TUGAS AKHIR LINE FOLLOWER ROBOT PENIUP LILIN BERLENGAN SATU BERBASIS MICROCONTROLLER ATMEGA16

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR LINE FOLLOWER ROBOT PENIUP LILIN BERLENGAN SATU BERBASIS MICROCONTROLLER ATMEGA16 Disusun Untuk Memenuhi Syarat Guna Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata Satu Disusun Oleh : NAMA : NENDI ARDIANSYAH LUKMAN NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA

2 2 SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA : NENDI ARDIANSYAH LUKNAN NIM : FAKULTAS : TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO PEMINATAN : ELEKTRONIKA JUDUL TUGAS AKHIR : LINE FOLLOWER ROBOT PENIUP LILIN BERLENGAN SATU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata dikemudian hari penulisan skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa paksaan dari pihak manapun. Penulis, Nendi Ardiansyah Lukman

3 3 LEMBAR PENGESAHAN LINE FOLLOWER ROBOT PENIUP LILIN BERLENGAN SATU BERBASIS MICROCONTROLLER ATMEGA16 DISUSUN OLEH : NAMA : NENDI ARDIANSYAH LUKMAN NIM : Menyetujui, Koordinator Tugas Akhir Pembimbing Tugas Akhir ( Ir. Yudhi Gunardi, MT ) ( Fina Supegina ST, MT) Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri (Ir. Yudhi Gunardi MT)

4 4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke Hadirat Allah SWT, sehingga penyusunan Tugas Akhir yang berjudul IN LINE FOLLOWER ROBOT BERLENGAN SATU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 ini dapat terselesaikan dengan baik. Penyusunan Tugas Akhir ini dilakukan untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik ( S-1 ), Universitas Mercu Buana. Mengingat masih terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis, maka penulis menyadari sekali bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan-kekurangan didalamnya. Penulis juga mengharapkan adanya suatu saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca untuk dapat dijadikan masukan dimasa yang akan datang.

5 5 UCAPAN TERIMA KASIH Assalamu alaikum Wr. Wb Puji syukur penulis panjatkan ke Hadirat Allah SWT, sehingga penyusunan Tugas ini dapat terselesaikan dengan baik Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik dalam pembuatan alat, penyajian isi, maupun teknis penulisannya. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Yang tercinta Bapak dan Ibu penulis yang telah membiayai penulis selama kuliah hingga lulus kuliah, memberikan dorongan dan semangat serta Do a sehingga Tugas Akhir ini selesai dengan secepatnya dan sebaik - baiknya. 2. Ketiga adik-adikku tersayang. Hilda & Tria semoga sekolah nya lancar lancar aja dan Jaka semoga sekripsinya cepat selesai & bisa lulus tahun ini. 3. Desi Husnita dan keluarga, terimakasih sudah banyak memberikan dorongan semangat dan do a. 4. Ibu Fina Supegina, ST, MT selaku dosen pembimbing, terimakasih atas segala masukan, motivasi, dan kepercayaan yang diberikan 5. Bapak Ir. Yudhi Gunardi MT. selaku koordinator tugas akhir dan selaku Ka.prodi Teknik Elektro, yang juga sudah memberikan masukan dan motivasi. 6. Bapak DR. Andi Adriansyah M.Eng. yang sudah memberikan banyak masukan dan motivasi. 7. Bapak Ir Badaruddin selaku Kepala Laboratorium Teknik Elektro 8. Bapak Ir. Eko Ihsanto M.Eng. yang sudah banyak memberikan motivasi.

6 6 9. Bapak Nasir ST. selaku Koordinator Laboratorium Teknik Elektro yang sudah memberikan kepecayaannya atas peralatan yang digunakan selama pembuatan Proyek Tugas Akhir ini. 10. Baradista Dimas L. yang telah bayak membntu dan rela meluangkan banyak waktu, tenaga, dan pikirannya. 11. Rekan-rekan seperjuangan angkatan Zainul Irfan, Nurdin, Cahyo, Teguh, Muchlis, Anto, Revni ST, Maya, Irma, Resto, Ipul, Danu, Andri ST, Putra, Hasan, Arif, Teknik Elektro Universitas Mercubuana. You all my best friend 12. Seluruh teman-teman Teknik Elektro angkatan, 01, 03, 04, 07, 08, dan 09 Universitas Mercubuana 13. Tim Robot Universitas Mercubuana, semoga kedepannya bisa berprestasi. 14. Seluruh teman-teman UKM TEWKONDO Universitas Mercubuana semoga kedepannya bisa lebih baik dan lebih berprestasi. 15. Rekan-rekan ENGGRONG FAMILI TEAM & ANAJER.FC yang sampai sekarang masih tetap kompak. 16. Seluruh staff dan karyawan Universitas Mercubuana, atas sarana dan prasarana yang diberikan. 17. Thans to. B 6286 BQX dan B 6374 BUG yang sudah meringankan perjalanan penulis kemana penulis pergi Akhir kata, tidak lupa Penulis mendoakan semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dan pertolongan yang telah diberikan oleh Bapak dan Ibu beserta teman-teman semua yang telah membantu penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini, dan semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi semua pihak yang membutuhkannya. Terima Kasih.

7 7 ABSTRAK Manusia adalah makhluk yang memiliki kekurangan-kekurangan. Diantara kekurangan-kekurangan itu adalah manusia tidak dapat bekerja terus-menerus dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, manusia juga tidak dapat bekerja pada temperatur tinggi. Sebuah solusi ditawarkan dengan cara menciptakan robot-robot yang mampu bekerja terus-menerus dalam jangka waktu yang lama. Robot-robot tertentu juga dapat bekerja pada temperatur tinggi. Salah satu jenis robot adalah Line follower robot. Line follower robot pun ada berbagai macam jenis. Dengan berbagai macam modifikasi maka bentuk, kemampuan, kecerdasan masing-masing Line follower robot pun berbeda-beda. Sebuah modifikasi dilakukan untuk membuat sebuah Line follower robot berbeda dari Line follower robot lainnya. Salah satu contoh Line Folower Robot yang telah dimodifikasi adalah Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu. Line Follower Robot Berlengan Satu adalah sebuah robot yang dapat melaju pada lintasan tertentu. Selain itu robot ini juga harus mampu bereaksi bila ada Lilin yang menghalangi robot. Reaksi yang harus dilakukan oleh robot ini adalah meniup lilin dan memindahkan liin tersebut sehingga tidak menghalanginya lagi. Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu dapat melaju pada lintasan yang diberi warna gelap (misalnya warna hitam). Robot dapat berbelok ke kanan bila sensor sebelah kiri keluar jalur. Robot dapat berbelok ke kiri bila sensor sebelah kanan keluar lintasan. Selain dapat berbelok ke kanan dan ke kiri sesuai dengan lintasan yanga dilalui, robot lengan juga dapat berputar bila lintasan yang dilaluinya telah habis (putus). Apabila ada lilin yang menghalangi robot maka robot akan memadamkan lilin dan memindahkan liln tersebut.

8 8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i iii v vi ix x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB II TEORI DASAR Mikrokontroller ATmega Port sebagai input/output digital Timer Timing Diagram Timer/Counter Register Timer/Counter TCNT Register Timer/Counter OCR Register Timer/Counter Interrupt Mask... 16

9 Serial pada ATMega Teori Motor DC Prinsip Kerja Motor DC Kecepatan Motor DC Torsi Konstruksi Motor DC LDR ( Light Dependent Resistor ) IR LED (Infra Red Light Emitting Diode) Phototransistor Motor Servo L Bahasa Pemograman Bahasa C Header Tipe Data Operator Pernyataan Bahasa C BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Gambaran Umum Konfigurasi Sistem Diagram Blok Sistem Perencanaan Perangkat Keras Elektronik Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATmega

10 Perancangan rangkaian power suplly Rangkaian Sensor Garis Rangkaian LDR Rangkaian Downloader Rangkaian Driver Motor L Motor Servo Perancangan Mekanik Perancangan Badan Robot Rancangan Base Robot (Badan Robot) Lengan Robot Kipas Flowchart BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA Tujuan Pengujian Pengujian Alat Pengujian Rangkaian Downloader Pengujian Perangkat Power Supply Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroller ATmega Pengujian Rangkaian Sensor Pengujian Driver Motor L Pengujian Motor Servo Standar Pengujian Sistem Secara Keseluruhan... 83

11 Hasil dan Analisa Pengujian Robot Tanpa Halangan Dengan Cahaya Yang Terang Hasil dan Analisa Pengujian Robot Dengan Penghalangan Yang Akan Dilalui Robot Hasil Analisa Percobaan Secara Keseluruhan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN...

12 12 DAFTAR TABEL 2.1 Konfigurasi Pin Port Deskripsi Bit Mode Pembangkit Bentuk Gelombang Mode Output Pembanding, tanpa PWM Mode Output Pembanding, mode fast PWM Mode Output Pembanding, mode phase correct PWM Deskripsi bit clock select Tipe-Tipe Data Dasar Operator Kondisi Operator Aritmatika Operator Logika Operator Bitwise Operator Assignment Hasil pengujian regulator Kondisi Pengujian Led... 72

13 Pembacaan Sensor terhadap Garis Hitam Pengujian Driver Motor... 79

14 14 DAFTAR GAMBAR 2.1 Pin-pin ATMega16 Kemasan 40-pin Blok Diagram Timer/Counter Timing Diagram Timer/Counter, tanpa Prescaling Timing Diagram Timer/Counter, dengan Prescaling Timing Diagram Timer/Counter, dengan Prescaling Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, pengosongan data timer sesuai data pembanding, dengan pescaler (fclk I/O/8) Register Timer Counter 8 Bit Register Timer TCNT Register Timer OCR Register Timer TIFR Interaksi Garis Gaya Magnetik dengan Arus Listrik Prinsip Kerja Motor DC Bentuk Motor DC... 19

15 Karakteristik Linear Motor DC Bagian-Bagian Motor DC Simbol dan Bentuk LDR Rangkaian Sensor LDR Kaki Anoda dan Katoda pada IR LED Bentuk dan Simbol IR LED Bentuk dan Simbol Phototransistor Standart Motor Servo Bentuk Signal Pengontrolan Motor Servo Skematis Pengiriman Pulsa dari Mikrokontroler ke Motor Servo Bentuk dan Simbol L Blok Diagram Sistem Sistem Minimum rangkaian Mikrokontroler Atmega Rangkain Power Supplay Rangkaian Sensor Garis Sensor Mengenai Garis Hitam... 46

16 Sensor Mengenai Garis Putih Rangkaian Sensor LDR Rangkaian Downoader DB Rangkaian Driver Motor L Lustrasi Pengendalian Motor didalam IC Driver Motor Konstruksi Motor Servo Perancangan Robot Secara Keseluruhan Skema Mekanik Robot Pergerakan Maju Pergerakan Maju Lalu Berbelok ke Kanan Pergerakan Maju Lalu Berbelok ke Kiri Gambar Base Robot ( Badan Robot ) Tanpak Atas Gambar Base Robot ( Badan Robot ) Tanpak Bawah Lengan Robot Gambar Lengan Tampak Samping gambar Lengan Tanpak Atas... 61

17 Gambar Kipas Peniup Api Lilin Gambar Line Follower Robot Penip Lilin Berlengan Satu Blok Diagram Pengujian Rangkaian Downloader Program setting untuk Rangkaian Downloder CodeVision Chip Programmer Untuk Proses Downlod Proses Mendownload Mikrokontroler Rangkaian Power Suplay Blok Diagram Pengujian Minimum System Listing Program Pengujian Sistem Minimum Kondisi 1 Pembacaan Sensor Kondisi 2 Pembacaan Sensor Kondisi 3 Pembacaan Sensor Kondisi 4 Pembacaan Sensor Blok Diagram Pengujian Driver Motor L Listing Program Pergerakan Maju Listing Program Pergerakan Mundur... 78

