ROBOT MOBIL PENGINTAI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN KAMERA DAN PENGENDALIAN TANPA KABEL MENGGUNAKAN KOMPUTER PROYEK AKHIR LIGA TRI NUGRAHA

Transkripsi

1 ROBOT MOBIL PENGINTAI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN KAMERA DAN PENGENDALIAN TANPA KABEL MENGGUNAKAN KOMPUTER (Spy Mobile Robot Based On Microcontroller With Camera And Wireless Control Using Computer) PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Oleh LIGA TRI NUGRAHA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Seiring berkembangnya teknologi, kini manusia semakin terbantu dalam segala hal karena banyak manusia yang mencari cara untuk mengurangi pekerjaannya atau menyelesaikan pekerjaan yang tidak dapat dilakukan oleh manusia itu sendiri. Salah satunya robot, robot dapat mengerjakan pekerjaan manusia atau mengerjakan suatu pekerjaan yang tidak dapat dikerjakan oleh manusia seperti memonitoring sebuah area yang tidak mungkin semua manusia dapat masuk ke area tersebut. Alat yang akan dibuat pada proyek akhir ini adalah sebuah robot yang dapat dikontrol pada komputer dan memberikan informasi dari suatu tempat berupa gambar yang dapat dilihat oleh operator pada tempat yang berbeda, gambar yang dilihat oleh operator pada komputer sama seperti apa yang ditangkap oleh kamera yang terpasang pada robot ini (Real Time). HMI (Human Machine Interface) yang terdapat pada komputer selain dapat menampilkan gambar yang di tangkap oleh kamera pada robot juga terdapat serial komunikasi yang dapat di manfaatkan sebagai sumber input ke mikrokontroler yang nantinya data itu akan di olah menjadi data yang akan dikirim dengan komunikasi tanpa kabel menggunakan Radio Frekuensi oleh rangkaian pengirim (Transmitter) ke rangkaian penerima (Receiver) yang terdapat pada robot yang kemudian data itu yang akan di manfaatkan untuk mengontrol aktuator melalui driver aktuator yang digunakan untuk menggerakan robot. Kata Kunci : Serial Komunikasi, Mikrokontroler, Radio Frekuensi. i

4 ABSTRACK As the development of technology, humans are now more assisted in every way because there is so many people are looking for ways to reduce the work or to complete the work that cannot be done by humans. One of them is the robot, The robot can do the job of humans or doing the job that cannot be done by humans such as monitoring an area that not possible all the people get into the area. Tools that will be made at the end of this project is a robot that can be controlled by a computer and provides information an image from a someplace that can be viewed by the operator in different places, the images are viewed by the operator on the computer it is similar as what is captured by a camera mounted on this robot (Real Time). HMI (Human Machine Interface) contained on a computer in addition can display images that were captured by a camera on the robot also has serial communication that can be utilized as a source input to the microcontroller and then the data will be processed into the data to be transmitted by wireless communication using radio frequency by the sender circuit (Transmitter) to the receiver circuit (Receiver) which is located on the robot, and then the data will be utilized to control the actuator through the actuator driver which is used to move the robot. Keywords : Serial Communication, Microcontroller, Radio Frequency. ii

5 Daftar Riwayat Hidup Nama : Liga Tri Nugraha NIM : Alamat : Jln. Otto Iskandardinata GG.Jambu No.22 RT.93 RW.26, Subang, Jawa Barat. Tempat, Tanggal Lahir : Subang, 03 Februari NUGRAHA.LT@GMAIL.COM Pendidikan TK : TK. PEMBINA ( ) Sekolah Dasar : SDN. SUKARAHAYU ( ) Sekolah Menengah Pertama : SMP NEGERI 1 SUBANG ( ) Sekolah Menengah Atas : SMA NEGERI 1 SUBANG ( ) Perguruan Tinggi : POLITEKNIK NEGERI BANDUNG ( )

6 Kata Pengantar Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat-nyalah penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul ROBOT MOBIL PENGINTAI BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN KAMERA DAN PENGENDALIAN TANPA KABEL MENGGUNAKAN KOMPUTER sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar Ahli Madya Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika di Politeknik Negeri Bandung. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulisan, maka dari itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Ir. Hari Purnama. M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 2. Ibu Ervin Masita Dewi, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. 3. Bapak Yana Sudarsa, BSEE., MT selaku pembimbing I yang telah memeberikan pengarahan dalam penyelesaian Proyek Akhir ini. 4. Bapak Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc selaku pembimbing II dan Ketua Panitia Proyek Akhir 2012 yang telah memberikan petunjuk dan masukan dalam penyelesaian Proyek Akhir ini. 5. Seluruh staf dosen Teknik Elektronika atas semua ilmu yang diberikan kepada penulis. 6. Dan seluruh teman-teman yang tidak dapat di sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna perbaikan laporan ini di kemudian hari. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis khususnya. Bandung, Juni 2012 Penulis iii

