah dengan sebelumnya, ccw berubah menjadi cw
atau sebaliknya.
Gambar 2.4. Motor DC
2.4 Analisa Rangkaian secara Blok Diagram
Secara umum rangkaian Light Detector Robot memiliki blok
diagram sebagai berikut :
Sumber Tegangan DC
Komparator (LM324) Sensor (LDR)
Mikrokontroler
Penguat Tegangan (L239D)
Output (Motor DC)
Gambar 2.5. Analisa Hardware Secara Blok Diagram
2.4.1 Sumber Tegangan DC
Sumber tegangan DC dapat berupa baterai atau atau adaptor. Light
Detector Robot ini mempunyai 2 pilihan sumber tegangan DC, bisa
menggunakan hanya 5 Volt saja, dan juga bisa menggunakan 12 Volt.
Penggunaan sumber tegangan DC sebesar 12 Volt sebenarnya hanya
untuk mempercepat rotasi dari motor DC sehingga bisa berputar lebih
kencang. Tapi, menggunakan 5 volt saja sudah cukup untuk
menggerakkan motor DC sebab L239D, termasuk IC penguat tegangan.
2.4.2 Sensor
Pada bagian ini terdapat LDR (Light Dependant Resistance) sebagai
penghubung antara sistem robot dengan lingkungan / dunia luar. LDR bisa
digunakan sebagai sensor dalam pembuatan Light Detector Robot ini
sebab besar kecil resistansinya tergantung dari cahaya. Tegangan dari
LDR yang masuk ke kaki inverting IC LM 324 akan dibandingkan dengan
tegangan dari trimpot yang masuk ke kaki non-inverting. Jadi, jika
tegangan dari LDR besar, tentu tegangan yang dihasilkan komparator LM
324 mengambil nilai ground atau tegangan nol, sebaliknya jika tegangan
dari LDR kecil, komparator akan menghasilkan tegangan yang besar
kecilnya bisa diatur dengan trimpot.
2.4.3 Komparator
Komparator di sini berupa IC LM 324 yang memiliki 4 komparator
dengan 4 output, sedangkan Light Detector Robot ini hanya
membutuhkan 2 komparator dan 2 output.
Gambar 2.6. Datasheet LM 324
Sesuai dengan namanya, IC ini bertugas membandingkan 2 tegangan
input yang masuk dan menghasilkan 1 tegangan output.
Untuk bisa mengetahui hasil output pada komparator adalah dengan
menggunakan rumus di bawah ini:
Vout = (Vb – Va) * 90% Vcc
2.4.4 Mikrokontroler
Output dari komparator LM 324 akan diproses di dalam IC
mikrokontroler AT89S51, yaitu melalui port 2.0 dan 2.2. Aktif atau
tidaknya port 2.0 dan 2.2 ini akan berpengaruh pada port 1.4 sampai 1.7
dari mikrokontroler AT89S51 yang berfungsi sebagai port output dalam
rangkaian ini. Port - port output ini lalu dihubungkan dengan pin 2, 7, 10,
dan 15 pada IC L293D. Di bawah ini adalah ketentuan pemasangan pin-
nya:
Port 1.4 dengan pin 15
Port 1.5 dengan pin 10
Port 1.6 dengan pin 7
Port 1.7 dengan pin 2
2.4.5 Penguat Tegangan
Penguat tegangan berupa IC L293D dimana IC ini berfungsi
memperkuat tegangan input 5 Volt agar bisa menggerakkan motor DC
yang membutuhkan daya 12 Volt, yaitu dengan cara menambahkan
tegangan input 12 Volt pada pin 8.
Output dari IC mikrokontroler masuk ke pin input L293D yaitu 2, 7,
10, dan 15. Input ini akan diteruskan ke pin output L293 yaitu 3, 6, 11,
dan 14 dengan nilai yang sama dengan input.
Gambar 2.7.1. Datasheet L293D
Gambar 2.7.2. Schematic L293D
Pemasangan kutub motor DC pada IC L293D ini hanya akan
mempengaruhi putaran motor DC, bisa berputar secara CCW (berlawanan
arah jarum jam) dan CW (searah jarum jam).