18 Listing Program Pergerakan Belok Kanan Listing Program Pergerakan Belok Kiri Blok Diagram Pengujian Motor Servo Pemberian Pulsa Untuk Perputaran Motor Servo Listing Program Standard Pengujian Motor Servo Pengujian Motor Servo Putar Kanan Dan Putar Kiri Robot Saat Star sebelum diberi rintangan Gerak Robot Sebelum Diberi Rintangan Lilin Gerak Robot saat Ada Rintangn Lilin... 88

19 19 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Robot-robot cerdas sudah banyak dipakai di dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Robot mampu menggantikan pekerjaan-pekerjaan yang tidak bisa dikerjakan oleh manusia misalnya disebabkan karena faktor keamanan maupun faktor kesehatan yang dapat membahayakan manusia. Pada intinya robot digunakan untuk meringankan pekerjaan manusia. Dalam hal lain robot juga dapat dijadikan sebagai hobi yang cukup menyenangkan. Hal ini sudah terbukti dengan banyaknya industri yang memproduksi robot-robot mainan dengan berbagai jenis yang dapat dijadikan sebagai hobi oleh konsumennya. Robot-robot yang dijadikan sebagai hobi biasanya memiliki bentukbentuk unik seperti menyerupai bentuk manusia, binatang, maupun kendaraan yang sering digunakan oleh manusia. Robot-robot tersebut diprogram sehingga berfungsi sesuai dari bentuk robot tersebut. Berdasarkan hal tersebut dibuatlah robot mainan yang berbentuk menyerupai kendaraan yang dapat berjalan mengikuti garis yang berwarna gelap sesuai dengan jalur atau lintasan. Robot ini berbasis mikrokontroller, mikrokontroller yang digunakan adalah ATmega16. Robot tersebut menggunakan sensor LDR yang berfungsi untuk mendeteksi adanya cahaya. Setelah dideteksi adanya cahaya (menggunakan lilin), kemudian akan mengaktifkan kipas untuk mematikan nyala lilin tersebut. Setelah itu lilin yang menghalangi jalur tersebut akan dipindahkan ke arah samping sehingga tidak menghalangi jalan robot di lintasan. Hal tersebut di atas mudah diaplikasikan pada skala robotic karena pada skala robotic ini ada beberapa hal yang bisa disederhanakan. Salah satu hal yang bisa disederhanakan adalah lintasan. Lintasan yang akan dilalui kendaraan berbasis robotik ini bisa disesuaikan dengan tingkat kecerdasan robot. Sedangkan tingkat

20 20 kecerdasan robot sendiri ditentukan oleh sensor yang dimiliki dan program yang telah dibuat. Oleh karena itu perlu lebih diperkenalkan cara membuat robot termasuk didalamnya cara membuat program yang digunakan untuk mengontrol robot tersebut. Oleh karna itu mikrokontroller merupakan seperangkat alat yang diadaptasi untuk keperluaan pembuatan robot tersebut, Pada peracangan alat ini Mikrokontroller digunakan untuk pengontrol line follower robot peniup lilin. Dan dalam bahasa pemograman kita gunakan bahasa C, karena lebih mudah dipelajari karena mempunyai struktur bahasa tingkat tinggi yang lebih mudah dipahami Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat sebuah robot yang mampu melaju pada lintasan tertentu. Selain itu robot ini juga mampu bereaksi meniup lilin dan memindahkan benda-benda yang merintangi perjalanannya. Reaksi yang harus dilakukan robot ini adalah meniup lilin dan memindahkan benda tersebut sehingga tidak merintangi perjalanannya lagi. Merancang pengendali menggunakan ATmega16 sehingga robot dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan Pembatasan Masalah Pada Tugas Akhir ini, diperlukan batasan masalah agar pembahasan tidak terlalu luas dan menyimpang dari topik. Pembatasan masalah yang diberikan antara lain : 1. Mikrokontroller ATmega16 sebagai pengendali pada rancangan ini 2. Pembahasan perangkat lunak (software) yang digunakan 3. Pembahasan tentang sensor LDR dan Infra Red, rangkaian driver, dan rangkaian pendukung lainnya. 4. Prinsip kerja robot beserta pengujiannya : Merancang dan membuat tangan robot agar benda yang diambil bisa di genggam, kipas sebagai peniup dapat meniup

21 21 lilin dan posisi dari sensor bisa di pasang dengan tepat. Kemudian merancang perangkat lunak atau software agar microcontroller ATmega16 dapat berfungsi sebagai pengendali yang baik Sistematika Penulisan Dalam mempermudah dan memahami isi dari tugas akhir ini, maka akan digunakan sistematika penulisan, yaitu : Pendahuluan, Teori penunjang, prinsip kerja sistem, perancangan dan pembuatan robot, pengendali yang menggunakan microcontroller ATmega16, analisa dan simulasi ditutup oleh Kesimpulan dan saran dari tugas akhir ini. Sistem penulisan tugas akhir ini terdiri dari : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan, manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan. BAB II TEORI DASAR Dalam bab ini diuraikan tentang teori-teori penunjang yang dijadikan landasan dan rujukan dalam pembuatan Proyek Akhir ini. Teori penunjang disini meliputi teori mikrokontroler ATmega16, sensor, driver, motor DC, dan komunikasi antara PC dengan mikrokontroller. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Perancangan Dan Pembuatan Alat yang menjelaskan tentang proses perencanaan robot baik mekanik maupun hardware. Pada bagian mekanik akan membahas desain dan cara kerjanya. Pada bagian hardware akan membahas masalah pembuatan sistim minimum mikrokontroler ATmega16, rangkaian komunikasi serial dan parallel serta driver motor DC.

22 22 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini membahas penganalisaan terhadap prinsip kerja dari robot terhadap sistem pengontrolan yang dilakukan oleh mikrokontroller. Melakukan pengujian terhadap mekanik dari robot itu sendiri dan pengujian terhadap rangkain pendukung sistem. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari dan saran-saran

23 23 BAB II TEORI DASAR 2.1 Mikrokontroller ATmega16 AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain: 1. Advanced RISC Architecture 130 Powerful Instructions Most Single Clock Cycle Execution 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz On-chip 2-cycle Multiplier 2. Nonvolatile Program and Data Memories 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

24 24 Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits 512 Bytes EEPROM 512 Bytes Internal SRAM Programming Lock for Software Security 3. Peripheral Features Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode Real Time Counter with Separate Oscillator Four PWM Channels 8-channel, 10-bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Programmable Serial USART 4. Special Microcontroller Features Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection Internal Calibrated RC Oscillator External and Internal Interrupt Sources Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown, Standby and Extended Standby 5. I/O and Package 32 Programmable I/O Lines 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF 6. Operating Voltages V for Atmega16L V for Atmega16

25 25 Gambar 2.1 Pin-pin ATMega16 Kemasan 40-pin Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline package) ditunjukkan oleh gambar 1. Guna memaksimalkan performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data) Port sebagai input/output digital ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf x mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf n mewakili

26 26 nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.

27 27 Tabel 2.1 Konfigurasi pin port Bit 2 PUD : Pull-up Disable Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1) Timer Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan untuk perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain: counter channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding, bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse Width Modulation (PWM), pembangkit frekuensi, event counter external. Gambar diagram block timer/counter 8 bit ditunjukan pada gambar 2. Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi timer/counter 8 bit.

28 28 Gambar 2.2 Blok Diagram Timer/Counter Timing Diagram Timer/Counter Timer/counter didesain sinkron clock timer (clkt0) oleh karena itu ditunjukkan sebagai sinyal enable clock pada gambar 3. Gambar ini termasuk informasi ketika flag interrupt dalam kondisi set. Data timing digunakan sebagai dasar dari operasi timer/counter. Gambar 2.3 Timing Diagram Timer/Counter, tanpa Prescaling

29 29 Sesuai dengan gambar 4 timing diagram timer/counter dengan prescaling maksudnya adalah counter akan menambahkan data counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah mencapai 8 kali pulsa dan sinyal clock pembagi aktif clock dan ketika telah mencapai nilai maksimal maka nilai TCNTn akan kembali ke nol. Dan kondisi flag timer akan aktif ketika TCNTn maksimal. Gambar 2.4 Timing Diagram Timer/Counter, dengan Prescaling Sama halnya timing timer diatas, timing timer/counter dengan seting OCFO timer mode ini memasukan data ORCn sebagai data input timer. Ketika nilai ORCn sama dengan nilaitcntn maka pulsa flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow). Gambar 2.5 Timing Diagram Timer/Counter, menyeting OCFO, dengan pescaler (fclk_i/o/8)

30 30 Ketika nilai ORCn sama dengan nilai TCNTn maka pulsa flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow). Gambar 2.6 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding,dengan pescaler (fclk_i/o/8) Gambar 2.7 Register Timer Counter 8 Bit Bit 7 FOCO : perbandingan kemampuan output FOCO hanya akan aktif ketika spesifik-spesifik bit WGM00 tanpa PWM mode. Adapun untuk meyakinkan terhadap kesesuaian dengan device-device yang

31 31 akan digunakan, bit ini harus diset nol ketika TCCRO ditulisi saat mengoperasikan mode PWM. Ketika menulisi logika satu ke bit FOCO, dengan segera dipaksakan untuk disesuaikan pada unit pembangkit bentuk gelombang. Output OCO diubah disesuaikan pda COM01: bit 0 menentukan pengaruh daya pembanding. Bit 6,3 WGM01:0: Waveform Generation Mode Bit ini mengontrol penghitungan yang teratur pada counter, sumber untuk harga counter maksimal ( TOP )., dan tipe apa dari pembangkit bentuk gelombang yang digunakan. Mode-mode operasi didukung oleh unit timer/counter sebagai berikut : mode normal, pembersih timer pada mode penyesuaian dengan pembanding ( CTC ), dan dua tipe mode Pulse Width Modulation ( PWM ). Tabel 2.2 Deskripsi Bit Mode Pembangkit Bentuk Gelombang catatan: definisi nama-nama bit CTC0 dan PWM0 sekarang tidak digunakan lagi. Gunakan WGM 01: 0 definisi. Bagaimanapun lokasi dan fungsional dan lokasi dari masing-masing bit sesuai dengan versi timer sebelumnya.