7 Daftar Isi Abstrak i Abstrack ii Kata Pengantar iii Daftar Isi iv Daftar Gambar vi Daftar Tabel viii Daftar Persamaan ix BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Masalah Tujuan Perumusan Masalah Batasan Masalah Sistematika Penulisan 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Robot Mobil Pengintai Radio Frekuensi Antena Komunikasi Serial Mikrokontroler ATMEGA LM Modul RF Transmitter TLP Modul RF Receiver RLP IC Encoder HT12E IC Decoder HT12D IC Driver Motor L Motor Servo Motor DC Modul Kamera Tanpa Kabel Color CMOS Modul Digital Video Recorder - Easycap BASCOM AVR 17 iv

8 2.17 Visual Basic BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Tujuan Perancangan Tahap Perancangan Diagram Blok Spesifikasi Alat Perancangan Sistem Elektronik Perancangan Sistem Mekanik Perancangan Sistem Perangkat Lunak Realisasi Keseluruhan Sistem Robot Mobil Pengintai 39 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Tujuan Pengujian dan Analisa Metoda Pengujian Langkah-Langkah Pengujian Dan Analisis Pengujian Alat Sistem Minimum ATMEGA Sistem Transmitter Dan Receiver Driver Motor DC Motor Servo Modul Kamera Tanpa Kabel Sistem Keseluruhan 52 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran 58 Daftar Pustaka Lampiran A Lampiran B Lampiran C v

9 Daftar Gambar Gambar 2.1 Robot Mobil Pengintai 5 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMEGA8 8 Gambar 2.3 Konfigurasi Pin LM Gambar 2.4 Modul Transmitter TLP Gambar 2.5 Modul Receiver RLP Gambar 2.6 Diagram Alir HT12E 10 Gambar 2.7 Konfigurasi Pin HT12E 11 Gambar 2.8 Diagram Alir HT12D 12 Gambar 2.9 Pinout HT12D 13 Gambar 2.10 IC L Gambar 2.11 Motor Servo 14 Gambar 2.12 Motor DC 15 Gambar 2.13 Modul 801 Color CMOS 16 Gambar 2.14 EasyCap 16 Gambar 3.1 Diagram Blok Pada Remote (Master) 20 Gambar 3.2 Diagram Blok Pada Mobil (Slave) 20 Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA8 23 Gambar 3.4 Layout PCB Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA8 23 Gambar 3.5 Realisasi Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA8 24 Gambar 3.6 Grafik Frekuensi Osilator terhadap Tegangan (Transmitter) 25 Gambar 3.7 Skematik Rangkaian Transmitter 25 Gambar 3.8 Layout PCB Rangkaian Transmitter 26 Gambar 3.9 Realisasi Rangkaian Transmitter 26 Gambar 3.10 Skematik Rangkaian Regulator 5 Volt 26 Gambar 3.11 Layout PCB Rangkaian Regulator 5 Volt 27 Gambar 3.12 Realisasi Rangkaian Regulator 5 Volt 27 Gambar 3.13 Grafik Frekuensi Osilator terhadap Tegangan (Receiver) 29 Gambar 3.14 Skematik Rangkaian Sistem Elektronik Pada Mobil 30 Gambar 3.15 Layout PCB Rangkaian Sistem Elektronik Pada Mobil 30 Gambar 3.16 Realisasi Rangkaian Sistem Elektronik Pada Mobil 31 Gambar 3.17 Diagram Pengkabelan Rangkaian Sistem Elektronik pada bagian Remote 32 vi