2.4.6 Output
Output di sini berupa motor DC yang dihubungkan dengan pin-pin
output L293D seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Motor DC yang
digunakan pada Light Detector Robot ini adalah 2 motor DC CCW. Untuk
bisa membuat robot bergerak maju, maka motor DC bagian kiri atau yang
berada pada pin harus diberi inputan di kutub positifnya, sedangkan
motor DC bagian kanan harus diberi inputan di kutub negatifnya (agar
putarannya menjadi CW) sehingga kedua motor DC bergerak ke arah yang
sama.
2.5. Analisa Rangkaian Secara Detail
2.5.1 Analisa Rangkaian Mata
Gambar 2.8. Rangkaian Mata
Rangkaian mata terdiri atas IC LM 324, trimpot, resistor, dan LDR
seperti pada Gambar 2.9. Tegangan dibagi 2, yang pertama, tegangan
yang melalui R1 dan R2 serta trimpot, dan tegangan kedua berasal dari
tegangan yang mendapatkan hambatan dari LDR. Tegangan pertama
masuk ke kaki non-inverting dari IC LM 324 sedangkan tegangan kedua
masuk ke kaki inverting dari IC LM 324.
Sesuai dengan sifat LDR, yakni hambatan besar jika tak terkena
cahaya, tegangan yang masuk ke kaki inverting akan besar jika LDR
dalam keadaan gelap sehingga saat dibandingkan dengan tegangan yang
masuk ke kaki non-inverting, output akan mengambil tegangan dari
ground, biasanya tegangan output akan mendekati nol. Sebaliknya, jika
LDR terkena cahaya, tegangan pada kaki inverting akan kecil sehingga
komparator mengambil tegangan dari Vcc, seperti dalam rumus :
Vout = (Vb – Va) * 90% Vcc
Sedangkan, fungsi dari trimpot adalah untuk mengatur tegangan
yang masuk ke kaki non-inverting agar tidak terlalu berbeda jauh, baik
terlalu tinggi maupun terlalu rendah, dengan tegangan yang masuk ke
kaki inverting sehingga tegangan output setidaknya bernilai mendekati 1
atau mendekati 0.
2.5.2 Analisa Rangkaian Kaki
Gambar 2.9. Rangkaian Kaki
Rangkaian kaki terdiri dari IC L293D sebagai penguat tegangan dan
juga sebagai motor driver serta motor DC. Sesuai dengan fungsinya
sebagai motor driver dan juga penguat tegangan, IC L293D bisa mengolah
sinyal masukan yang masuk ke kaki 2, 7, 10, dan 15 yang berasal dari
minsys dengan nilai yang tidak berubah. Rangkaian logika di dalam IC
L293D akan aktif hanya dengan sumber tegangan sebesar 5V.
Setelah aktif, IC L293D akan mengolah sinyal masukan yang berasal
dari port 1.4-1.7 IC AT89S51 dengan nilai yang sama. Meskipun motor DC
bisa berputar hanya dengan tegangan 5V saja sesuai yang didapatkan
dari sumber tegangan IC, namun ditambahkan sumber tegangan sebesar
12V yang menggunakan baterai agar motor DC bisa berputar lebih cepat.
Hal ini dimungkinkan karena IC L293D memang mempunyai 2 kaki
yang digunakan untuk mendapatkan sumber tegangan, bisa sumber
tegangan yang sama nilainya maupun beda. Oleh karena itulah, IC L293 D
sering juga disebut sebagai IC penguat tegangan.
2.5.3 Analisa Rangkaian Otak
Gambar 2.10. Rangkaian Otak
Rangkaian otak hanya terdiri dari IC AT89S51. Untuk bisa melakukan
proses, listing program harus dimasukkan ke dalam IC AT89S51 terlebih
dahulu agar IC AT89S51 bisa bekerja. Sinyal masukan yang berasal dari
rangkaian mata masuk ke dalam P2.0 dan P2.2 yang selanjutnya akan
diproses di dalam IC AT89S51 sesuai dengan listing program yang telah
dimasukkan ke dalam IC. Output atau hasil dari proses akan keluar dari
kaki P1.4-P1.7 yang terhubung ke kaki 2, 7,10, dan 15 dari IC L293D.
