PROTOTIPE ROBOT PEMINDAH GELAS KIMIA MENGGUNAKAN PENGENDALI PC MELALUI KOMUNIKASI NIRKABEL DENGAN FASILITAS KAMERA (BAGIAN SOFTWARE)

Transkripsi

1 PROTOTIPE ROBOT PEMINDAH GELAS KIMIA MENGGUNAKAN PENGENDALI PC MELALUI KOMUNIKASI NIRKABEL DENGAN FASILITAS KAMERA (BAGIAN SOFTWARE) BEAKER MOVER ROBOT PROTOTYPE USING PC CONTROLLER VIA WIRELESS COMMUNICATION WITH CAMERA FACILITY (SOFTWARE PART) PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III Oleh IHSAN KURNIA RAMADHAN NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Dewasa ini perkembangan teknologi lebih banyak diarahkan untuk membantu meringankan pekerjaan manusia, mulai dari pekerjaan yang mudah sampai pekerjaan yang sulit dan berbahaya untuk dilakukan oleh manusia. Salah satu aplikasi teknologi yaitu robot. Pada proyek akhir ini dirancang sebuah robot yang mampu memindahkan gelas kimia di laboratorium yang dikendalikan oleh user dengan menggunakan PC dengan fasilitas kamera. Kamera yang dipasang pada robot berfungsi untuk mengambil gambar sehingga user bisa melihat medan yang dilalui oleh robot di layar PC. Setiap gerakan robot dikendalikan secara manual melalui user interface pada PC. Setiap tombol perintah pada user interface ditekan, maka PC mengirimkan data berupa kode ASCII ke ATMega8. Data diolah oleh ATMega8 menjadi data biner dan dikirimkan oleh transmitter setelah diubah dari paralel ke serial oleh encoder. Data diterima oleh receiver pada robot melalui komunikasi RF (Radio Frequency) dan diterjemahkan oleh decoder sehingga menjadi data paralel biner 4 bit. Data 4 bit tersebut diolah oleh ATMega16 untuk dijadikan tanggapan pergerakan robot. Robot dapat dikendalikan oleh PC dengan melakukan gerakan maju, mundur, belok kanan, belok kiri, buka gripper, tutup gripper, gripper naik, dan gripper turun. Jarak pengendalian robot mencapai ±65 meter tanpa halangan, sedangkan jarak kamera untuk dapat menampilkan gambar mencapai 8 meter. Gelas kimia yang dipindahkan merupakan gelas kimia kosong dengan berat ± 200 gram Kata Kunci : ATMega16, ATMega8, Transmitter, Receiver, Robot, Kamera, PC, Radio Frequency, Gripper.

4 ABSTRACT Today more technological developments directed to help ease the work of humans, start from an easy job until difficult job and dangerous to be done by humans. One application of technology is robot. At this final project designed a robot that can move a beaker in a laboratory which is controlled by the user by using a PC with a camera facility. Camera mounted on the robot serves to take pictures so the user can see the area that is passed by robot on the PC screen. Every movement of the robot is controlled manually via user interface on the PC. Each command button is pressed on the user interface, then PC sends data to the ATMega8 in the form of ASCII code. Data processed by ATMega8 into binary data and transmitted by the transmitter after changed from parallel to serial by the encoder. Data received by receiver on the robot through the communication of RF (Radio Frequency) and interpreted by the decoder become a binary 4-bit parallel data. Four bits of data are processed by the ATMega16 to be a response to movement of the robot. The robot can be controlled by a PC by performing the movement forward, backward, turn right, turn left, open gripper, close gripper, gripper up, and the gripper down. Distance control robot reaches ±65 meters without a obstacle, while the distance of camera can display images up to 8 meters. Beaker which is removed is an empty beaker weight ± 200 grams. Keywords: ATMega16, ATMega8, Transmitter, Receiver, Robot, Camera, PC, Radio Frequency, Gripper.

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Sempurna Ciptaan-Nya, Alhamdulillah atas rahmat dan kehendak-nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir yang berjudul PROTOTIPE ROBOT PEMINDAH GELAS KIMIA MENGGUNAKAN PENGENDALI PC MELALUI KOMUNIKASI NIRKABEL DENGAN FASILITAS KAMERA. Laporan ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. Penulis menyadari dalam penyelesaian Proyek Akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. Hari Purnama, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 2. Ervin Masita Dewi, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. 3. Ir. Noor Cholis Basyaruddin, MT. selaku pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan masukan dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini. 4. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc. selaku Ketua Panitia Proyek Akhir dan selaku pembimbing II yang telah memberikan informasi, bimbingan dan masukan dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini. 5. Drs. Syaiful Azwar Danil, Firman Prima Djauhari, ST., MT., dan Drs. Suyanto, ST., M.Eng. selaku Dewan Penguji. 6. Seluruh Staf Dosen Teknik Elektronika yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis. 7. Seluruh staf teknisi laboratorium Teknik Elektronika yang telah membantu dalam peminjaman alat-alat laboratorium. 8. Maman Sulaeman sebagai partner dalam penyelesain proyek akhir ini, terima kasih atas kerjasamanya.

