PENGENDALI MOTOR DC DENGAN KONTROL JOYSTICK BERBASIS AT MEGA 164 PADA ROBOT PENGANGKAT BARANG

Transkripsi

1 PENGENDALI MOTOR DC DENGAN KONTROL JOYSTICK BERBASIS AT MEGA 164 PADA ROBOT PENGANGKAT BARANG Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : M. SUTANTO GUMAY POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014 i

2 PENGENDALI MOTOR DC DENGAN KONTROL JOYSTICK BERBASIS AT MEGA 164 PADA ROBOT PENGANGKAT BARANG Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : M. SUTANTO GUMAY Pembimbing I Pembimbing II Hj. Ade Silvia Handayani, S.T., M.T NIP Aryanti, S.T., M.Kom NIP Ketua Jurusan Teknik Elektro Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi ( Ir.Ali Nurdin, M.T ) ( Ciksadan, S.T, M.Kom ) NIP NIP ii

3 MOTTO Jadikanlah dirimu menjadi energi positif bagi dirimu sendiri dan orang banyak. Jangan menyerah dengan kegagalan, jika gagal coba lagi, gagal lagi coba lagi, sampai gagalnya menyerah dan tidak datang lagi. Teruslah haus akan ilmu, karena ilmu tiada habisnya. Saya persembahkan kepada : Ayahanda dan Bunda, serta mbak dan adikku yang saya sayangi. Seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat kepadaku. Seluruh dosen dan pembimbingku yang selalu membimbingku. Meilinda izzatika yang selalu menjadi penyemangatku. Rekan-rekan HMJ Teknik Elektro yang selalu mendukungku. Sahabat sahabatku terutama kelas TB 11 yang telah memberikan semangat dan motivasi. Sahabatku di Tim Robot Polsri yang selalu memberikan motivasi. Almamaterku. iii

4 ABSTRAK PENGENDALI MOTOR DC DENGAN KONTROL JOYSTICK BERBASIS AT MEGA 164 PADA ROBOT PENGANGKAT BARANG ( 2014 : 48 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + lampiran ) M. SUTANTO GUMAY Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Robot sebagai salah satu bentuk dari teknologi, telah berkembang dengan pesat. Robot telah diimplementasikan secara luas pada berbagai aspek kehidupan manusia. Robot dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Robot manual di buat dengan menggunakan prinsip kerja roda robot dengan menggunakan PWM. Joystick digunakan untuk mengatur gerakan sistem kendali roda robot menggunakan PWM untuk gerakan maju dan mundur. switch pada joystick ditekan, maka memberikan input ke mikrokontroler, kemudian diproses lalu dikeluarkan melalui output yang memberikan data pulsa (PWM) ke motor DC. Input tegangan 24 volt digunakan untuk mengaktifkan motor DC, sehingga pada saat mikrokontroller memberikan pulsa ke motor DC, seketika motor DC bergerak menggerakkan roda robot maju atau mundur. Dari data hasil pengujian yang diperoleh menunjukan bahwa sistem kendali roda robot dengan menggunakan PWM dapat mengontrol kecepatan roda robot. Hasil yang dicapai adalah ketika Analog kanan dalam kondisi maju sejauh 50 % atau PWMnya sebesar 50% maka tegangan yang dilewatkan menuju motor DC 12 Volt artinya kecepatan motor DC hanya separuh dari kecepatan maksimal motor,ketika analog kanan dalam kondisi maju 100% maka tegangan yang dilewatkan menuju motor DC 24 volt artinya kecepatan motor berada pada kecepatan maksimal. Kata Kunci : Robot, Joystick, PWM, Motor DC, AT MEGA 164 iv

5 ABSTRACT DC MOTOR CONTROLLER WITH JOYSTICK CONTROL BASED AT MEGA 164 ON A ROBOT LIFTER GOODS ( 2014 : 48 pages + image list + table list + attachments ) M. SUTANTO GUMAY Department Of Electrical Engineering Telecommunication Study Program State Polythecnic Of Sriwijaya Robot as a form of technology, has grown rapidly. Robots have been widely implemented in various aspects of human life. Robots can perform physical tasks, using either human supervision and control, or using a program that has been defined first (artificial intelligence). Robot created manually using the working principle wheel robot using PWM. The joystick is used to regulate the movement of wheeled robot control system using PWM for forward and backward movement. switch on the joystick is pressed, then provide input to the microcontroller, then processed and issued via the output that provides the data pulses (PWM) to the DC motor. Input voltage 24 volt DC motor is used to enable, so that when the microcontroller gives a pulse to the DC motors, DC motors instantly move the wheels of the robot moves forward or backward. From the data obtained test results indicate that the control system of wheeled robot by using PWM to control the speed of the robot wheels. Can result in a condition when the right analog forward as far as 50% of his or PWM at 50% then the voltage that is passed to the 12 Volt DC motor DC motor speed means only half of the maximum speed of the motor, while the right analog in a state of advanced 100% then the voltage which is passed to the 24-volt DC motor speed means the motor is at maximum speed. Keywords: Robot, Joystick, PWM, DC motors, AT MEGA 164 v