32 32 Bit 5:4 COMO1:0 Penyesuaian Pembanding Mode Output Bit ini mengontrol pin output compare (OCO), jika satu atau kedua bit COM01:0 diset, output OC0 melebihi fungsional port normal I/O dan keduanya terhubung juga. Bagaimanapun, catatan bahwa bit Direksi Data Register (DDR) mencocokan ke pin OC0 yang mana harus diset dengan tujuan mengaktifkan. Ketika OC0 dihubungkan ke pin, fungsi dari bit COM01:0 tergantung dari pengesetan bit WGM01:0. Tabel di bawah menunjukkan COM fungsional ketika bit-bt WGM01:0 diset ke normal atau mode CTC (non PWM). Tabel 2.3 Mode Output Pembanding, tanpa PWM Tabel 2.4 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0 diset ke mode fast PWM. Tabel 2.4 Mode Output Pembanding, Mode fast PWM

33 33 Tabel 2.5 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0 diset ke mode phase correct PWM. Tabel 2.5 Mode Output Pembanding, Mode phase correct PWM Bit 2:0 CS02:0 : Clock Select Tiga bit clock select sumber clock digunakan dengan timer/counter. Jika mode pin eksternal digunakan untuk timer counter0, perpindahan dari pin T0 akan memberi clock counter. Tabel 2.6 Deskripsi bit clock select

34 34 Sesuai dengan tabel diatas maka sumber clock dapat dibagi sehingga timer/counter dapat disesuaikan dengan banyak data yang dihitung Register Timer/Counter TCNT0 Gambar 2.8 Register Timer TCNT0 Register timer/counter memberikan akses secara langsung, keduanya digunakan untuk membaca dan menulis operasi, untuk penghitung unit 8-bit timer/counter. Menulis ke blok-blok register TCNT0 (removes) disesuaikan dengan clock timer berikutnya. Memodifikasi counter (TCNT0) ketika perhitungan berjalan, memperkenalkan resiko kehilangan perbandingan antara TCNC0 dengan register OCR Register Timer/Counter OCR0 Gambar 2.9 Register Timer OCR0

35 35 Register output pembanding berisi sebuah haraga 8 bit yang mana secara terus-menerus dibandingkan dengan harga counter (TCNT0). Sebuah penyesuaian dapat digunakan untuk membangkitkan output interrupt pembanding, atau untuk membangkitkan sebuah output bentuk gelombang pada pin OC Register Timer/Counter Interrupt Mask Bit 1-OCIE0: output timer counter menyesuaikan dengan kesesuaian interrupt yang aktif. Ketika bit OCIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status dalam kondisi set (satu), membandingkan timer/counter pada interrupt yang sesuai diaktifkan. Mencocokkan interrupt yang dijalankan kesesuaian pembanding pada timer/counter0 terjadi, ketika bit OCF0 diset pada register penanda timer/counter-tifr. Bit 0 TOIE0: Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enable Ketika bit TOIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status dalam kondisi set (satu), timer/counter melebihi interrupt diaktifkan. Mencocokkan interrupt dijalankan jika kelebihan pada timer/counter0 terjadi, ketika bit TOV0 diset pada register penanda timer/counter- TIFR Register Timer/Counter Register - TIFR

36 36 Gambar 2.10 Register Timer TIFR Bit 1 OCF0: Output Compare Flag 0 OCF0 dalam kondisi set (satu) kesesuaian pembanding terjadi antara timer/counter dan data pada OCRO Register 0 keluaran pembanding. OCF0 diclear oleh hardware ketika eksekusi pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif mengclearkan OCF0 dengan menuliskan logika satu pada flag. Ketika I-bit pada SREG, OCIE0 (Timer/Counter0 penyesuaian pembanding interrupt enable), dan OCF0 diset (satu), timer/counter pembanding kesesuaian interrupt dijalankan. Bit 0 TOV0: Timer/Counter Overflow Flag Bit TOV0 diset (satu) ketika kelebihan terjadi pada timer/counter0. TOV0 diclearkan dengan hardware ketika penjalanan pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif, TOV0 diclearkan dengan jalan memberikan logika satu pada flag. Ketika Ibit pada SREG, TOIE0 (Timer/Counter0 overflow interrupt enable), dan TOV0 diset (satu ), timer/counter overflow interrupt dijalankan. Pada tahap mode PWM yang tepat, bit ini di set ketika timer/counter merubah bagian perhitungan pada $ Serial pada ATMega16

37 37 Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan penerima serial adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel. Jenis yang utama adalah : a) Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial dapat berdiri sendiri) b) Operasi Asychronous atau synchronous c) Master atau slave mendapat clock dengan operasi synchronous d) Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi e) Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1 atau 2 Stop bit f) Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh hardware g) Pendeteksian data overrun h) Pendeteksi framing error i) Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false start dan pendeteksian low pass filter digital j) Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty dan RX complete. k) Mode komunikasi multi-processor l) Mode komunikasi double speed asynchronous

38 Teori Motor DC Prinsip Kerja Motor DC Gaya listrik dapat menimbulkan medan magnet. Konversi energi listrik menjadi energi mekanik secara sederhana dapat dilihat pada gambar Gambar 2.11 Interaksi Garis Gaya Magnetik dengan Arus Listrik. Pada gambar (a) terlihat adanya medan magnet yang timbul searah jarum jam di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik ke arah menjauhi pembaca. Pada gambar (b) garis gaya magnet mengalir dari arah kutub utara ke kutub selatan. Gambar (c) menunjukkan bila penghantar diberi arus listrik menjauhi pembaca dan berada pada medan magnet permanen dengan arah kiri ke kanan pembaca, maka resultan gaya yang terjadi arahnya ke bawah. Gambar(d) menunjukkan bila penghantar diberi arus listrik menuju pembaca dan berada pada medan magnet permanen dengan arah kiri ke kanan pembaca, maka resultan gaya yang terjadi arahnya ke atas. Pada dasarnya motor DC merupakan tranduser torsi yang mengubah energi listrik ke energi mekanik. Prinsip kerja motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa arus listrik yang ditempatkan dalam suatu medan magnet akibatnya penghantar tersebut akan mengalami gaya, dapat dilihat pada gambar 2.12.

39 39 Gambar 2.12 Prinsip Kerja Motor DC Ini adalah Bentuk gambar motor DC dapat dilihat pada gambar 2.13 Gambar 2.13 Bentuk Motor DC Gaya menimbulkan torsi yang akan menghasilkan rotasi mekanik, sehingga rotor akan berputar. Ringkasnya prinsip kerja dari motor membutuhkan:

40 40 Adanya garis-garis gaya medan magnet (fluks), antara kutub yang berada distator. Penghantar yang dialiri arus listrik ditempatkan pada jangkar yang berada dalam medan magnet tadi. Pada penghantar timbul gaya yang menghasilkan torsi Kecepatan Motor DC Secara umum motor DC berlaku persamaan GGL lawan, yang ada hubungannya dengan kecepatan sebagai berikut, E b = K m.φ. ω dengan: ω = kecepatan motor dalam putaran perdetik (pps) E b = GGL lawan yang dibangkitkan oleh jangkar (volt) φ = fluks perkutub (weber) Motor DC magnet permanen mempunyai medan magnet yang konstan (φ) sehingga kecepatan motor dipengaruhi dan berbanding lurus dengan tegangan belitan jangkar. Kurva tegangan-kecepatan dari suatu motor DC ada saat beban nol terlihat pada Gambar 2.14 E b Karakteristik linear ω rps Gambar 2.14 Karakteristik Linear Motor DC

41 41 Motor DC mempunyai dua bagian dasar yaitu : 1. Bagian diam/tetap (stasioner) yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnetik) atau magnet permanen. Bagian stator terdiri dari bodi motor yang memiliki magnet yang melekat padanya. Untuk motor kecil, magnet tersebut adalah magnet permanen sedangkan untuk motor besar menggunakan elektromagnetik. Kumparan yang dililitkan pada lempeng-lempeng magnet disebut kumparan medan. 2. Bagian berputar (rotor). Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Suatu kumparan motor akan berfungsi apabila mempunyai : Kumparan medan,berfungsi sebagai pengahsil medan magnet. Kumparan jangkar, berfungsi sebagai pengimbas GGL pada konduktor yang terletak pada laur-alur jangkar. Celah udara yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan magnet Torsi Torsi adalah putaran dari suatu gaya terhadap suatu poros. Hal ini dapat diukur dengan hasil kali gaya itu dengan jari-jari lingkaran, dimana gaya itu bekerja. Pada suatu pulley dengan jari-jari r meter bekerja suatu gaya F Newton yang menyebabkan pulley berputar dengan kecepatan n putaran per detik. Torsi (T) = F x r (Newton meter (N-m))

42 Konstruksi Motor DC Konstruksi dari sebuah motor DC ditunjukkan seperti pada gambar 2.36 di bawah ini. Pada motor arus searah rotornya mempunyai kumparan tidak hanya satu, terdiri kumparan dan komulator yang banyak untuk mendapatkan torsi yang terus menerus. Rotor terdiri dari jangkar yang intinya terbuat dari lempengan-lempengan yang ditakik.susunan lempengan membentuk celah-celah tersebut dimasuki konduktor kumparan jangkar. Ujung tiap-tiap kumparan dihubungkan pada satu segment komutator. Tiap segmen merupakan pertemuan dua ujung kumparan yang terhubung. Terlihat pada gambar Gambar 2.15 Bagian-Bagian Motor DC Kumparan penguat dihubungkan seri, jangkar merupakan bagian bergerak yang terbuat dari besi berlaminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus Eddy. Kumparan jangkar diletakkan pada slot besi di sebelah luar permukaan jangkar. Pada jangkar terdapat komulator yang berbentuk silinder masing-masing diisolasi. Sisi kumparan dihubungkan dengan segmen komulator pada beberapa bagian yang berbeda, tergantung dari tipe lilitan yang diperlukan.

43 LDR ( Light Dependent Resistor ) LDR atau light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang, semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya. Gambar 2.16 Simbol dan Bentuk LDR Nilai V out bergantung pada intensitas cahaya yang diterima LDR dari cahaya api. Sesuai dengan karakteristik LDR, harga R LDR berbanding terbalik terhadap intensitas cahaya yang diterimanya. Semakin jauh jarak cahaya api terhadap LDR maka semakin besar R LDR. Keluaran kaki output LDR masih berupa sinyal analog. Sinyal analog yang keluar dari sensor LDR adalah 0,45 sampai dengan 3 Volt. Besarnya tegangan yang keluar dari rangkaian tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini

44 44 V C C R L D R V o u t R V out = R R+ R LDR xvcc Gambar 2.17 Rangkaian Sensor LDR LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR, mampu mencapai 1 M ohm. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm saja. Dalam aplikasi, dianjurkan untuk mengukur nilai Rmax dan Rmin dari LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat gelap dan pengukuran Rmin dilakukan saat terang. 2.4 IR LED (Infra Red Light Emitting Diode) IR LED (Infra Red Light Emitting Diode) adalah salah satu jenis LED (Light Emitting Diode). LED atau biasa disebut juga dioda cahaya adalah suatu semikonduktor yang dapat memancarkan cahaya apabila ada arus listrik yang melewatinya. Karena LED tidak dapat menerima arus yang besar, maka pada pemakaiannya umumnya digabungkan secara serial dengan resistor. Fungsi resistor adalah membatasi arus yang mengalir melewati LED. Cahaya yang dihasilkan LED tergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan. Cahaya yang dihasilkan LED bisa berupa cahaya tampak atau inframerah

45 45 (infrared). IR LED adalah jenis LED yang memancarkan cahaya inframerah (infrared). Cahaya inframerah tidak dapat dilihat oleh manusia. Cahaya inframerah tidak dapat menembus materi yang tak tembus pandang. IR LED memiliki dua kaki yaitu katoda dan anoda. Kaki anoda pada IR LED memiliki ukuran yang lebih panjang jika dibandingkan dengan kaki katodanya. Kaki anoda dan anoda pada IR LED dapat dilihat pada gambar 2.1. IR LED akan berfungsi dengan baik jika kaki-kaki IR LED dipasang dengan benar. Kaki anoda dipasang pada bagian positif (+) dan kaki katoda dipasang pada bagian negative (-). Bentuk, kaki-kaki, symbol IR LED dan bentuk, simbol IR RED dapat dilihat pada gambar 2.18 dan Gambar 2.18 Kaki Anoda dan Katoda pada IR LED Gambar 2.19 Bentuk dan Simbol IR LED

