SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO

Transkripsi

1 SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO LAPORAN AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh: EEN SUTRA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015 i

2 SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO LAPORAN AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh: EEN SUTRA Pembimbing I, Menyetujui, Pembimbing II, Ir.Iskandar Lutfi, M.T., Evelina,S.T.,M.Kom., NIP NIP Ketua Jurusan Teknik Elektro, Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektronika, Ir. Ali Nurdin,M.T., Yudi Wijanarko,S.T,M.T., NIP NIP ii

3 HALAMAN PERSETUJUAN SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO Laporan Akhir ini disusun oleh : EEN SUTRA Telah diseminarkan di depan dewan penguji Pada hari Selasa tanggal 30 Juni 2015 Susunan Dewan Penguji Ketua Anggota : Ir. Iskandar Lutfi, M.T. : 1. Ir. A. Rahman, M.T. 2. Ir. Faisal Damsi, M.T. 3. Sabilal Rasyad, S.T., M.Kom. 4. Destra Andika Pratama, S.T.,M.T. 5. Yeni Irdayanti, S.T.,M.Kom Laporan Akhir ini telah diterima Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Palembang, Juli 2015 Yudi Wijanarko, S.T., M.T. NIP Ketua Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya iii

4 HALAMAN PERSEMBAHAN Karya Sederhana Ini Kupersembahkan Untuk... Robbku Allah SWT, Tempatku mengadu, meminta dan menyandarkan diri dalam mengarungi hidup yang sebentar ini Wanita paling berharga dalam hidupku yang telah melahirkan ku dan dengan sabar menuntun setiap langkah ku yaitu Ibunda tercinta Idarna, terima kasih atas do a restu dan dukungannya Ayah terhebatku yaitu Rusli, yang memberikan didikan sangat luar biasa hingga membentuk diriku menjadi orang yang tegar menghadapi hidup ini Keluarga ku ( Hermansyah, Azhari, Suryana ), terima kasih atas do a dan dukungannya Teman teman angkakatan 2012 dan almamaterku tercinta terima kasih telah mewarnai dan menorehkan cerita dalam hidupku Motto : Berenanglah seperti ikan dilaut, sekuat apapun gelombang ia akan tetap berenang dengan senang menuju tujuannya. Berjuanglah dengan penuh semangat, seberat apapun ujian- Nya hadapi dengan penuh syukur dan mengharap ridho- Nya. iv

5 HALAMAN PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Een Sutra NIm : Program Studi : Teknik Elektronika Jurusan : Teknik Elektro Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Laporan Akhir yang telah saya buat dengan judul SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan sumbernya. Palembang, Juni 2015 Penulis Een Sutra v

6 ABSTRAK SISTEM KENDALI JOYSTIK PS2 WIRELESS PADA ROBOT BERODA PEMINDAH BARANG BERBASIS ARDUINO ( 2015 : xvi + 73 Halaman + 51 Gambar + 11 Tabel + Lampiran ) Een Sutra Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Robot wireless beroda pemindah benda ini dikendalikan dari jarak jauh tanpa menggunakan kabel yang dilengkapi dengan kamera sebagai fungsi pengamatan serta manipulator lengan untuk mencapit benda dan menggunakan dasar robot beroda tank serta menggunakan sensor yang berfungsi untuk melindungi robot dari halangan atau tabrakan. Pada penggerak manipulator lengan robot menggunakan 2 buah motor servo dan pada penggerak roda tank menggunakan 2 buah motor DC yang dilengkapi dengan gearbox agar memperkuat torsi motor tersebut. Robot ini dapat dikendalikan menggunakan joystik PS2 dengan jarak terjauh 8 meter. Dalam pembuatan robot ini menggunakan mikrokontroler Arduino Uno karena Arduino merupakan mikrokontroler yang memiliki program yang sedang populer dalam dunia pemrograman elektro. Arduino lebih mudah diterima karena kesederhanaan tampilan program dan penulisan source code sehingga pemograman dengan Arduino sangat mudah dipelajari oleh pemula. Kata kunci : Arduino, Motor, Robot, Sensor, Joystik PS2. vi