10 Gambar 3.18 Diagram Pengkabelan Rangkaian Sistem Elektronik pada bagian Mobil 33 Gambar 3.19 Sistem Mekanik Tampak Depan 34 Gambar 3.20 Sistem Mekanik Tampak Samping 34 Gambar 3.21 Sistem Mekanik Tampak Atas 34 Gambar 3.22 Tampilan Awal HMI 35 Gambar 3.23 Tampilan Utama HMI 36 Gambar 3.24 Diagram Alir Mikrokontroler yang terdapat pada Remote 37 Gambar 3.25 Diagram Alir Mikrokontroler yang terdapat pada Mobil 38 Gambar 3.26 Gambar Realisasi Box Transmitter 39 Gambar 3.27 Gambar Realisasi Mobil Robot Pengintai 39 Gambar 4.1 Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA8 41 Gambar 4.2 Pulsa PWM untuk posisi sudut 0 o 48 Gambar 4.3 Pulsa PWM untuk posisi sudut 45 o 48 Gambar 4.4 Pulsa PWM untuk posisi sudut 90 o 49 Gambar 4.5 Pulsa PWM untuk posisi sudut 135 o 49 Gambar 4.6 Pulsa PWM untuk posisi sudut 180 o 49 vii

11 Daftar Tabel Tabel 2.1. Pembagian Frekuensi Radio 6 Tabel 2.2. Spesifikasi Modul Kamera 15 Tabel 2.3. Tipe Data 17 Tabel 2.4. Jenis Karakter 17 Tabel 4.1. Data Pengukuran Tegangan Pada PORT B 42 Tabel 4.2. Data Pengukuran Tegangan Pada PORT C 43 Tabel 4.3. Data Pengukuran Tegangan Pada PORT D 43 Tabel 4.4. Data Pengukuran Jarak Operasi Sistem Transmitter dan Receiver 45 Tabel 4.5. Data Hasil Pengujian Driver Motor DC 46 Tabel 4.6. Data Pengukuran Jarak Operasi Modul Kamera Tanpa Kabel 51 Tabel 4.7. Data Pengukuran Kecepatan Laju Robot Mobil Pengintai 52 Tabel 4.8. Data Pengukuran Jarak Pengontrolan Robot Mobil Pengintai 53 Tabel 4.8. Pengukuran Waktu Maksimal Mobil Robot Pengintai Beroperasi 57 viii

12 Daftar Persamaan Persamaan.1 5 Persamaan.2 6 ix

13 Daftar Pustaka [1] Aditya,Benfany SISTEM KONTROL PROTOTIPE ROBOT PEMINDAH TABUNG MELALUI KOMUNIKASI TANPA KABEL: Bandung [2] datasheet ATMEGA8 %2F%2Fwww.atmel.com%2Fimages%2Fdoc2486.pdf&ei=UsXqT8mUFYbqrQfPib3VBQ&usg=AFQjCNEB0- tg1rklwlp3egoo7qwsr2p5lg [ online : 6 mei 2012 ; 15:35] [3] datasheet L298 H-BRIDGE [ online : 3 februari 2012 ; 21:15] [4] datasheet LM %2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fds%2Fsymlink%2Flm2576.pdf&ei=s8jqT8G4HcGzrAfvnMG9BQ&usg=AFQj CNF7FcxJ3UzAUT6_FkqXNu4P5YedbQ [ online : 25 mei 2012 ; 21:15] [5] datasheet HT12E %2F%2Fwww.rentron.com%2FFiles%2Fht- 12e.pdf&ei=7sjqT9D0FoXWrQeX5Y3EBQ&usg=AFQjCNFfCbnZkazIo7FzTIkiWTpjTYdzZQ [ online : 4 juni 2012 ; 21:15] [6] datasheet HT12D A%2F%2Fcourses.cit.cornell.edu%2Fee476%2FFinalProjects%2Fs2008%2Fcl457_yft2%2Fcl457_yft2%2Fd atasheets%2fht12d.pdf&ei=f8nqt4ewe8rorqf8mpjnbq&usg=afqjcngsivu1au6ks40xj1eq3xf8bgge 8Q [ online : 6 mei 2012 ; 21:15] [7] Amplitude Shift Keying And Frequency Shift Keying ttp%3a%2f%2fwww.ele.uri.edu%2fcourses%2fele436%2flabs%2fasknfsk.pdf&ei=embqt4kncshvrqf a1zwzbq&usg=afqjcnguycmctqqvp6i1z-plghoqwxf6nq [ online : 5 mei 2012 ; 17:45] [8] Motor DC ttp%3a%2f%2fstaff.ui.ac.id%2finternal%2f %2fmaterial%2fdcmotorpaperandqa.pdf&ei=9s bqt4cqdjdirqfjka3wbq&usg=afqjcng_qfzfu2ezqvj1boktkvknjxiflq [ online : 8 maret 2012 ; 19:15] [9] [10]