46 Phototransistor Phototransistor adalah komponen elektronik semikonduktor yang sangat sensitif terhadap cahaya. Fungsi dari phototransistor adalah sebagai penerima (receiver) cahaya. Cahaya yang diterima phototransistor dapat berasal dari sumber cahaya (transmitter) secara langsung ataupun berasal dari cahaya yang dipantulkan. Jenis cahaya yang bisa diterima phototransistor bisa berupa cahaya tampak ataupun cahaya tidak tampak. Sumber cahaya bisa berasal dari lampu, matahari, api, atau dari LED. Phototransistor mempunyai dua kaki, yaitu kaki collector dan kaki emitter. Kaki collector phototransistor mempunyai ukuran lebih pendek jika dibandingkan dengan kaki emitternya. Kaki collector dan emitter tidak akan terhubung jika tidak ada cahaya yang diterima oleh phototransistor. Kaki collector dan emitter akan terhubung jika ada cahaya yang cukup untuk membangkitkan arus basis. Bentuk dan lambang phototransistor dapat dilihat pada gambar Gambar 2.20 Bentuk dan Simbol Phototransistor 2.5 Motor Servo Motor servo adalah sebuah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Motor servo sebenarnya digerakkan oleh sebuah motor DC. Selain terdapat komponen motor DC, di dalam motor servo pun terdapat rodagigi-rodagigi yang dipergunakan untuk mereduksi putaran dan untuk memperbesar torsi yang

47 47 dihasilkan oleh motor DC tersebut. Karena motor servo digerakkan oleh motor DC maka jenis listrik yang dipergunakan adalah jenis listrik arus searah. Motor servo memiliki tiga kabel utama, yaitu kabel ground, kabel Vcc, dan kabel signal. Bentuk motor servo dapat dilihat pada gambar Gambar 2.21 Standard Motor Servo Berbeda dengan motor DC yang dapat dengan mudah berputar 360 º secara kontinu, motor servo tidak dapat berputar tanpa adanya perintah tertentu. Motor servo dapat bergerak bila dialiri arus DC dan diberi isyarat signal atau pulsa berupa arus listrik. Dengan diberi pulsa tertentu maka motor servo akan berputar pada sudut tertentu. Salah satu contoh motor servo yang banyak digunakan adalah motor servo jenis standard servo. Motor servo jenis ini mempunyai kemampuan berputar sebesar 180 º. Sama seperti motor servo pada umumnya, motor servo jenis standard servo ini akan mendeteksi signal yang dikirimkan melalui kabel signal-nya setiap selang waktu tertentu. Motor servo akan mendeteksi signal setiap mikro detik. Jika dalam selang waktu lebih dari mikro detik tidak ada signal maka motor servo akan mengalami slip.

48 48 Posisi S udut poros P osisi Sudut P oros Posisi sudut Poros M ikro second M ikro second Gambar 2.22 Bentuk Signal Pengontrolan Motor Servo Untuk mengetahui lamanya pemberian pulsa per siklus yang diperlukan untuk menggerakkan motor servo pada sudut tertentu maka perlu dilakukan beberapa tahapan. Tahapan yang pertama adalah mencari tahu berapa lama pemberian pulsa per siklus yang diperlukan untuk menggerakkan motor servo ke posisi 0 O dan posisi 180 O. Setelah lamanya pulsa per siklus untuk kedua sudut itu diketahui, langkah selanjutnya adalah mencari tahu lamanya pulsa per siklus yang dibutuhkan untuk menggerakkan motor servo ke posisi (sudut) lainnya. Untuk mendapatkan lamanya pulsa per siklus yang dibutuhkan untuk menggerakkan motor servo ke posisi tertentu maka diperlukan interpolasi dengan rumus sebagai berikut : t t = t 0 α 180 dimana : t = lamanya pulsa per siklus untuk sudut sebesar α (mikro detik)

49 49 t 0 = lamanya pulsa per siklus yang dibutuhkan untuk memposisikan motor servo ke sudut 0 O tersebut (mikro detik) motor servo t 180 = lamanya pulsa per siklus yang dibutuhkan untuk memposisikan motor servo ke sudut 180 O tersebut (mikro detik) motor servo α = besarnya sudut pergerakan motor servo yang diinginkan ( O ) Karena lamanya pulsa per siklus sangat singkat (dalam hitungan mikro detik) maka pemberian pulsa tidak mungkin dilakukan secara manual oleh manusia (misalnya dengan menutup dan membuka saklar). Selain lamanya pulsa per siklus sangat singkat, pulsa juga harus diberikan secara kontinu selama waktu yang diinginkan agar motor servo tersebut berada pada posisi tertentu. Oleh karena itu, untuk megontrol motor servo bisa digunakan mikrokontroler sebagai pemberi pulsanya. Kabel signal motor servo dapat dihubungkan ke kaki-kaki mikrokontroler. Oleh mikrokontroler pulsa diberikan selama selang waktu tertentu secara kontinu. Skematis pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke motor servo dapat dilihat pada gambar Gambar 2.23 Skematis Pengiriman Pulsa dari Mikrokontroler ke Motor Servo

50 L298 L298 adalah komponen elektronik yang dipergunakan untuk mengontrol arah putaran motor DC. Satu buah L298 bisa dipergunakan untuk mengontrol dua buah motor DC. Selain bisa dipergunakan untuk megontrol arah putaran motor DC, L298 ini pun bisa dipergunakan sebagai driver motor stepper bipolar. Bentuk dan simbol L298 dapat dilihat pada gambar Gambar 2.24 Bentuk dan Simbol L298 IC driver L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 2A dan tegangan maksimum 40 volt DC untuk satu kanalnya. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 digunakan untuk mengendalikan arah putaran. Pin output pada IC L298 dihubungkan ke motor DC yang sebelumnya melalui dioda yang disusun secara H-bridge. Pengaturan kecepatan motor digunakan teknik PWM (Pulse Width Modulation) yang diinputkan dari mikrokontroller melalui pin Enable. PWM untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.

51 Bahasa Pemograman Bahasa C Penggunaan sebuah sistem mikrokontroler AVR mengunakan sebuah software yang digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Software yang digunakan adalah CodeVision AVR dalam bahasa C, Codevision memilki IDE (integrated Development Environment) yang lengkap, di mana penulisan program, compile, link dan download program ke chip AVR dapat dilakukan oleh CodeVision, selain itu CodeVision juga memiliki fasilitas terminal, yaitu digunakan untuk melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram. Proses download ke IC mikrokontroler dapat menggunakan sistem download secara ISP (In-System Programming) Header Di dalam fungsi header berisi include file (.hex), yaitu library (pustaka) yang akan digunakan dalam pemograman. File-file ini mempunyai ciri yaitu namanya diakhiri dengan ekstensi.h. Misalnya pada program #include <stdio.h> menyatakan pada kompiler agar membaca file bernama stdio.h saat pelaksanaan kompilasi. Bentuk umum #include: Contoh: #include <delay.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> Prepocessor (#): Digunakan untuk memasukkan (include) text dari file lain, mendefinisikan macro yang dapat mengurangi beban kerja pemograman dan meningkatkan legibility source code (mudah dibaca). Bentuk dari (#include <nama file>) memberikan penjelasan pencarian file dilakukan pada direktori khusus

52 52 (direktori file). Bentuk lain dari header (#include nama file ) mengisyaratkan bahwa pencarian file terlebih dahulu dilakukan pada direktori aktif tempat sumber program dan bila tidak ditemukan pencarian akan dilanjutkan pada direktori lainnya yang sesuai dengan perintah pada sistem operasi Tipe Data Umumnya data yang digunakan didalam bahasa pemograman komputer dibedakan menjadi data nilai numerik dan nilai karakter. Tujuan data menjadi efisien dan efektif digunakan bahasa-bahasa pemograman komputer yang membedakan data kedalam beberapa tipe. Dalam bahasa C tersedia lima tipe data dasar, yaitu tipe data interger (nilai numeric bulat yang dideklarasikan dengan int), floatingpoint (nilai numerik pecahan ketetapan tunggal yang dideklarasikan dengan float), doubleprecision (nilai numerik pecahan ketetapan ganda yang dideklarasikan dengan double). Tabel 2.7 Tipe-Tipe Data Dasar Tipe Ukuran (Bit) Range Bit 1 0,1 Char to 127 Unsigned Char 8 0 to 255 Signed Char to 127 Int to Short int to 32767

53 53 Unsigned int 16 0 to Signed int to Long int to Unsigned long int 32 0 to Signed long int to Float 32 ±1.175e-38 to ±3.402e38 double 32 ±1.175e-38 to ±3.402e38 Karakter (dideklarasikan dengan char), dan kosong (dideklarasikan dengan void). Int,float, double dan char dapat dikombinasikan dengan pengubah (modifier) signed, unsigned, long dan short. Hasil dari kombinasi tipe data ini dapat dilihat pada tabel Operator Dalam suatu intruksi mengandung operator dan operand. Operator merupakan sebuah simbol yang menyatakan operasi mana yang harus dilakukan oleh operand tersebut. Sedangkan operand adalah variable atau konstanta yang merupakan bagian pernyataan. Adatiga operand (a,b dan c) dan dua operator (= dan +). Operator dalam c dibagi menjadi 3 kelompok. Yaitu: 1. Unary Operator yang beroperasi pada satu operand, missal:-n. 2. Binary Operator yang beroperasi padaduaoperand, missal: a-n,

54 54 3. Ternary Operator yang memerlukan tiga atau lebih operand, misal: a=(b*c)+ Tabel 2.8 Operator Kondisi Operator Kondisi Keterangan < Lebih Kecil <= Lebih kecil sama dengan < Lebih Besar >= Lebih Besar sama dengan = = Sama dengan!= Tidak samadengan Tabel 2.9 Operator Aritmatika Operator Aritmatika Keterangan + Penjumlahan - Pengurangan * Perkalian / Pembagian

55 55 % Sisa bagi(modulus) Tabel 2.10 Operator Logika Operator Logika Keterangan! Boolean NOT && Boolean AND Boolean OR Tabel 2.11 Operator Bitwise Operator Bitwise Keterangan ~ Komplemen Bitwise & Bitwise AND Bitwise OR ^ Bitwise Exclusive OR >> Right Shift << Left Shift

56 56 Tabel 2.12 Operator Assignment Operator Asignment Keterangan = Untuk memasukkan nilai += Untuk menambah nilai dari keadaan semula -= Untuk mengurangi nilai dari keadaan semula *= Untuk mengalikan nilai dari keadaan semula /= Untuk melakukan pembagian terhadap bilangan semula %= Untuk memsukkan sisa bagi dari pembagian bilangan semula <<= Untuk memasukkan Shift left >>= Untuk memasukkan Shift right &= Untuk memasukkan bitwise AND ^= Untuk memasukkan bitwise XOR \= Untuk memasukkan bitwise OR Pernyataan Bahasa C A. Percabangan Perintah if dan if else.dilakukan untuk melakukan operasi percabangan bersyarat. Pernyataan if mempunyai bentuk umum : if (kondisi) {

57 57 //pernyataan }; Contoh: if (a<0x08){ PORTC=0x50; }; Dalam contoh ini PORTC akan dikirim data 0x50 jika nilai a lebih kecil 0x08. Bentuk ini menyatakan, Jika kondisi yang diseleksi adalah benar (bernilai logika = 1), maka pernyataan yang mengikutinya akan diproses. Sebaliknya, jika kondisi yang diseleksi adalah tidak benar (bernilai logika = 0), maka pernyataan yang mengikutinya tidak akan diproses. Mengenai kodisi harus ditulis diantara tanda kurung, sedangkan pernyataan dapat berupa sebuah pernyataan tunggal, pernyataan majemuk atau pernyataan kosong. Sedangkan Pernyataan if-else memiliki bentuk : if (kondisi) { //pernyataan a } else { //pernyataan b }; Artinya adalah pernyataan a akan dijalankan jika kondisi terpenuhi dan pernyataan b akan dijalankan jika kondisi tidak terpenuhi. dijalankan. Masing-masing pernyataan-a