XTAL disini berfungsi untuk membuat sinyal clock yang secara
kontinyu masuk ke dalam IC AT89S51. XTAL sangat penting, tanpa XTAL,
IC AT89S51 tidak akan bekerja karena dia membutuhkan sinyal clock
untuk pemicu kerjanya. Jadi, XTAL bisa disebut juga sebagai jiwa dari
mikroprosesor AT89S51. Sedangkan, resistor dan kapasitor polar (C4)
hanya berfungsi untuk menyediakan tegangan kembali saat IC AT89S51
membutuhkan reset.
BAB III
ANALISA SOFTWARE
Sistem robot yang bergerak secara otonom tentu memerlukan
sebuah program agar robot tersebut bergerak sesuai dengan kondisi yang
diinginkan. Program yang diperlukan harus dimasukkan atau diunduh ke
dalam IC AT89S51. Program dibentuk melalui software Read51 dengan
ketentuan bahwa Light Detector Robot bergerak berdasarkan kedua
sensor, dalam hal ini, LDR atau Light Dependant Resistance.
Dalam membuat sebuah program, tentu memerlukan langkah-
langkah. Maka dari itu, diperlukan sebuah pemetaan logika untuk
menentukan langkah-langkah pembuatan program atau yang biasa
disebut flowchart sehingga kita bisa membuat program dengan benar dan
tepat.
Pembuatan flowchart program Light Detector Robot ini harus
memperhatikan syarat-syarat pergerakan motor berdasarkan jalur yang
dilalui oleh kedua sensor. Syarat-syarat tersebut adalah sebagai berikut:
Tabel 3.1. Syarat-syarat Pergerakan Light Detector Robot
No.Sensor Kondisi Robot
Depan Belakang
1
2
3
4
Terkena cahaya
Terkena cahaya
Tidak terkena cahaya
Tidak terkena cahaya
Terkena cahaya
Tidak terkena cahaya
Terkena cahaya
Tidak terkena cahaya
Diam
Maju
Mundur
Diam
3.1 Flowchart Program
Berikut ini adalah flowchart program Light Detector Robot :
Mulai
1
tidak
Power ON Selesai
ya
Kedua Sensor ya Robot Diam
Aktif
1
tidak
1
Robot Maju Sensor Depan
ya Aktif
tidak 1
1 Sensor Belakang Robot Mundur
tidak Aktif ya
Gambar 3.1. Flowchart Program
3.2 Analisa Program Secara Detail
1. Langkah pertama, cek apakah ada sumber tegangan yang masuk
ke dalam rangkaian atau tidak, jika tidak ada sumber tegangan,
program akan langsung berhenti. Jika ada sumber tegangan,
program akan lanjut ke langkah kedua, yakni mengecek kedua
sensor, apakah aktif atau tidak.
2. Langkah kedua, melakukan pengecekan apakah kedua sensor
dalam keadaan aktif atau tidak, jika ya, motor DC akan diam dan
kembali ke langkah 1, begitu seterusnya sampai kedua sensor aktif
bernilai false atau salah.
3. Langkah ketiga, cek apakah sensor depan aktif atau tidak. Jika ya,
robot akan bergerak maju, program akan kembali ke langkah 1
untuk mengecek apakah sumber tegangan masih ada dan cuma
satu sensor saja yang aktif, program akan terus berulang dan robot
akan terus bergerak maju selama sensor depan masih dalam
keadaan aktif. Jika sensor depan tidak aktif, program akan
melanjutkan ke langkah berikutnya.
4. Langkah terakhir, pada dasarnya sama dengan langkah ketiga,
namun yang dicek adalah sensor belakang. Jika sensor belakang
aktif, robot akan bergerak mundur, dan jika tidak aktif, robot akan
diam. Program akan terus berulang dari langkah pertama sampai
langkah keempat selama tegangan masih mengalir, jika tidak ada
sumber tegangan, barulah program akan berhenti.
