ROBOTBERKAKIENAM SKRIPSI

Transkripsi

1 ROBOTBERKAKIENAM PENCARIDJ~N PEMADAM API LILIN SKRIPSI Diajukan Kepada Jurusan Teknik Elaktro Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Untuk Memenuhi Sebagian Parsyaratan Memperoleh Gelar Sarjan. Teknik OfJ1 log ~ - II -.xr!s" F-TE Oleh : 'k "". ~, -<l. m t-, PONCHO OCTOVIABAM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2005

2 LEMBARPENGESAHAN Skripsi dengan judul "Robot Berkaki Enam Pencari dan Pemadam Api Lilin" yang disusun oleh mahasiswa : Nama Nomor pokok Tanggal ujian : Poncho Octoviabam : : 5 juli 2005 Dinyatakan telah memenuhi sebagian persyaratan kurikulum jurusan Teknik Elektro dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro. Surabaya, 9 juli 2005 Pembimbing ~ Harto~oto, PhD NIK: Dewan Penguji, ji!3s, Dr., eter Ratoditja A MKomp NIK : Hart~to, PhD NIK : Anggota, Fe~'ST'MT NIK: Anggota, ~G Albert Gunadhi, ST, MT NIK : =a Ir. R::s:t:PU:MEng NIK: Mengetahui / Menyetujui: Ir..F Lumbantobing, MT NIK: 51l

3 ABSTRAK Robot yang dirancang adalah robot berkaki enam yang mampu mencari dan memadamkan api yang berada diruang tertentu dangan lintasan yang telah ditentukan. Robot akan rnencari surnber api lilin pada sebuah ruangan dan akan memadarnkannya, setelah mernadarnkan api lilin, robot Diusahakan dapat kernbali ketempat awal robot berangkat, yang dikatakan home. Dalarn rnencari dan mernadarnkan robot diberi waktu 5 rnenit. Dan untuk kern bali ke-home adalah bebas. Robot ini rnerniliki 5 tipe sensor berbeda, yaitu sensor pendeteksi din ding dekat yang ditaruh di depan sarnping kiri dan sarnping kanan, sensor pendeteksi dindingjauh, sensor api dengan infra rnerah, sensor api UVtron, sensor wama putih. Kelirna tipe sensor ini di olah oleh sebuah rnikrokontroler AT89S51. robot akan rnencari ruangan dengan metode dikte dan metode susur dinding. 1ll

4 KATAPENGANTAR Puji syukur kepada ALLAH SWT atas segala berkat, rahmat, dan kasih-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di fakultas Teknik Elektro Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Atas segala bantuan, bimbingan dan dukungan yang telah diberikan dalam menyusun Skripsi ini. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Hartono Pranjoto, PhD. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan petunjuk, masukan, dan bimbingan pada pembuatan Skripsi ini. 2. Bapak AF. Lumbantobing, Ir, MT. selaku Ketuajurusan teknik elektro. 3. Bapak Ir. Rasional Sitepu MEng. selaku dosen wali dan juga selaku Dekan Fakultas Teknik. 4. Ibu Melani Satyoadi, Ir selaku Kepala laboratorim Digital yang bersedia meminjamkan printer laser juga peralatan lainnya yang mendukung pengerjaan Skripsi ini. 5. Ibu Kris Pusporini, ST, MT. selaku dosen yang memberikan masukan. dan bersedia meminjamkan alat-alat laboratorium Biomedika untuk pengerjaan Skripsi ini. 6. Bapak Ferry AY. Toar, ST, MT selaku dosen yang bersedia meminjamkan motor servo dan sensor-sensor pada Skripsi ini. 7. Drs. Peter Ratodirja A, MKomp selaku dosen pembimbing tim "Bug-Me" tv

5 8. Saudara Andik Wibowo seorang ternan seperjuangan yang sering bertukar pikiran dan saling memberikan semangat. 9. Saudara Redi "Chi-Tos" Yunianto sebagai ternan yang mau membantu dalam pembuatan sensor. 10. Saudara Wisnu "wiro" Ward han a sebagai ternan yang sering mengganggu. 11. Mama tercinta, Papa tercinta yang memberikan laptopnya, my bro Jerry Viabam yang memberikan dorongan dan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masihjauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mohon maaf jika terdapat hal - hal yang kurang berkenan. Dan penulis mengharapkan kritik dan saran agar Skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang memerlukan. Surabaya 22 juni 2005 Penulis v