58 58 dan pernyataan-b dapat berupa sebuah pernyataan tunggal, pernyataan majemuk ataupun pernyataan kosong. Perintah percabangan if.else..dapat digantikan dengan perintah switch. Dalam pernyataan switch, sebuah variabel secara berurutan diuji oleh beberapa konstanta bilangan bulat atau konstanta karakter. Sintaks perintah switch dapat ditulis sebagai berikut: Switch(variabel) { case konstanta_1: statement; break; case konstanta_2: statement; break; case konstanta_3: statement; break; default: statement; } B. Looping (Pengulangan) Looping adalah perulangan satu atau beberapa perintah sampai mencapai keadaan tertentu. Ada tiga perintah looping, yaitu: for., dan do..while. sintaks loop for dapat dituliskan sebagai berikut: for (untuk pengulangan yang melakukan proses increment) for(nama_variabel=nilai_awal;syarat_loop;nama_variabel++) }

59 59 statement_yang_diulang; } // untuk pengulangan yang melakukan proses decrement syarat_loop adalah pernyataan yang menyatakan syarat berhentinya pengulangan; biasanya berkaitan dengan variabel kontrol, nama_variabel++ dan nama_variabel--, menyatakan proses increment dan proses decrement pada variabel kontrol. Sedangkan perintah while dapat melakukan looping apabila persyaratannya benar. Sintaks perintah while dapat dituliskan sebagai berikut: nama_variabel=nilai_awal; while(syarat_loop) { Statement_yang_akan_diulang: Nama_variabel++; } Perintah while terlebih dahulu melakukan pengujian persyaratan sebelum melakukan looping. Perulangan yang belum diketahui berapa kali akan diulangi maka dapat menggunakan while atau do while.pada pernyatan while, pemeriksaan terhadap loop dilakukan di bagian awal (sebelum tubuh loop). Pernyataan while akan diulangi terus menerus selama kondisi bernilai benar, jika kondisinya salah maka perulangan dianggap selesai. nama_variabel=nilai_awal; while(syarat_loop) { Statement_yang_akan_diulang: Nama_variabel++;

60 60 } While(syarat_loop)

61 61 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Gambaran Umum Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan perangkat keras elektronik (hardware) dan pembuatan mekanik robot, perancangan perangkat keras disimulasikan terlebih dahulu menggunakan software Proteus. Sedangkan untuk pembuatan perangkat lunak dirancang dengan menggunakan bahasa pemrograman C dan software pendukungnya yaitu CodeVision AVR. Pembuatan perangkat mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanis yang mendukung aksi robot. Perencanaan ini terdiri dari pengaturan peletakan posisi sensor agar robot dapat bergerak dengan baik dan terdiri dari beberapa sensor pendukung diantaranya satu LDR yang dipasang di atas badan robot bagian depan, sensor garis yang menggunakan sensor Infra Red. Pada bagian output terdiri dari 2 motor DC untuk roda dan 1 motor DC untuk kipas. Pemasangan motor untuk menggerakkan roda utama terdiri dari 2 roda belakang sedangkan 2 roda depan hanya mengikuti sehingga roda bebas bergerak agar menjadi lebih dinamis dan seimbang. Pengaturan tata letak sistem lengan penjepit juga diperhatikan sehingga gerakan sesuai dengan yang diinginkan. Sedangkan pembuatan perangkat keras elektronik terdiri dari pembuatan rangkaian sistem minimum mikrokontroller sebagai pusat pengontrolan gerak robot. pembuatan rangkaian sensor, panggerak kipas dan pembuatan rangkaian driver motor DC.

62 Konfigurasi Sistem Robot ini terdiri dari sebuah lengan penjepit yang dapat bergerak naik-turun, ke kiri dan ke kanan dengan menggunakan motor Servo, dua buah roda penggerak yang terletak disebelah kiri dan kanan robot. Sebagai penggerak digunakan motor DC dengan torsi yang cukup besar dan 2 buah roda yang di letakan di depan, robot dapat bergerak secara otomatis sesuai arena yang dibuat dengan mengandalkan empat pasang sensor garis yang ada dibawah robot, sensor tersebut dapat mendeteksi keberadaan garis hitam yang dibuat pada permukaan putih. Semua sistem diatas dikontrol oleh sebuah mikrokontroller ATmega16 sesuai dengan instruksi program yang dituliskan pada mikrokontroller tersebut. 3.3 Diagram Blok Sistem Gambar berikut ini memperlihatkan diagram blok sistem keseluruhan dari Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu, dapat dilihat pada gambar 3.1. Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

63 63 Dari blok diagram diatas dapat dilihat bahwa mikrokontroller bertindak sebagai pusat dari semua sistem, mikrokontroller mengatur semua kegiatan input/output sistem. Sensor garis berfungsi memberikan informasi kepada mikrokontroller berupa sinyal input 5 volt untuk kondisi high dan 0 volt untuk kondisi low. Sensor ini bekerja berdasarkan pembacaan garis hitam yang dibuat pada arena yang memiliki permukaan putih, apabila sensor mengenai warna hitam maka mikrokontroller akan mendapat kondisi high, dan sebaliknya apabila sensor mengenai warna putih maka mikrokontroller akan mendapat kondisi low. Semua sinyal input tersebut kemudian diproses oleh mikrokontroller dan dikeluarkan kembali dalam bentuk sinyal output yang mengatur kerja dari sistem output, yaitu motor servo dan motor DC. Untuk mendapatkan putaran motor DC secara CW (clock wise) maupun CCW (counter clock wise), digunakan driver motor DC. Motor DC ini digerakan menggunakan IC driver motor L298 yang mampu memberikan arus maksimum sebesar 1A ke tiap motor. 3.4 Perencanaan Perangkat Keras Elektronik Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATmega16 Rangkaian sistem minimum mikrokontroller berfungsi sebagai pengontrol semua peralatan yang ada dalam sistem dengan acuan pembacaan data dari sensor garis maupun motor servo. Pembacaan dari sensor garis dan sevo garis langsung dimasukkan ke dalam mikrokontroler yang kemudian diproses dan dijadikan acuan untuk pengambilan keputusan, yang dalam hal ini adalah menentukan arah pergerakan robot dan kerja dari lengan penjepit. Subrutin inilah yang nantinya mengontrol perputaran dari motor DC pada Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu.

64 64 Rangkaian minimum sistem mikrokontroler ini terdiri dari rangkaian osilator, rangkaian reset dan rangkaian power supply seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.2 berikut. Gambar 3.2 Sistem Minimum rangkaian Mikrokontroler Atmega16 Pada tugas akhir ini dibuat rangkaian osilator yang berasal dari kristal MHz, sedangkan nilai kapasitor C1 dan C2 masing-masing 33pf. Kapasitor yang digunakan merupakan kapasitor keramik (non-polar). Untuk rangkaian reset, reset pada mikrokontroller terjadi apabila ada logika 1 (high) pada pin RESET. Setelah kondisi pin RESET kembali 0 (low), maka mikrokontroller akan menjalankan program kembali. Sebagai sumber tegangan +5 volt yang dibutuhkan oleh rangkaian mikrokontroller, digunakan IC regulator 7805 yang berfungsi menurunkan tegangan input sebesar 12 volt dari power supply (accu). Pada kaki input maupun output IC regulator dipasangkan kapasitor (elco) dengan nilai masing-masing 22µf/50V dan 22µf/16V.

65 Perancangan rangkaian power suplly Rangkaian power suplly berfungsi sebagai sumber tegangan beberapa rangkaian pendukung robot. Seperti LDR, sensor garis, motor servo dan driver motor dc. Rangkaian power suplai yang dibuat untuk menghasilkan tegangan 5 volt dan 12 volt. Untuk mengahasilkan tegangan 5 volt pada rangkaian power suplai digunakan regulator Regulator 7805 dapat menurunkan tegangan dari baterai 12 volt ke 5 volt. Tegangan 12 volt dari baterai diturunkan dengan 7805, tegangan tersebut dapat langsung disambungkan pada mikrokontroller yang membutuhkan tegangan 5 volt.. Ic 7805 tidak memerlukan komponen tambahan untuk meregulasi tegangan, membuatnya mudah digunakan, ekonomis dan hemat ruang. Regulator tegangan lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk membantu peregulasian tegangan. Bahkan untuk regulator bersakelar, selain membutuhkan banyak komponen, juga membutuhkan perencanaan yang rumit. Seri ic 7805 memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas tinggi dan hubungsingkat, membuatnya hampir tak dapat dirusak. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 7805 tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya. Dari gambar 3.3 dapat dilihat gambar rangkain power suplai. Gambar 3.3 Rangkain Power Supplay.

66 66 Rangkaian power supplay pada gambar 3.2 memiliki 3 channel 12 volt dan 5 channel 5 volt dari satu input baterai 12 volt. Digunakan satu buah led sebagai indikator bahwa adanya tegangan 5 volt pada konektor. Tegangan masukan harus lebih tinggi dari tegangan keluaran (biasanya 2-3 volt). Ini membuatnya tidak tepat digunakan untuk penggunaan tegangan rendah, misalnya regulasi 5 volt dari sumber baterai 6 volt tidak akan bekerja dengan Sebagaimana regulator linier lainnya, arus masukan sama dengan arus keluaran. Karena tegangan masukan lebih tinggi daripada tegangan keluaran, berarti ada daya yang diboroskan. Dalam perencanaan rangkaian regulator digunakan software isis proteus dalam membuat rangkaian power supply. Setelah dibuat dalam program isis proteus, dibuat rangkaian layout pcb menggunakan ares proteus Rangkaian Sensor Garis Sensor adalah bagian dari robot yang berinteraksi dengan lingkungan sekitar robot. Sensor dapat mendeteksi kondisi tertentu pada lingkungan sekitar robot. Sensor akan memberikan sinyal tertentu atas kondisi lingkungan yang dideteksinya. Beberapa contoh kondisi yang dapat dideteksi oleh sensor misalnya adalah tingkat intensitas cahaya. Pada rangkaian sensor garis ini digunakan pasangan LED Superbright sebagai pemancar (transmitter) dan Photodioda sebagai penerima (receiver). Komponen elektronika yang digunakan sebagai transmitter adalah IR LED. IR LED digunakan sebagai transmitter dengan alasan dapat memancarkan cahaya. Komponen elektronika yang digunakan sebagai receiver adalah photodioda. Photodioda digunakan sebagai receiver dengan alasan dapat memberikan reaksi (perubahan tegangan) bila terjadi perubahan intensitas cahaya. Rangkaian sensor garis dapat dilihat pada gambar 3.4

67 67 Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Garis Prinsip kerja dari sensor ini memanfaatkan sifat cahaya yang dipantulkan, apabila sensor mengenai garis berwarna terang maka cahaya akan dipantulkan, sebaliknya apabila sensor garis berwarna gelap maka cahaya akan diserap. LED Superbright berfungsi sebagai sumber cahaya dan untuk menangkap pantulan cahaya dari LED Superbright digunakan Photodioda. Photodioda akan menerima sedikit cahaya pantulan apabila sensor berada diatas garis hitam, tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka akan banyak cahaya yang diterima oleh Photodioda, berikut ilustrasi dari sensor. Gambar 3.5 dan 3.6.