3.3 Simulasi Cara Kerja Light Detector Robot dengan Read51
3.3.1 Saat Kedua Sensor Tidak Aktif
Pada saat kedua sensor yang berada pada port 2.0 dan port 2.2 tidak
aktif atau dalam hal ini, terkena cahaya, maka kedua motor DC yang
masing-masing terhubung pada p1.4 dan p1.5 dan p1.6 dan p1.7 akan
bernilai 1 atau tidak aktif.
3.3.2 Saat Satu Sensor Aktif
Pada saat p2.0 aktif, p1.5 dan p1.7 akan aktif, menggerakkan motor
DC untuk bergerak maju. Sedangkan saat p2.2 aktif, p1.4 dan p1.6 akan
aktif, menggerakkan motor DC untuk bergerak mundur.
3.3.3 Saat Kedua Sensor Aktif
Saat kedua sensor yang berada pada p2.0 dan p2.2 aktif, maka p1.4
sampai p1.7 akan di non-aktifkan sehingga motor DC tak berputar, sesuai
dengan kondisi pada Tabel 3.1.
BAB IV
APLIKASI MIKROKONTROLER
Pengembangan teknologi yang berbasis mikrokontroler dan
mikroprosesor dalam pembuatan robot ini dapat dijadikan dasar untuk
membuat aplikasi yang lebih kompleks, seperti pengontrol pada mesin-
mesin industri. Light Detector Robot merupakan robot yang paling popular
dalam dunia penelitian robotik. Dari segi manfaat, robot ini diharapkan
dapat membantu manusia dalam melakukan otomasi dalam transportasi,
platform bergerak untuk robot industri, eksplorasi tanpa awak, dan masih
banyak lagi.
Robot sangat bermanfaat untuk:
Industri / Manufakturing
Transportasi
Lingkungan berbahaya
Explorasi
Layanan Personal
Membantu Manusia
Light Detector Robot dapat diaplikasikan pada industri. Berikut ini
adalah beberapa alasan digunakannya robot pada industri:
Kondisi yang berbahaya
Pekerjaan yang berulang dan membosankan
Bagian yang sulit dibawa
Operasi dengan banyak shift
General Electric Co. memberikan kriteria untuk survey penggunaan
robot, yaitu:
Operasi berulang dan sederhana dibutuhkan
Cycle Time lebih besar dari 5 detik
Part dapat dipindahkan pada lokasi dan orientasi tepat
Berat part memadai
Satu atau dua orang dapat digantikan dalam 24 jam
Aplikasi robot pada industri:
1. Material transfer
Pick dan Place
Palleting
Depalletizing
Line Tracking
2. Machine loading
Die Casting
Injection (plastic) molding
Transfer (plastic) molding
Hot forging
Up setting or upset forging
Stamping press operation
Machining operation
3. Processing operations
Finishing
Bubut
4. Assembly
5. Inspection
6. Welding
Spot welding
Arc welding
7. Spray coating
DAFTAR PUSTAKA
Listing Program
Pemrograman Reads51 untuk Light Detector Robot:
#include <sfr51.inc>
org 100h
mov p0, #0ffh
mov p1, #0ffh
mov p2, #0ffh
mov p3, #0ffh
start : mov a, p2
cjne a, #fah, diam
mov p1, #ffh
sjmp start
diam : cjne a, #ffh, maju
mov p1, #ffh
sjmp start
maju : cjne a, #feh, mundur
mov p1, #5fh
sjmp start
mundur : cjne a, #fbh, start
mov p1, #afh
sjmp start
end
Daftar Komponen Light Detector Robot
IC 1 = IC AT89S5
IC 2 = IC LM 324
IC 3 = IC L293D
MinSys
Light Dependance Resistance 2 buah
Trimpot = 50 KΩ 2 buah
Q1 = Xtal 12 MHz (termasuk dalam MinSys)
Kapasitor => Nonpolar 33 pF dan Polar 10 μF (termasuk dalam
MinSys)
R3 = 10 KΩ atau 8K2 Ω (termasuk dalam MinSys)
R1 dan R2 = 10 KΩ
2 Motor DC 12V
Gambar Rangkaian Light Detector Robot