6 9. Orang-orang terdekat dengan penulis yang selalu memberikan doa, semangat dan motivasi dalam pengerjaan proyek akhir ini. 10. Teman-teman Teknik Elektronika Angkatan 2009 khususnya kelas 3A, terima kasih atas bantuan dan pengalaman-pengalaman berharga yang telah diberikan. 11. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian proyek akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Penulis berharap semoga laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi rekan-rekan. Amin. Dalam pembuatan laporan ini, penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun penulis harapkan untuk perbaikan laporan ini. Bandung, Juli 2012 Penulis

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR RIWAYAT HIDUP LEMBAR PERSEMBAHAN ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR ISTILAH... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Tujuan Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI Robot Pengertian dan Fungsi Klasifikasi Robot USB DVR (Digital Video Recorder) Frekuensi Radio Komunikasi Serial Pemograman Bahasa Basic BASCOM-AVR Pemograman Visual Basic

8 Lingkungan Kerja Visual Basic Konstanta dan Variabel Operator Pengaksesan Port Serial dengan Visual Basic BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI Referensi Perancangan Tujuan Perancangan Langkah Perancangan Spesifikasi Alat Diagram Blok Sistem Fungsi dan Cara Kerja Alat Perancangan Bagian Perangkat Lunak (Software) Perancangan Tampilan dan Pemrograman User Interface Perancangan Program pada Mikrokontroler ATMega Perancangan Program pada Mikrokontroler ATMega Realisasi Bagian Perangkat Lunak (Software) Realisasi Tampilan dan Pemrograman User Interface Realisasi Program pada Mikrokontroler ATMega Realisasi Program pada Mikrokontroler ATMega Realisasi Gabungan Sistem Prosedur Menggunakan Alat BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian dan Analisis Tampilan Login pada User Interface Pengujian dan Analisis Port Mikrokontroler ATMega8 dan ATMega Pengujian dan Analisis Komunikasi Serial Pengujian dan Analisis Modul USB DVR 1 Channel dan Wireless Camera Pengujian dan Analisis Modul RF 315 MHz... 61

9 4.6. Pengujian dan Analisis Motor Servo Pengujian dan Analisis Button Perintah pada Tampilan User Interface Pengujian dan Analisis Robot dengan Benda Kerja BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Pembagian range frekuensi Tabel 2.2. Jenis Karakter pada Pemograman BASCOM AVR Tabel 2.3. Beberapa Instruksi Dasar BASCOM AVR Tabel 3.1. Tabel perbandingan proyek akhir sebelumnya dengan proyek yang akan dirancang Tabel 3.2. Komponen Penyusun Tampilan login Tabel 3.3. Komponen penyusun tampilan utama Tabel 3.4. Input tombol keyboard Tabel 3.5. Fungsi tombol button pada tampilan utama Tabel 4.1. Data hasil pengukuran tegangan di PortB Tabel 4.2. Data hasil pengukuran tegangan di PortC Tabel 4.3. Data hasil pengukuran tegangan di PortD Tabel 4.4 Data hasil pengukuran tegangan di PortA Tabel 4.5. Data hasil pengukuran tegangan di PortB Tabel 4.6. Data hasil pengukuran tegangan di PortC Tabel 4.7. Data hasil pengukuran tegangan di PortD Tabel 4.8. Data hasil pengukuran jarak kamera dalam menampilkan gambar Tabel 4.9. Data yang dikirim dan diterima Tabel Jarak komunikasi antara transmitter dan receiver Tabel Data output hasil pengujian button perintah pada tampilan user interface Tabel Hasil Pengujian Gerakan Robot Tabel Hasil Pengujian Gerakan Gripper dan Tampilan Gambar... 68