68 68 Gambar 3.5 Sensor Mengenai Garis Hitam Gambar 3.6 Sensor Mengenai Garis Putih Sensor yang pasang pada robot ini adalah sensor garis. Sensor ini di letakan tepat di bawah badan robot. Sensor tersebut memiliki jenis dan cara kerja yang sama, yaitu dengan cara memantulkan cahaya dari IR LED ke suatu bidang dan menerimanya melalui sebuah photodioda. Sensor yang diletakkan di bagian bawah badan robot berfungsi untuk

69 69 mendeteksi jalur yang akan dilalui robot. Jalur robot adalah lintasan berupa garis berwarna hitam (berwarna gelap) yang terletak di atas bidang berwarna terang. Perpindahan posisi sensor yang asalnya berada di atas bidang yang berwarna terang ke atas bidang yang berwarna gelap akan mengakibatkan sensor mengirimkan sinyal yang berbeda ke Operational amplifier. Hal sebaliknya juga akan terjadi, bila sensor berpindah posisi yang tadinya berada di atas bidang yang berwarna terang ke atas bidang yang berwarna gelap maka akan terjadi pengiriman sinyal yang berbeda ke Operational amplifier. Resistor yang dipasangkan pada LED berfungsi sebagai pembatas arus untuk menjaga arus LED dibawah arus maksimum, nilai R ditentukan oleh rumus berikut : R V = CC V I F F Keterangan : R : Nilai Resistansi I F : Arus yang melalui LED V F : Tegangan LED (1.2 V 1.3 V) V CC : Tegangan input Sedangkan untuk resistor yang dipasangkan pada Photodioda berfungsi sebagai resistor beban ( R L ) yang membatasi arus ( I E ) pada Photodioda. Berikut rumus untuk menghitung nilai R L : R L = V I CC E

70 70 Keterangan : R L : Nilai resistansi resistor beban V CC : Tegangan input I E : Arus yang melalui Photodioda Rangkaian LDR Sensor yang dipergunakan pada badan robot untuk memadamkan lilin yang menghalangi laju robot adalah sensor pendeteksi intensitas cahaya. Sensor pendeteksi intensitas cahaya menggunakan LDR ( Light Dependent Resistor ) LDR atau light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang, semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya. Sensor LDR ini akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR, mampu mencapai 1 M ohm. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm saja. Dalam aplikasi, dianjurkan untuk mengukur nilai Rmax dan Rmin dari LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat gelap dan pengukuran Rmin dilakukan saat terang. Berikut ini gambar rangkaian sensor LDR. Gambar 3.7.

71 71 Gambar 3.7 Rangkaian Sensor LDR Cara kerja sensor LDR dalam keadaan terang maka hambatan dari LDR menjadi sangat kecil sehingga Vin menjadi kecil, jika tegangan Vin < Vref, maka output komparator akan menjadi high (+ 5V). Sedangkan saat dalam keadaan gelap hambatan dari LDR menjadi sangat besar sehingga Vin menjadi besar dan jika Vin > Vref maka output dari komparator akan menjadi low (0 V). Dengan prinsip kerja ini rangkaian mampu mendeteksi keadaan gelap ± terang dari lingkungan sekitar dengan memberikan output high (+5 V) saat keadaan terang dan low (0 V) saat keadaan gelap. Karena kerja dari komparator hanya membandingkan Vin dengan Vref-nya maka dengan mengatur Vref, kita sudah mengatur kepekaan sensor terhadap perubahan tingkat intensitas cahaya yang terjadi. Dimana semakin rendah Vref semakin sensitif komparator terhadap perubahan tegangan Vin yang diakibatkan oleh perubahan intensitas cahaya Rangkaian Downloader Rangkaian ini merupakan perangkat yang menghubungkan antara PC dengan mikrokontroller yang terdapat pada robot, yang berfungsi untuk menyimpan program pada mikrokontroller tersebut. Berikut gambar rangkaian downoder DB25. Gmbar 3.8

72 72 Gambar 3.8 Rangkaian Downoader DB25 Perangkat yang digunakan yaitu konektor DB25, pin 18 sampai dengan pin 25 dihubungkan secara seri terhadap GROUND. Pin 6 sebagai SCK, pin 7 sebagai MOSI, pin 9 sebagai RESET dan pin 10 sebagai MISO. Semua pin tersebut dihubung seri dengan tahanan berupa resistor 330 ohm. Untuk proses download digunakan software CodeVision AVR dengan fasilitas AVR Chip Programmer dengan tipe Kanda System STK200+/ Rangkaian Driver Motor L298 Motor DC yang digunakan pada robot ini adalah motor DC 12 volt, untuk mendapatkan gerakan yang sesuai dengan keadaan arena diperlukan driver yang dapat mengatur kecepatan motor. Dalam hal ini digunakan IC L298, rangkaian driver IC L298 digunakan untuk menggerakan motor DC yang terpasang pada roda robot. Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 3.9.

73 73 Gambar 3.9 Rangkaian Driver Motor L298 IC driver L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 2A dan tegangan maksimum 40 volt DC untuk satu kanalnya. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 digunakan untuk mengendalikan arah putaran. Pin output pada IC L298 dihubungkan ke motor DC yang sebelumnya melalui dioda yang disusun secara H-bridge. Didalam IC L298, untuk mengendalikan arah putaran motor digunakan metode bridge-h dari kombinasi transistor, jadi dengan metode demikian arus yang mengalir kemotor polaritasnya dapat diatur dengan memberikan logika ke transistor Q1 sampai Q4. Pengaturannya seperti tabel kebenaran disamping gambar 5. Kondisi high untuk semua input tidak diijinkan sebab akan mengakibatkan semua transistor aktif dan akan merusakkan transistor karena secara otomatis arus dari kolektor Q1 dan Q2 langsung mengalir ke Q2 san Q3 sehingga arus sangat besar tanpa melalui beban motor DC. Berikut ilustrasi pengendalian motor DC didalam IC L298. Dapat dilihat pada gambar 3.10.

74 74 Gambar 3.10 Lustrasi Pengendalian Motor didalam IC Driver Motor Motor Servo Motor servo digunakan pada robot ini untuk menggerakan tangan robot, sehingga tangan bias digerakan sesuai yang diinginkan. Didalam motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistem gear sehingga dapat menempatkan servo pada posisi yang dikehendaki. Motor servo ini jelas menggunakan sistem close loop sehingga posisi yang dikehendaki bisa dipertahanakan. Motor servo yang digunakan yaitu motor servo standar Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0 0 / netral). Didalam motor servo terdiri dari motor DC yang ditambahi oleh gear dan rangkaian driver, dalam rangkaian driver terdapat 2 buah IC. Pada standar motor servo gear berfungsi untuk menentukan batas derajat minimal dan batas derajat maksimal perputaran motor DC serta gear juga dapat menambah torsi yang dikeluarkan oleh motor DC. Sedangkan mikro driver sebagai pusat pengolahan data yang diterima dari output mikrokontroller ATmega16 sehingga dapat mengontrol perputaran motor DC, DC motor terhubung dengan gear. Ketika motor DC diberi

75 75 signal oleh rangkaian pengontrol maka akan bergerak otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan. Berikut adalah konstuksi motor servo, gambar Gambar 3.11 Konstruksi Motor Servo Sistem ini digunakan untuk mengontrol lima motor servo standar yang dipasang pada tangan robot. Motor servo ini digunakan untuk menggerakan lengan robot ke posisi depan 45 0 dari keadaan 0 dan menggerakan tangan robot ke posisi belakang Dengan pengaturan posisi motor servo seperti ini maka tangan robot dapat bergerak sesuai dengan yang diinginkan dengan kombinasi pergerakan motor servo. 3.5 Perancangan Mekanik Robot ini dirancang agar dapat melaksanakan fungsi-fungsi sesuai algoritma gerakan dan aksi robot. Untuk mencapai kondisi tersebut maka yang perlu diperhatikan adalah mulai dari pemilihan bahan, desain konstruksi, kekuatan motor

76 76 dan ketepatan pemasangan mekanik baik pada roda utama maupun pemasangan motor servo pada lengan penjepit robot agar mencapai kepresisian yang maksimal. Pada tugas akhir ini, lengan penjepit dibuat dari akrilik dengan ketebalan 3mm dan kerangka badan di buat dengan alumunium dengan alasan bahan ini cukup kuat untuk menopang konstruksi dari mekanik robot. Selain itu bahan aluminium dan aklirik juga ringan dan mudah dalam pembentukannya. Perancangan mekanik Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan satu ini meliputi perancangan base robot, perancangan lengan penjepit robot. Berikut gambar yang menunjukkan perancangan robot secara keseluruhan. Bias dilihat pada gambar Gambar 3.12 Perancangan Robot Secara Keseluruhan Perancangan Badan Robot Badan robot adalah bagian dari rangka robot yang berfungsi sebagai dudukan roda-roda robot, dudukan rangka robot, dan dudukan rangkaian elektronika. Roda-

77 77 roda robot dipasang di bagian samping bawah badan robot, rangkaian elektronika diletakkan di atas badan robot bagian belakang, rangka lengan diletakkan di atas badan robot bagian depan dan peniup lilin di letakan di samping rangka lengan. Roda-roda yang digunakan pada In Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu ini berjumlah empat buah. Roda-roda tersebut terdiri dari dua buah roda penggerak dan sebuah dua buh roda bebas, roda penggerak di letakan di belakang, sebagai roda penggerak utama, dan roda bebas di letakan di depan. Penempatan ke empat roda itu dibuat sedemikian rupa sehingga dapat menumpu badan robot tanpa adanya perbedaan ketinggian antara bagian depan dan bagian belakang badan robot, Bentuk badan robot dan posisi empat buah roda yang digunakan untuk menumpunya dapat dilihat pada gambar 3.13 Gambar 3.13 Skema Mekanik Robot Roda penggerak adalah roda yang digunakan untuk menggerakkan badan robot maju dan mundur. Roda penggerak juga berfungsi untuk menentukan gerak belok badan robot. Roda-roda penggerak dipasang di bawah badan robot bagian

78 78 belakang. Roda-roda belakang dapat berfungsi sebagai roda penggerak karena masing-masing roda diputar oleh sebuah motor DC yang telah direduksi putarannya. Motor DC direduksi putarannya agar torsinya cukup besar untuk dapat memutar roda penggerak yang menggerakkan badan robot yang menumpu rangkaian elektronika dan rangka lengan. Badan robot dapat bergerak maju atau mundur jika kedua motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) diputar berlawanan arah satu satu sama lain. Jika motor DC yang digunakan untuk menggerakan roda penggerak (roda belakang) sebelah kanan diputar searah putaran jarum jam dan motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) sebelah kiri diputar berlawanan arah putaran jarum jam maka badan robot akan bergerak bergerak maju. Jika kedua motor DC itu masing-masing diputar dalam arah sebaliknya maka badan robot akan bergerak mundur. Badan robot dapat berbelok ke arah kanan atau ke arah kiri jika kedua motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) diputar dalam arah yang sama. Jika motor DC yang digunakan untuk menggerakkan roda penggerak (roda belakang) sebelah kanan dan roda penggerak sebelah kiri diputar searah putaran jarum jam maka badan robot akan berbelok ke arah kiri. Sebaliknya, jika kedua motor DC tersebut diputar berlawanan arah putaran jarum jam maka badan robot akan berbelok ke arah kanan. Skematis putaran motor DC (putaran ban penggerak) yang mengakibatkan berbagai macam gerakan pada badan robot. berikut ilustrasi gerakan robot, dapat dilihat pada gambar 3.14, 3.15 dan 3.16.