6 DAFTAR lsi JUDUL...,.... LEMBAR PENGESAHAN..., AB S TRAK KATAPENGANTAR.".,..,...,...., DAFTAR lsi... '"... '"... "... '",...,,.. '" ". '" "...,...,. DAFTAR GAMBAR..., DAFTAR TABEL... "... "... ".,..., III IV VI IX Xl BABIPENDAHULUAN 1, 1 Latar Belakang Tujuan."... ",... ",..,...'"",... " Perumusan Masalah ,4 Batasan Masalah..., ,5 Sistematika Penulisan BAH II LANDA SAN TEORI 2.1 Teknik Mobilitas Robot Berkaki Enam... '" II-I 2.2 Motor Servo.. "...,..,..., Sensor Infra Merah...,...,...,... "" Pembangkit Pulsa Operational Amplifier Detektor TarafPositif.... "...,..., Detektor TarafNegatif... II-II VI

7 2.6 Sensor Api... II-I2 2.7 Relay II-IS 2.8 Transistor... II-I Transistor Sebagai Saklar II Mikrokontroler AT89SSI II-I RAM internal... II Register Fungsi Khusus... II Flash perom II-27 BAB III PERANCANGAN ALA T 3.1 Perancangan Mekanik... '" III-I 3.2 Perancangan hardware III Sensor Pendeteksi Dinding Dekat... III Sensor Wama Putih... III-ll Sensor Api Infra Merah... III Sensor Api Uvtron... III Sensor Pendeteksi Dinding Jauh... III-IS Motor Servo... III-I Pengendali Motor DC... III-I Mikrokontroler AT89SS III Rangkaian clock......,...,... III-I Rangkaian reset... III Perancangan Software III Strategi... III-24 Vll

8 3.3.2 Diagram Alir... III-27 BAB IV PENGUKURAN DAN PENGUJIAN ALAT 4.1 Sensor Pendeteksi dinding dekat IV-l 4.2 Sensor Api Infra Merah... IV Sensor Pendeteksi Dinding Jauh... IV Sensor Warna Putih IV Sensor Api UVtron... IV Pengujian Robot... '"... '"..,...,...,... '"... '" IV-7 BAB V PENUTUP 5. 1 Kesimpulan V-I DAFT AR PUST AKA LAMPIRAN-LAMPIRAN Vlll

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Robot berkaki enam dengan 3 motor penggerak II-I Gambar 2.2 Teori dasar robot untukjalan maju... II-2 Gambar 2.3 Teori dasar robot untuk belok kanan... '"... '"., II-4 Gambar 2.4 Motor servo... II-5 Gambar 2.5 Sinyal pulsa posisi motor servo II-6 Gambar 2.6 (a) Bentuk Pemancar dan Penerima Infra Merah... (b) Perbedaan fisik Antara Pemancar dan Penerima... Gambar 2.7 (a) sensor infra merah jarak GP2D15... (b) penerima infra merah SHARP UO 162CE Gambar 2.8 Pembangkit Pulsa... '".,... '"... '".., Gambar 2.9 Bentuk-bentuk gel om bang... '"... '"... '". Gambar 2.10 Multivibrator dengan ttinggi = trendah...,... '" II-7 II-7 II-7 II-7 II-8 II-8 II-9 Gambar 2.11 Detektor taraftegangan positif tak membalik II-I 0 Gambar 2.12 Detektor taraftegangan positif membalik... '".. II-II Gambar 2.13 Detektor taraftegangan negatif tak membalik... II-12 Gambar 2.14 Detektor taraftegangan negatifmembalik... II-12 Gambar 2.15 Sensor Hamamatsu R2868 UV TRON... II-I3 Gambar2.16 Sudutdaerah sensitivitas... II-13 Gambar 2.17 Spectrum respons pada cahaya-cahaya... II-14 Gambar2.18 BloksirkuitdiagramC II-I4 Gambar 2.19 Bentuk fisik relay 4 kontak... II-IS Gambar 2.20 Penampang Relay ]]-15 IX