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Robot Manipulator Berlengan... 7 Gambar 2.2. Mobile Robot... 8 Gambar 2.3. Robot Humanoid... 8 Gambar 2.4. USB DVR 1 Channel Gambar 2.5. Contoh Rangkaian RS Gambar 2.6. IC MAX Gambar 2.7. Konfigurasi Port Serial DB Gambar 2.8. Main Windows pada BASCOM AVR Gambar 2.9. Tampilan Awal Visual Basic Gambar Tampilan Integrated Development Environment (IDE) Gambar 3.1. Diagram Blok Keseluruhan Sistem Gambar 3.2. Diagram Blok Input Keyboard Gambar 3.3. Diagram Blok Sistem pada Robot Gambar 3.4. Diagram Alir Komparasi Username dan Password Gambar 3.5. Diagram Alir Input Tombol Keyboard Gambar 3.6. Diagram Alir Proses Akses Kamera Gambar 3.7. Diagram alir pemrograman pengolahan data dari input PC Gambar 3.8. Diagram alir pemrograman aksi robot Gambar 3.9a. Diagram alir subrutin pemrograman aksi robot Gambar 3.9b. Diagram alir subrutin pemrograman aksi robot Gambar 3.9c. Diagram alir subrutin pemrograman aksi robot Gambar Realisasi tampilan login Gambar Pesan peringatan apabila belum memasukkan username dan password Gambar Realisasi tampilan utama Gambar Realisasi Program Komparasi Username dan Password Gambar Realisasi Program Pengaksesan Port Serial Gambar Realisasi Program Input Tombol Keyboard Gambar Potongan program menggunakan rutin WAITKEY Gambar Potongan program data paralel 4 bit yang akan dikirim Gambar Potongan program utama pada Mikrokontroler ATMega Gambar Potongan program subrutin untuk pergerakan robot Gambar Potongan subrutin program untuk pergerakan motor servo Gambar Robot secara keseluruhan Gambar Switch sistem Gambar Switch kamera Gambar 4.1. Message Box Kesalahan pada Username dan Password Gambar 4.2. Message Box Username Belum Dimasukkan Gambar 4.3. Message Box Password Belum Dimasukkan Gambar 4.4. Message Box Username dan Password Belum Dimasukkan Gambar 4.5. Standar level tegangan logika TTL Gambar 4.6. Setting nama pada hyperterminal Gambar 4.7. Setting port yang digunakan pada hyperterminal Gambar 4.8. Setting port pada hyperterminal... 58

12 Gambar 4.9. Hasil Komunikasi Serial Mikrokontroler ATMega Gambar Hasil Tangkapan Kamera pada Software Visual Basic Gambar Posisi gripper ketika diberi nilai Gambar Posisi gripper ketika diberi nilai Gambar Posisi gripper ketika menjepit gelas kimia... 64

13 DAFTAR ISTILAH ASCII : [Akronim: American Standard Code for Information Interchange] Kode untuk pertukaran informasi antara komputer yang dibuat oleh perusahaan yang berbeda; string dari 7 digit biner mewakili setiap karakter; digunakan di sebagian besar mikrokomputer. Biner : Istilah untuk menyatakan angka dalam dunia digital yang hanya menggunakan angka 0 dan 1. Client/Server : Setiap komputer yang terhubung ke jaringan komputer Compiler : Sebuah program yang menerjemahkan instruksi ditulis dalam bahasa yang lebih tinggi dan menghasilkan perakitan bahasa program. Decoder : [1] Mesin yang mengkonversi teks ke dalam kode bahasa biasa. [2] alat pembaca sandi.[3] alat untuk mengubah data serial menjadi paralel Encoder : [1] Alat pengkonversi bahasa biasa ke dalam kode(kebalikan dari decoder). [2] alat untuk mengubah data paralel menjadi data serial. Event : Kejadian yang dapat dialami oleh objek. Gripper : Alat yang digunakan untuk mencengkeram/menjepit. Humanoid : Robot yang menyerupai manusia. Mobile : Bergerak atau mampu berpindah. Non-Mobile : [Antonim: mobile] Tidak mampu bergerak atau pindah. Paralel : [1] sejajar. [2] Pengiriman data yang dilakukan secara bersamaan Password : Kata atau frase rahasia yang hanya diketahui kelompok terbatas. PC : Komputer digital kecil didasarkan pada mikroprosesor dan dirancang untuk digunakan oleh satu orang pada suatu waktu [Syn: Personal Computer] Radio Frequency (RF) : Frekuensi gelombang elektromagnetik antara audio dan inframerah. Receiver : [1] Alat yang digunakan untuk menerima. [2] Perangkat tergantung pada prinsip-prinsip elektronik

14 Serial Tranmitter USB DVR User Interface Username Wireless camera CCTV dan menggunakan manipulasi aliran elektron untuk beroperasi. : [1] Berurutan. [2] Pengiriman data yang dilakukan secara berurutan. : [1] Pemancar. [2] Perangkat tergantung pada prinsipprinsip elektronik dan menggunakan manipulasi aliran elektron untuk operasi. : perangkat yang berbentuk seperti USB yang berfungsi untuk menampilkan gambar hasil tangkapan wireless camera CCTV ke PC/laptop [syn: Universal Serial Bus Digital Video Recorder] : sebuah program yang mengontrol tampilan untuk pengguna (biasanya pada monitor komputer) dan yang memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan sistem. : sebuah inisial nama dari pengguna. : perangkat kamera CCTV (Closed Circuit Television) yang menggunakan komunikasi tanpa kabel.