7 ABSTRACT CONTROL SYSTEM JOYSTICK PS2 WIRELESS ON WHEELED ROBOT MOVER OBJECT BASED OF ARDUINO ( 2015 : xvi + 73 Page + 51 Picture + 11 Table + Appendix ) Een Sutra Department of Electrical Engineering Electronics Engineering Program State Polytechnic Sriwijaya Wireless robot wheeled transfer these objects controlled remotely without using the cable that comes with the camera as well as the observation function manipulator arm to clamp objects and basic use of tanks and wheeled robot using a sensor that works to protect the robot from obstruction or collision. On the drive robotic manipulator arm using two servo motors and the tank using the 2 - wheel drive DC motors equipped with gearbox in order to strengthen the motor torque. This robot can be controlled using the joystick PS2 with the furthest distance of 8 meters. In the manufacture of this robot using the Arduino microcontroller Arduino Uno as a microcontroller that has a program that is on the rise in the world of electro programming. Arduino is more easily accepted because of the simplicity of the display and writing program source code so that programming with Arduino very easily learned by beginners. Keywords : Arduino, Motor, Robot, Sensor, Joystik PS2 vii

8 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini dengan baik. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Selama penyusunan laporan akhir ini penulis mendapat beberapa hambatan dan kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir.Iskandar Lutfi, M.T., selaku pembimbing I 2. Ibu Evelina, S.T.,M.Kom., selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini Politeknik Negeri Sriwijaya, kepada : 1. Bapak RD. Kusumanto, S.T.,M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Semua dosen dan seluruh staff serta karyawan administrasi di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Seluruh staff laboratorium dan Bengkel Teknik Elektronika. viii

9 7. Kepala Perpustakaan beserta staff adminstrasi perpustakaan pusat dan perpustakaan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektronika khususnya kelas EEA yang selalu saling memberikan semangat dan motivasi. 9. Kepada keluarga, khususnya Ibu, Bapak dan saudara yang selama ini selalu memberikan semangat dan dukungan moril serta materil. 10. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu dalam pembuatan Laporan Akhir ini. Dalam penulisan Laporan Akhir Ini, penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penulis dapatkanselama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Amin. Palembang, Juni 2015 Penulis ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv HALAMAN PERNYATAAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Metodelogi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Robot Sistem Kendali Robot Joystik PS2 Wireless Komunikasi Serial Peripheral Interface (SPI) Perangakat Keras (Hardware) Arduino Uno Catu Daya x

11 Memory Input & Output Komunikasi Programing Struktur Syntax Variabel Operator Matematika Operator Pembanding Operator Pengaturan Digital Analog Perangkat Lunak (Software) Arduino IDE IP Webcam APK Penggerak Roda Robot Motor DC L Penggerak Lengan Robot Motor Servo Sistem Pengereman Otomatis Sensor HC-SR BAB III. RANCANG BANGUN 3.1 Metodelogi Perancangan Blok Diagram Perancangan Elektronik Rangkaian Catu Daya Rangkaian Motor Servo Rangkaian Joystik Rangkaian Sensor HC-Sr Rangkaian Driver L xi

12 3.3.6 Rangakaian Arduino Uno Rangkaian Keseluruhan Perancangan Program Diagram Alir (Flowchart) Perancangan Mekanik Desain Mekanik Robot Prinsip Kerja Alat Spesifikasi Alat BAB IV. PEMBAHASAN 4.1 Pembahasan Pengoperasian Alat Langkah-langkah Pengoperasian Alat Pengujian Alat Pengujian Jarak Transmisi Data Peralatan Pengujian Langkah-langkah Pengujian Alat Hasil Pengujian Pengujian Tanpa Halangan Pengujian Dengan Halangan Pengukuran Alat Peralatan Pengukuran Langkah-langkah Pengukuran Titik Pengukuran Keluaran Catu Daya +5V dan +12V Pengiriman Data Joystik Ke Arduino Pergerakkan Robot Hasil Pengukuran Analisa BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran xii