6 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini. Salam dan shalawat selalu tercurah pada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW beserta para pengikutnya hingga akhir zaman. Laporan Akhir ini berjudul PENGENDALI MOTOR DC DENGAN KONTROL JOYSTICK BERBASIS AT MEGA 164 PADA ROBOT PENGANGKAT BARANG disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III (D3) Politeknik Negeri Sriwijaya Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar besarnya kepada : 1. Ibu Hj. Ade Silvia Handayani., S.T., M.T sebagai Pembimbing I 2. Ibu Aryanti., S.T., M.Kom sebagai Pembimbing II Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehat kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Selain itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak RD Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Ciksadan, S.T., M.Kom selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Bapak Ir. H. Abdul Rakhman., M.T selaku Ketua Program Studi D4 Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Segenap Dosen Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. vi

7 7. Keluargaku khususnya kedua orang tua serta saudaraku yang selama ini menjadi motivasi terbesarku. 8. Seluruh sahabat-sahabatku yang telah membantu dan memberi inspirasiku. 9. Rekan-rekan HMJ Teknik Elektro dan tim robot Polsri yang selalu memberikan semangatku. 10. Serta semua pihak yang telah membantu baik berupa tenaga maupun pikiran selama penyusunan Laporan Akhir ini. Dalam penyusunan laporan ini penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam pembuatannya, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangatlah diharapkan guna pebaikan dimasa yang akan datang. Akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua yang membacanya, Amin. Palembang, Juli 2014 Penulis vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSEMBAHAN... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Manfaat Metodelogi Penulisan Metode Referensi Metode Wawancara Metode Observasi Metode Cyber... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Robot Kontrol Robot Joystick Komponen Joystick Cara Kerja Joystick Pulse Width Modulation Perhitungan duty cycle PWM Mikrokontroller Arsitektur AT Mega Sistem Minimum AT Mega Memori AT Mega Smart Pheriperal Converter Spesifikasi SPC Gamepad Driver Motor DC Motor DC Prinsip Dasar Prinsip Arah Putaran Motor Gaya Gerak Listrik LCD Rangkaian Antarmuka LCD Gerbang Logika Not viii

9 BAB III RANCANG BANGUN ALAT Perancangan dan Tahap Tahap Perancangan Blok Diagram Prinsip Kerja Alat Sistem Kerja Alat Perancangan Rangkaian Elektronika Rangkaian Joystick Rangkaian SPC Rangkaian Driver EMS H-Bridge Rangkaian Driver Selenoid Valve Perancangan Mekanik Spesifikasi Alat BAB IV PEMBAHASAN Tujuan Pengukuran Alat Peralatan Pengukuran Langkah Langkah Pengukuran Hasil Pengukuran Hasil Pengukuran Pada SPC Hasil Pengukuran Pada Driver EMS H-Bridge Analisa BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... xii ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Robot... 5 Gambar 2.2 Mekanisme Sistem Kerja Kontrol Robot... 5 Gambar 2.3 Joystick... 6 Gambar 2.4 Rangkaian Joystick... 7 Gambar 2.5 Joystick menentukan arah putaran motor... 8 Gambar 2.6 Cara Potensiometer Joystick menentukan arah putaran motor... 8 Gambar 2.7 Sinyal PWM... 9 Gambar 2.8 Duty Cycle dan Resolusi PWM Gambar 2.9 Duty Cycle Gambar 2.10 Diagram Blok arsitektur AVR Gambar 2.11 Pewaktuan eksekusi program secara parallel Gambar 2.12 Sistem Minimum AT Mega Gambar 2.13 Peta Memori AT Mega Gambar 2.14 Pin out AT Mega Gambar 2.15 Blok Diagram AT Mega Gambar 2.16 Rangkaian Driver Motor H-Bridge Gambar 2.17 Motor DC Sederhana Gambar 2.18 Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor Gambar 2.19 Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor Gambar 2.20 Prinsip Kerja Motor DC Gambar 2.21 EMF Kembali Gambar 2.22 LCD 12x Gambar 2.23 Gerbang Logika Not Gambar 2.24 IC Gambar 2.25 Databook IC Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Gambar 3.2 Diagram Kinerja Alat Gambar 3.3 Skema Rangkaian Joystick Gambar 3.4 Skema Rangkaian SPC Gambar 3.5 Skema Rangkaian Driver Motor H-Bridge Gambar 3.6 Skema Rangkaian Driver Selenoid Valve Gambar 3.7 Desain Mekanik Robot Manual Pengangkat Barang Gambar 4.1 Titik Pengukuran Pada SPC Gambar 4.2 Titik Pengukuran Pada Motor Driver H-Bridge x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi Kaki Kaki LCD Tabel 3.1 Tombol Tombol Pada Joystick Tabel 4.1 Data Output pada rangkaian smart pheriferal converter (SPC) saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.2 Data Output pada rangkaian driver EMS-H bridge saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.3 Data Output pada rangkaian smart pheriferal converter (SPC) saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.4 Data Output pada rangkaian driver EMS-H bridge saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.5 Data Output pada rangkaian smart pheriferal converter (SPC) saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.6 Data Output pada rangkaian driver EMS-H bridge saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.7 Data Output pada rangkaian smart pheriferal converter (SPC) saat analog kanan pada joystick ditekan Tabel 4.8 Data Output pada rangkaian driver EMS-H bridge saat analog kanan pada joystick ditekan xi