15 DAFTAR PUSTAKA [1] Aditya, Benfany. Sistem Kotrrol Prototipe Robot Pemindah Tabung Melalui Komunikasi Tanpa Kabel, Proyek Akhir Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung Bandung, [2] Dadin. Prototipe Robot Pemindah Kotak Komponen Menggunakan Komunikasi Tanpa Kabel (Bagian Aktuator), Proyek Akhir Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung Bandung, [3] Wahyudin, Didin Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM Yogyakarta: Penerbit ANDI. [4] [5] Diunduh tanggal 14 April 2012 Pukul [6] repository.upi.edu/operator/upload/s_kom_056831_chapter2.pdf [7] Diunduh tanggal 8 Juni 2012 Pukul [8] Diunduh tanggal 27 Mei 2012 Pukul [9] Diunduh pada tanggal 26 Februari 2012 Pukul [10] Diunduh tanggal 15 Maret 2012 Pukul [11] Diunduh tanggal 9 Juli 2012 Pukul 23.00

16 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : Ihsan Kurnia Ramadhan NIM/Kelas : /3A Alamat : Jalan Rancabango Rt 01 Rw 12 Desa Cimanganten Kecamatan Tarogong Kaler Kabupaten Garut, Jawa Barat Tempat, : Garut, 11 April 1991 Tanggal Lahir e mail : ihsan.kurniaramadhan@yahoo.com PENDIDIKAN 1. TK : TK PERTIWI ( ) 2. SD : SDN CIMANGANTEN 1 ( ) 3. SMP : SMPN 1 GARUT ( ) 4. SMA : SMAN 1 TAROGONG KIDUL ( ) 4. PERGURUAN TINGGI : POLITEKNIK NEGERI BANDUNG ( ) PENGALAMAN ORGANISASI : Anggota Himpunan Mahasiswa Elektronika POLBAN : Ketua Divisi PSDM MPH HME POLBAN : Anggota Majelis Perwakilan Himpunan (MPH) HME POLBAN : Anggota UKM ROBOTIKA POLBAN

17 LEMBAR PERSEMBAHAN Dan (ingatlah) ketika Tuhan-mu Memaklumkan, Sesungguhnya jika kamu bersyukur, niscaya Aku akan Menambah (nikmat) kepadamu, tetapi jika kamu mengingkari (nikmat- Ku), maka pasti azab-ku sangat berat. (Q.S. Ibrahim:7) "Barangsiapa menempuh suatu jalan yang padanya dia mencari ilmu, maka Allah akan mudahkan dia menempuh jalan dari jalan-jalan (menuju) jannah, dan sesungguhnya para malaikat benar-benar akan meletakkan sayapsayapnya untuk penuntut ilmu, dan sesungguhnya seorang penuntut ilmu akan dimintakan ampun untuknya oleh makhluk-makhluk Allah yang di langit dan yang di bumi, sampai ikan yang ada di tengah lautan pun memintakan ampun untuknya. Dan sesungguhnya keutamaan seorang yang berilmu atas seorang yang ahli ibadah adalah seperti keutamaan bulan pada malam purnama atas seluruh bintang.... (HR. Abu Dawud no.3641, At-Tirmidziy no.2683, dan isnadnya hasan, lihat Jaami'ul Ushuul 8/6) Kupersembahkan karya kecil ini untuk Mamah dan Bapak yang selalu memberikan kasih sayang, dukungan dan doa untuk kesuksesan anaknya. Mudah-mudahan ini menjadi langkah awal untuk bisa meraih kesuksesan dan membuatmu bahagia. Amin. Teh Eka, Irham dan Akmal tercinta, mudah-mudahan kita bisa menjadi anak yang sholeh/sholehah yang senantiasa membahagiakan orang tua. Amin. Orang yang selalu mengisi catatan hidup penulis. Semoga coretan-coretan itu dapat menjadi pelajaran hidup bagi penulis. Amin. Ihsan Kurnia Ramadhan