79 79 Gambar 3.14 Pergerakan maju Gambar 3.15 pergerakan maju lalu berbelok ke kanan Gambar 3.16 Pergerakan Maju Lalu Berbelok Ke Kiri

80 Rancangan Base Robot (Badan Robot) Rancangan base robot (badan robot) dibuat kokoh agar mampu menopang seluruh mekanik yang ada diatasnya. Bagian-bagian base robot (badan robot) dibuat dari batang-batang aluminium dan aklirik yang disusun sedemikian rupa hingga membentuk kerangka base robot (badan robot). Pada bagian base terdapat roda penggerak utama, roda bebas, tempat dari hardware, tempat kedudukan lengan robot, Dapat dilihat pada gambar 3.17 dan gambar Gambar 3.17 Gambar Base Robot (badan robot) Tanpak Atas

81 81 Gambar 3.18 Gambar Base Robot (badan robot) Tanpak Bawah Roda penggerak utama diletakkan di bagian belakang sedangkan roda bebas diletakkan di bagian depan robot sebanyak 2 buah, hal ini dilakukan untuk menjaga keseimbangan robot. Motor DC untuk roda penggerak utama yaitu motor DC 1 dan motor DC 2 dipasang langsung ke roda tanpa menggunakan belt atau rantai. Susunan gearbox motor sudah terinstalasi langsung didalam motor DC, di bagian bawah

82 82 terdapat satu buah motor servo yang berfungsi sebagai penggerak tangan penjepit agar dapat memutar ke kiri dan ke kanan Lengan Robot Lengan robot adalah rangka robot yang berfungsi untuk memindahkan lilin. Ada atau tidaknya benda yang menghalangi gerakan maju robot akan dideteksi oleh sensor khusus yang dimiliki oleh robot. Benda yang menghalangi gerakan maju robot tersebut akan dipindahkan sehingga tidak menghalangi gerakan maju robot. Jika tidak ada benda yang menghalangi gerakan maju robot maka robot akan melakukan gerakan maju kembali. Lengan robot diletakkan di atas badan robot bagian depan. Lengan robot terdiri atas 5 bagian lengan. Bagian-bagian lengan tersebut adalah dasar lengan, lengan bawah, lengan tengah, lengan atas, dan sepasang penjepit. Semua bagian lengan di gerakan oleh sebuah motor servo, kecuali bagian lengan bawah yang digerakan oleh dua buah motor servo. Berikut ini dapat dilihat bentuk gambar lengan robot pada gambar 3.19 dan gambar bentuk tangan tanpak sampingdan tanpak atas dapat dilihat pada gambar 3.20 dan 3.21.

83 83 Gambar 3.19 Lengan Robot Gambar 3.20 Gambar Lengan Tampak Samping

84 84 Gambar 3.21 Gambar Lengan Tampak Atas Poros tiap-tiap motor servo akan digerakkan pada sudut-sudut tertentu sehingga akan terbentuk formasi bagian-bagian lengan yang tertentu. Perubahan sudut-sudut motor servo akan mengakibatkan perubahan formasi posisi bagian-bagian lengan. Dengan mengatur perubahan sudut-sudut poros motor servo maka akan terjadi mekanisme pemindahan benda oleh lengan robot Kipas Pada pembuatan Line follower robot peniup lilin berlengan satu ini sebagai pemadamnya menggunakan angin atau kipas. Kipas yang digunakan kipas blower, kipas di letakan badan robot di samping tangan sebelah kanan untuk lebih jelasnya lihat gambar 3.22

85 85 Gambar 3.22 Letak kipas peniup api lilin 3.6 Flowchart Program dimulai dengan membaca gaaris terlebih dahulu, kemudian motor DC berputar sampai sensor cahaya aktif terkena cahaya api lilin, bila tidak ada lilin robot akan melaju terus dan program akan mulai kembali seperti awal. Motor akan terus maju membaca garis. Bila ada lilin yang menghalangi laju robot maka kipas akan aktif, dalam hitungan 4 detik kipas akan memadamkan api lilin tersebut. Kemudian tangan bergerak untuk menjepit dan mengangkat lilin,kemudin lilin dibuang kekana. Setelah lilin yang menghalang robot sudah tidak ada maka robot bergerak kembali, bila ada lilin yang menghalang laju robot robot akan kembali keprogram awal, bila tidak ada rintangan robot akan selesai barjalan.

86 Gambar 3.23 Flowchart Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu 86

87 87 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA 4.1 Tujuan Pengujian Pada bab ini dibahas mengenai pengujian yang dilakukan terhadap rangkaian sensor, rangkaian pembalik arah putaran motor DC, dan rangkaian kontroler. Rangkaian-rangkaian yang telah diuji selanjutnya digabung menjadi satu rangkaian. Rangkaian elektronika hasil gabungan rangkain-rangkaian tersebut selanjutnya digunakan untuk mengontrol gerak robot. Dengan menggunakan rangkaian elektronika gerak robot dikontrol sesuai dengan kodisi lingkungan sekitarnya. Pengujian yang dilakukan terhadap masing-masing rangkaian dilakukan dengan tujuan mengetahui apakah masing-masing rangkaian tersebut dapat befungsi dengan baik secara individu atau tidak. Pengujian yang dilakukan terhadap gabungan rangkaian-rangkaian dilakukan dengan tujuan mengetahui apakah rangkaian tersebut dapat berfungsi mengontrol gerak robot atau tidak. Dari pengujian ini akan didapatkan data-data maupun bukti-bukti bahwa sistem yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik. Berdasarkan data-data dan buktibukti tersebut akan dapat dilakukan analisa terhadap proses kerja yang nantinya dapat digunakan untuk menarik kesimpulan dari apa yang telah disajikan dalam tugas akhir ini.

88 Pengujian Alat Pengujian dilakukan terhadap masing-masing komponen dan juga terhadap sistem robot keseluruhan. Pengujian dilakukan dengan berbagai macam metode. Metode pengujian disesuaikan dengan fungsi yang diinginkan dari masing-masing rangkaian atau dari fungsi robot keseluruhan. Pengujian yang dilakukan pada tugas akhir ini meliputi : 1. Pengujian rangkaian downloader 2. Pengujian rangkaian power supply. 3. Pengujian rangkaian sistem minimum mikrokontroller ATmega16 4. Pengujian sensor garis 5. Pengujian driver motor L Pengujian motor servo 7. Pengujian system secara keseluruhan Pengujian Rangkaian Downloader Rangkaian downloader digunakan untuk meng-compile program yang sudah dibuat pada PC ke mikrokontroller. Pengujian rangkaian downloader dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian ini dapat bekerja dengan baik atau tidak. Apabila rangkaian ini tidak berfungsi maka program tidak dapat di-compile ke mikrokontroller, hal ini akan menghambat seluruh kinerja sistem yang ada. Pada mikrokontroller, rangkaian downloader dihubungkan dengan pin MOSI, MISO, dan

89 89 SCK yang terdapat pada port B. Peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian rangkaian downloader adalah sebagai berikut : 1. DC Power Supply 12 V 2. Rangkaian Downloader 3. Modul Atmega16 4. PC (komputer) 5. Software CodeVisionAVR Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian rangkaian downloader adalah sebagai berikut gambar 4.1. Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Downloader Untuk mengetahui apakah rangkaian ini dapat bekerja dengan baik, dilakukan percobaan download program menggunakan software CodeVisionAVR yang sudah terinstal pada PC. Sebelum proses download software CodeVisionAVR harus disetting terlebih dahulu, seperti terlihat pada gambar 4.2

90 90 Gambar 4.2 Programmer Setting Untuk Rangkaian Downloader Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa programmer settings yang dipilih adalah Kanda sistem STK200+/300, hal ini dikarenakan sistem tersebut support terhadap rangkaian downloader yang sudah dibuat. Kemudian setelah itu dilakukan proses download menggunakan CodeVision Chip Programmer yang sudah ada pada software. Gambar 4.3 CodeVision Chip Programmer Untuk Proses Download

91 91 Gambar 4.4 Proses Mendownload Mikrokontroller Dari hasil pengujian diketahui bahwa rangkaian downloader dapat bekerja dengan baik, yaitu dapat mengirimkan data program dari PC ke mikrokontroller. Hal ini dilihat pada pada saat proses peng-compile-an program menggunakan Chip Programmer pada software CodeVision AVR Pengujian Perangkat Power Supply Untuk pengujian modul Power Supply berkerja dengan baik akan dilakukan pengujian pada rangkaian. Dalam pengujian suplai daya yang digunakan untuk beberapa rangkaian yang menggunkan tegangan 5 dan 12 volt. Suplai daya pada modul transmitter dan receiver menggunakan dua buah suplai daya, sebesar 12 V dan 5 V. Suplai daya 5 v digunakan untuk mensuplai driver motor L298. Tabel 4.1 merupakan tabel pengukuran suplai daya.

92 92 Tabel 4.1 Hasil pengujian regulator Pengukuran Tegangan Volt Volt Volt Volt 5 5 Volt Dari beberapa pengukuran pada power suplai dapat dilihat presentasi kesalahan yaitu 0.2%. suplai yang digunakan adalah baterai 12 volt untuk rangkaian regulator 5 volt. Pada gambar 4.5 dapat dilihat jalur tegangan yang dihasilkan pada rangkaian Volt volt Jalur 5 Volt 12 Volt Regulator 5 Volt 12 Volt Suplai 12 volt Gambar 4.5 Rangkain Power Suplay

93 93 Penggunaan power suplai 12 volt digunakan untuk modul mikrokontroller dan suplai tegangan untuk driver motor. Dari rangkaian memiliki satu masukkan dari baterai 12 volt, 3 channel keluaran 12 volt dan 5 channel keluaran 5 volt Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroller ATmega16. Untuk pengujian modul mikrokontroller ATmega 16 berkerja dengan baik akan dilakukan pengujian pada jalur-jalur port yang dimiliki oleh mikrokontroller Atmega 16. Untuk pengujian modul dilakukan pengisian program terlebih dahulu menggunakan CodeVisionAVR Evaluation V2.04.4a. Dengan mengcompile program ke mikrokontroller kita dapat mengetahui adanya eror atau tidak. Untuk menjalankan program, caranya hubungkan langsung antara komputer dengan mikrokontroller melalui rangkaian downloader kemudian lakukan download program. Lalu lihat pada CodeVision AVR Evaluation V2.04.4a apakah program berhasil terdowload. Bila berhasil berarti modul ATmega 16 dapat digunakan. Peralatan yang digunakan untuk pengujian modul atmega 16 : 1. DC power supply 2. Modul Mikrokontroller Atmega16 3. Modul simulasi LED 4. Kabel 5. PC (komputer) 6. Rangkaian Downloader 7. Software CodeVisionAVR Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian rangkaian downloader adalah sebagai berikut gambar 4.6.

94 94 Gambar 4.6 Blok Diagram Pengujian Minimum Sistem Untuk pengujian modul mikrokontroller dibuat program menyalakan led pada semua port mikrokontroller atmega 16. Menggunakan bantuan Software CodeVisionAVR Evaluation V2.04.4a.

95 Gambar 4.7 Listing Program Pengujian Sistem Minimum 95

96 96 Tabel Hasil dan analisa : Tabel 4.2 Kondis Pengujian Led No PORT Output Kondisi led 1 A A 0 3 B B 0 5 C C 0 7 D D 0 Setelah program didownload, tampilan LED pada semua port ATmega16 menyala secara bergantian dengan delay waktu 1 detik (1000 ms). Masing-masing LED dihubungkan dengan pin 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, pada port A sampai port D. Dari hasil tersebut dapat dianalisa bahwa sistem minimum mikrokontroller Atmega16 dapat berfungsi dengan baik yaitu dapat diprogram dan menampilkan hasil download program berupa running LED pada port mikrokontroller yang menyala secara bergantian dengan delay waktu 1 detik (1000 ms). Diambil kesimpulan bahwa sistem minimum dapat diprogram kembali untuk aplikasi pergerakan robot selanjutnya.