10 Gambar 2.21 Simbol Relay... ll-i6 Gambar 2.22 Rangkaian transistor sebagai saklar.... ll-i7 Gambar2.23 Arsitektur AT89S5I Gambar 2.24 Susunan kaki mikrokontroler AT89S5I... ll-20 Gambar 2.25 Pembagian internal data memory... ll-22 Gambar 2.26 Pembagian Register Banks... '" ll-23 Gambar 2.27 Pembagian SFR... '"...,. '" ll-24 Gambar 3.1 (a) Sketsa mekanik dan tata letak komponen tampak samping ill-i (b) Sketsa mekanik dan tata letak komponen tampak atas... Gambar 3.2 : PCB berlubang... '"... '"..., Gambar 3.3 : Pola untuk kaki samping belakang... '"...,.., Gambar 3.4 : Motor servo yang telah terpasang pada kaki belakang ill-i ill-3 ill-3 ill-4 Gambar 3.5 Pola untuk kaki samping depan ill-4 Gambar 3.6 kaki depan yang telahjadi... ill-5 Gambar 3.7 Pola kaki tengah ill-5 Gambar 3.8 Kipas sebagai pemadam api lilin... ill-6 Gambar 3.9 Diagram blok robot... ill-7 Gambar 3.10 Rangkaian astabel multivibrator ill-8 Gambar 3.11 Rangkaian sensor pendeteksi dinding dekat ill-9 Gambar 3.12 (a) Robot mendekati dinding dengan serong kanan... ill-io (b) Robot mendekati dinding dengan serong kiri ill-i 0 Gambar 3.13 (a) Karakter robot saat mendekati dinding samping kiri.... ill-ii (b) Karakter robot saat mendekati dinding samping kanan.... ill-ii x

11 Gambar 3.14 Rangkaian sensor wama putih... ill-12 Gambar 3.15 Rangkaian sensor api infra merah..., Gambar 3.16 Modul sensorhamamatsu C '"..., Gambar 3.17 (a) informasi kaki-kaki GP2DI5... '"... '"... (b) Blok diagram GP2D Gambar 3.18 Pengkabelan motor servo... '"... '"..., Gambar 3.19 rangkaian pengendali motor DC Gambar 3.20 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51... Gambar 3.21 Rangkaian Osci/atar Internal..... Gambar 3.22 Rangkaian Reset '"... '"...,... Gambar 3.23 Aliran Arus dan Perubahan Tegangan Pada Reset.... Gambar 3.24 Rangkaian Ekuivalen saat saklar ditekan.... Gambar 3.25 Denah ruangan... Gambar 3.26 Strategi robot untuk mencari ruangan berisi api lilin... Gambar 3.27 Strategi robot untuk peijalan pulang...,.... Gambar 3.28 Diagram alir peijalanan menuju ruang-ruang... '"... Gambar 3.29 Diagram alir pencari cahaya api dan memadamkan api.... Gambar 3.30 Diagram alir pulang dari ruang 1 '"... Gambar 3.31 Diagram alir pulang dari ruang 2... Gambar 4.1 Respon penerima terhadap beberapa frekuensi... ill-13 ill-14 ill-15 ill-15 ill-16 ill-17 III-I 8 III-19 ill-20 III-21 ill-22 ill-24 ill-25 ill-26 ill-28 ill-29 ill-30 ill-31 IV-2 Gambar 4.2 pengaruh besar amplitudo terhadap jangkauan sensor jarak dinding.... IV-3 Gambar 4.3 Pengukuran tegangan sensor api inframerah terhadap jarak... IV-4 Xl

12 Gambar 4.4 Letak pengukuran tegangan sensor... N-6 Gambar 4.5 (a) Mencari di ruang ke-l (b) Kembali dari ruang ke-l N-7 Gambar 4.6 (a) Mencari di ruang ke-2 (b) Kembali dari ruang ke IV-8 Xll

13 DAFTAR TABEL Tabel2.1 Deskripsipin-pinAT89S51... Table 4.1 Pengukuran respon penerima infra merah terhadap frekuensi ll-21 N-l Tabel4.2 Jarak berdasarkan pengaturan amplitudo... N-3 Tabel4.3 Tegangan sensor api inframerah berdasarkanjarak N-4 Tabel 4.4 kondisi sensor pendeteksi dindingjauh N-5 Tabe14.5 hasil pengukuran sensor wama putih... N-5 Tabel4.6 Pengujian UVtron... N-6 Tabe14.7 Pengujian robot pada ruang ke-l N-7 Tabel4.8 Pengujian robot pada ruang ke N-8 Xlli