13 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Bentuk Robot... 5 Gambar 2.2 Tahap-tahap Pembangunan Sebuah Robot... 6 Gambar 2.3 Joystik PS2 Wireless... 7 Gambar 2.4 Rangkaian Antarmuka Joystik PS dengan Mikrokontroler Gambar 2.5 Tampilan Osiloskop pada Pertukaran data Joystik Gambar 2.6 Komunikasi Serial Pheriperal Interface (SPI) Gambar 2.7 Konfigurasi SPI Slave Independent Gambar 2.8 Konfigurasi SPI Daisy Chain Gambar 2.9 Transmisi data SPI Gambar 2.10 Tampilan Arduino Uno Gambar 2.11 Pemetaan Pin ATMega Gambar 2.12 Tampilan Software Arduino IDE Gambar 2.13 Tampilan Apilkasi IP Webcam Gambar 2.14 Perbandingan Gear Ratio Motor DC Gambar 2.15 Motor DC dan Gearbox Motor Gambar 2.16 IC L Gambar 2.17 Lengan Robot Gambar 2.18 Motor Servo Gambar 2.19 Konfigurasi Pin Motor Servo Gambar 2.20 Kendali Pulsa Motor Servo Gambar 2.21 Sensor HC-SR Gambar 2.22 Timing Diagram Sensor HC-SR Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Gambar 3.2 Skema Rangakaian Power Supply Gambar 3.3 Layout Rangkaian Power Supply Gambar 3.4 Skema Rangkaian Motor Servo Gambar 3.5 Skema Rangkaian Joystik xiii

14 Gambar 3.6 Skema Rangkaian Sensor Gambar 3.7 Skema Rangkaian Driver Motor DC L Gambar 3.8 Layout Rangkaian Driver Motor L Gambar 3.9 Skema Rangkaian Modul Arduino Gambar 3.10 Layout Rangkaian Modul Arduino Gambar 3.11 Rangkaian Robot Secara Keseluruhan Gambar 3.12 Diagram Alir Program Aplikasi Joystik PS2 ke Arduino Gambar 3.13 Diagram Alir Program Pergerakkan Robot Gambar 3.14 Tampak Samping Robot Gambar 3.15 Tampak Atas Robot Gambar 4.1 Konfigurasi Rangkaian Joystik Gambar 4.2 Ilustrasi Awal Komunikasi Joystik dan Mikrokontroler Gambar 4.3 Ilustrasi Pengiriman Data Tombol Joystick PS Gambar 4.4 Tampilan Menu Aplikasi IP Webcam Gambar 4.5 Tampilan Aplikasi IP Webcam saat dijalankan Gambar 4.6 Tombol Up Gambar 4.7 Tombol Down Gambar 4.8 Tombol Right Gambar 4.9 Tombol Left Gambar 4.10 Tombol R Gambar 4.11 Tombol R Gambar 4.12 Tombol Cross Gambar 4.13 Tombol Square Gambar 4.14 (a). Ilustrasi Pengujian Alat Tanpa Halangan Gambar 4.14 (b). Ilustrai Pengujian Alat dengan Halangan Gambar 4.15 Titik Pengukuran Pada Rangkaian Gambar 4.16 (a). Pengukuran Tegangan Keluaran Gambar 4.16 (b). Pengukuran Arus Keluaran 7805 Saat Robot Standby xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Pertukaran Data Untuk Joystick Digital... 9 Tabel 2.2 Pertukaran Data Untuk Joystik Analog Tabel 2.3 Spesifikasi Arduino Uno Tabel 2.4 Spesifikasi Sensor Ultrasonik Tabel 4.1 Pertukaran Data Joystick Tabel 4.2 Hasil Pengujian Jarak Transmisi Tanpa Halangan Tabel 4.3 Hasil Pengujian Jarak Transmisi Dengan Halangan Tabel 4.4 Hasil Pengukuran pada Rangkaian Catu Daya Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Pengiriman Data Tombol Joystick PS Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Pada Titik Pergerakan Roda Robot Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Pada Titik Pergerakan Lengan Robot xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Listing Program Lampiran 2 Data Sheet Komponen Lampiran 3 Berkas Bimbingan / Konsultasi, Rekomendasi, dan Revisi. Lampiran 4 Foto Alat xvi