97 Pengujian Rangkaian Sensor Pengujian rangkaian sensor dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui perubahan reaksi phototransistor jika dikenai cahaya dari IR LED. Perubahan reaksi phototransistor bisa dilihat dengan cara melihat perubahan reaksi LED yang terdapat pada rangkaian sensor. Perubahan reaksi phototransistor dapat disamakan dengan perubahan reaksi LED dari nyala kepadam atau sebaliknya. Pengujian dilakukan di ruangan dengan kondisi intensitas cahaya yang sedikit. Hal ini dimaksudkan agar phototransistor tidak terpengaruh oleh cahaya lain selain cahaya dari IR LED. Cahaya-cahaya yang bisa dianggap sama dengan cahaya IR LED misalnya cahaya yang berasal dari matahari, lampu, atau yang berasal dari api. Pengujian pertama pada sensor dilakukan dengan cara meletakkan sensor diatas benda berwarna terang dan gelap. Dalam hal ini digunakan isolatip hitam selebar 5 cm yang direkatkan diatas permukaan karton putih. Untuk mengetahui apakah sensor tersebut dapat bekerja dengan baik atau tidak, dilakukan pengujian menggunakan LED indikator yang terdapat pada penguat sensor garis. Berikut beberapa kondisi pembacaan sensor terhadap garis hitam pada saat pengujian. A. Kondisi Pertama Gambar 4.8 Kondisi 1 Pembacaan Sensor

98 98 B. Kondisi Kedua Gambar 4.9 Kondisi 2 Pembacaan Sensor C. Kondisi Ketiga Gambar 4.10 Kondisi 3 Pembacaan Sensor

99 99 D. Kondisi Keempat Gambar 4.11 Kondisi 4 Pembacaan Sensor Tabel 4.3 Pembacaan Sensor terhadap Garis Hitam Kondisi Sensor diatas Garis Hitam LED Indikator Aktif Pertama A, B 1 dan 2 Kedua B,C 2 dan 3 Ketiga C,D 3 dan 4 Keempat A, B, C,D Semua LED Hasil dan analisa : Berdasarkan pengujian diatas dapat dilihat bahwa sensor dapat mendeteksi keberadaan benda gelap yaitu berupa garis hitam selebar 5 cm dan membedakannya dengan benda terang yang berupa karton berwarna putih dengan memanfaatkan LED indikator. LED indikator yang menyala memberitahukan bahwa sensor yang mengenai benda berwarna gelap adalah aktif, dalam hal ini sensor bersifat aktif high.

100 100 Dapat disimpulkan bahwa sensor dapat memberikan sinyal output berupa tegangan TTL yang nantinya digunakan untuk input ke mikrokontroller Pengujian Driver Motor L298 Pengujian rangkaian driver motor L298 dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Pengujian rangkaian driver motor L298 nggunakan dua buah motor DC sebagai objek yang akan diatur oleh komponen L298. Mikrokontroller ATmega16 digunakan untuk memberikan kondisi tertentu (high atau low) pada kaki input L298 sehingga motor kiri dan kanan bias bergerak. Dalam pengujian kali ini digunakan program untuk mengetahui apakah driver motor dapat bekerja dengan baik atau tidak. Peralatan yang dibutuhkan dalam pengujian ini antara lain : 1. DC Power Supply 2. Modul Atmega16 3. Modul Motor Driver L Buah Motor DC 5. Rangkaian Downloader 6. PC 7. Software CodeVisionAVR Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian driver motor adalah sebagai berikut :

101 101 Gambar 4.12 Blok Diagram Pengujian Driver Motor L298 Untuk pengujian rangkaian driver L298 dibuat program untuk menjalankan dua buah motor. Driver L298 digunakan untuk menjalankan robot agar dapat bergerak maju, mundur, belok kanan dan belok kiri. Rangkaian driver L298 memiliki kaki enable yang dapat diatur untuk menghasilkan kecepatan pada motor dc. Dalam pengujian ini dilakukan beberapa kali download program ke mikrokontroller, untuk melihat pergerakan motor DC. Berikut listing program untuk masing-masing pergerakan.

102 102 A. Pergerakan Maju Gambar 4.13 Listing Program Pergerakan Maju

103 103 B. Pergerakan Mundur C. Pergerakan Belok Kana Gambar 4.14 Listing Program Pergerakan Mundur Gambar 4.15 Listing Program Pergerakan Belok Kanan

104 104 D. Pergerakan Belok Kiri Gambar 4.16 Listing Program Pergerakan Belok Kiri Hasil dan analisa : Dilihat dari potongan-potongan program diatas, logika yang diberikan pada masing-masing variabel motor berbeda-beda untuk setiap pergerakannya. Setelah program didownload satu-persatu, akan didapat pergerakan robot yang bebeda-beda. Pergerakan robot dapat dilihat pada tabel berikut :

105 105 Tabel 4.4 Pengujian Driver motor PIN PIN PIN PIN PIN PIN Kondisi Enable A Enable B A.1 A.2 B.1 B.2 Motor Maju Mundur Putar Kanan Putar kiri Diam Setelah melakukan pengujian pada driver motor, hasil yang didapatkan dari pengujian tersebut driver berkerja sesuai dengan keinginan. Untuk pengontrol driver diberi logika high atau logika low pada modul mikrokontroller dan diberikan nilai pwm pada Pin enable. Dimana apabila logika pada pin enable low maka motor akan tetap diam meskipun logika pada A dan B diganti-ganti. Hal ini disebabkan Pin enable merupakan pin yang menentukan aktif atau tidak driver motor. Pin enable ini bersifat aktif high sehingga akan aktif bila diberi logika 255. Dari hasil pengujian dan data yang telah diambil dari hasil pengujian, driver motor DC ini dapat berfungsi dengan baik dan dapat digunakan sebagai kontrol gerak motor pada sistem gerak robot ini. Motor dc berhasil berputar sesuai program yang telah dibuat. Dari hasil tersebut dapat dianalisa bahwa driver L298 yang dibuat dapat berfungsi dengan baik dan dapat digunakan untuk aplikasi pergerakan robot selanjutnya.

106 Pengujian Motor Servo Standar Pengujian motor servo dilakukan dengan memberikan sinyal input berupa pulsa pada motor servo, Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0 º / netral). Teknik ini menggunakan sistem lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Dalam pengujian kali ini digunakan program untuk mengetahui apakah motor servo dapat bekerja dengan baik atau tidak. Peralatan yang dibutuhkan dalam pengujian ini antara lain. 1. DC Power Supply 2. Modul Atmega16 3. Motor Servo 4. Rangkaian Downloader 5. PC 6. Software CodeVisionAVR Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian motor servo adalah sebagai berikut : Gambar 4.17 Blok Diagram Pengujian Motor Servo

107 107 Hasil dan analisa: Pada motor servo input yang diperlukan adalah pulsa dengan lebar pulsa tertentu untuk memberikan putaran servo motor pada posisi sesuai yg diinginkan. Semakin lebar pulsa maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa maka akan semakin besar gerakan sumbu kearah yang berlawanan dengan jarum jam. Gambar 4.18 Pemberian Pulsa Untuk Perputaran Motor Servo Pada pengujian motor servo ini dapat menggunakan timer pada Code vision AVR dalam bahasa pemrograman bahasa C. pada motor servo ada tiga posisi utama, maka dibuatlah secara khusus untuk mengatur motor servo tersebut, dengan cara memberikan pulsa digital dengan lebar yang berbeda beda. Jika diberikan pulsa dengan 40 maka motor servo akan berada pada 90º, pulsa dengan 70 akan membuat motor servo menuju 180º serah jarum jam, sedangkan pulsa dengan lebar 15 akan membut motor servo bergerak membalik 180º berlawanan arah dengan jarum jam, motor servo tersebut disebut Motor servo standard yang memiliki batas, hal ini menyebabkan poros servo tidak berputar 360º.

108 108 Gambar 4.19 Listing Program Standard Pengujian Motor Servo Untuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai pulsa yang diberikan., pada gambar berikut adalah hasil pengujian motor servo berputar 180º, dapat dilihat pada gambar 4.20.

109 109 Gambar 4.20 Pengujian Motor Servo Putar Kanan dan Putar Kiri Pengujian Sistem Secara Keseluruhan. Pengujian Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu adalah pengujian yang dilakukan terhadap gabungan seluruh rangkaian elektronik, sensor, motormotor, dan rangka robot. Pengujian Line Follower Robot Peniup Lilin Berlengan Satu dilakukan untuk menguji apakah robot ini dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Peralatan yang digunakan untuk pengujian pergerakan robot : 1. Battrey 12 Volt 2. Lintasan yang berupa garis hitam dengan alas berwarna putih Langkah kerja : 1. Download program pada robot. 2. Hubungkan robot dengan battery 12V. 3. Nyalakan saklar robot 4. Amati gerak robot

110 Hasil dan Analisa Pengujian Robot Tanpa Halangan Dengan cahaya yang terang. Setelah dilakukan pengujian maka didapatkan hasil sebagai berikut : Pengujian pertama dilakukan di ruangan yang mendapat cahaya yang cukup. Robot diletakkan pada suatu lintasan lurus berwarna hitam. Lintasan dibuat di atas suatu bidang berwarna putih. Lintasan memiliki lebar ±3,5 cm dan panjang ±60 cm. Pengujian pertama dilakukan dengan tidak memberi penghalang pada robot, yaitu yang ditunjukan pada Gambar 4.21, Setelah robot dipasang baterai 12V, robot langsung melakukan gerakan maju dan sensor LDR bekerja lalu kipas bekerja untuk meniup lilin setelah itu lengan robot melakukan gerakan mengambil benda. Gerakan seperti itu adalah gerakan yang harus dilakukan robot bila ada lilin yang menghalangi robot. Yang menjadi suatu permasalahan adalah pada saat pengujian pertama ini tidak ada benda yang menghalangi robot. Hal ini bisa disebabkan oleh terlalu besarnya intensitas cahaya yang diterima oleh sensor depan robot. Akibat intensitas cahaya yang terlalu besar maka robot menganggap ada benda yang menghalangi robot.

111 111 Gambar 4.21 Robot Saat Star sebelum diberi rintangan Hasil dan Analisa Pengujian Robot Tanpa Halangan Dengan cahaya Tidak Terlalu terang. Pengujian kedua hampir sama dengan pengujian pertama. Yang membedakan antara pengujian pertama dan kedua adalah keadaan ruang percobaan dibuat tidak terlalu terang. Bentuk jalur yang dipergunakan pada pengujian kedua adalah jalur yang sama yang digunakan pada pengujian pertama. Pada pengujian kedua ini pun tidak dipergunakan penghalang untuk menghadang robot. Setelah robot di pasang baterai 12V, robot maju dan berbelok ke kanan dan ke kiri sesuai dengan sensor yang mengenai jalur. Setelah robot mencapai ujung jalur robot berputar dengan mengambil tindakan berputar ke arah kanan. Robot tidak melakukan gerakan untuk mengambil

112 112 benda karena tidak ada benda yang menghalangi robot.dapat dilihat pada gambar Hasil dan Analisa Pengujian Robot Dengan Penghalangan Yang Akan Dilalui Robot. Pengujian ketiga adalah dengan menambahkan penghalang pada jalur yang dilalui oleh robot. Penghalang berwarna putih berupa lilin dengan tinggi ±16 cm diletakkan dijalur yang akan dilalui robot. Jalur yang dipergunakan serta kondisi intensitas cahaya di ruangan sama seperti pada pengujian kedua. Setelah robot dipasang baterai 12V dan, robot bergerak maju dan berbelok ke kanan atau ke kiri sesuai dengan sensor bawah mana yang keluar jalur. Ketika ada lilin yang menghalangi robot, sensor depan (LDR) mendeteksinya dan mengirimkan pesan ke mikrokontroler. Karena ada lilin yang menghalangi robot maka kipas bekerja mematikan lilin dan memindahkan lilin tersebut. Ketika lengan robot mulai mengangkat lilin, motor servo tidak mampu menggerakkan lengan bawah pada lengan robot. Hal ini disebabkan motor tidak mampu mengangkat benda yang terlalu berat dan besar pada lengan robot. Untuk mengatasi hal ini maka motor servo membutuhkan bantuan dua buah pegas untuk mengangkat lengan bawah robot, lihat pada gambar 4.23.

113 Gambar 4.22 Gerak Robot Sebelum Diberi Rintangan Lilin 113

114 Gambar 4.23 Gerak Robot Saat Ada Rintangan Lilin 114