INTEGRASI KOMPONEN-KOMPONEN PEMBANGUN ROBOT AVOIDER BERBASIS MIKROKONTROLER ATIKAH FATMAWATI 41513010055 PROGRAM STUDI INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2017
INTEGRASI KOMPONEN-KOMPONEN PEMBANGUN ROBOT AVOIDER BERBASIS MIKROKONTROLER Laporan Tugas Akhir Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer ATIKAH FATMAWATI 41513010055 PROGRAM STUDI INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2017 i
ii
iii
KATA PENGANTAR Puji Syukur selalu dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karunia yang telah diberikan sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya, dimana Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk dapat menyelesaikan Program Studi Strata Satu (S1) pada Jurusan Informatika Universitas Mercu Buana. Laporan Tugas Akhir ini masih belum dapat dikatakan sempurna. Karena itu, kritik dan saran akan diterima dengan senang hati. Laporan Tugas Akhir ini juga tidak akan selesai tepat pada waktunya tanpa bantuan, bimbingan, dan motivasi dari berbagai pihak. Maka dari itu, dengan segala kerendahan hati, ucapan terima kasih akan disampaikan kepada: 1. Ibu Desi Ramayanti, S.Kom, MT., selaku Pembimbing Tugas Akhir yang telah membimbing dengan semua nasihat, semangat dan ilmunya dalam penyusunan laporan tugas akhir ini. 2. Ibu Dr. Ir. Eliyani, selaku Dosen Pembimbing Akademik, yang selalu memberikan nasihat kepada mahasiswa/i bimbingan beliau. 3. Bapak Diky Firdaus, S.Kom., MM., selaku Koordinator Tugas Akhir Teknik Informatika Universitas Mercu Buana. 4. Ibu Afiyati, S.Si., MT., selaku Kaprodi Informatika Universitas Mercu Buana. 5. Kedua orang tua yang selama ini telah membesarkan penulis, kedua kakak dan adik yang selalu menyemangati. 6. Teman-teman sekaligus keluarga kedua; Informatika angkatan 2013 yang sangat saya sayangi, terima kasih untuk waktu-waktu bersama kalian. Terima kasih juga untuk adik-adik sekaligus teman-teman Informatika angkatan 2014 dan 2015 yang selalu menyemangati. 7. Semua pihak yang telah memotivasi dan ikut memberikan bantuan yang namanya tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan yang telah diberikan dan semoga laporan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin. iv
Jakarta, 12 Januari 2017 Atikah Fatmawati v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERNYATAAN... ii LEMBAR PENGESAHAN...iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRACT... vi ABSTRAK... vii DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL...xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat... 3 1.4.1 Tujuan... 3 1.4.2 Manfaat... 3 1.5 Metodologi Penelitian... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI... 6 2.1 Robot... 6 2.1.1 Jenis Robot... 7 2.1.1.1 Non-Mobile Robot... 7 2.1.1.2 Mobile Robot... 8 2.1.1.3 Kombinasi Mobile dan Non-Mobile Robot... 8 2.1.1.4 Humanoid... 9 2.2 Perangkat Kontrol (Mikrokontroler)... 9 2.2.1 Central Processing Unit (CPU)... 9 2.2.2 Bus Alamat... 10 2.2.3 Bus Data... 10 vi
2.2.4 Bus Kontrol... 10 2.2.5 Memori... 10 2.2.6 RAM (Random Access Memory)... 11 2.2.7 ROM (Read Only Memory)... 11 2.2.8 Mikrokontroler AVR ATMEGA16... 11 2.3 Sensor Ultrasonik... 16 2.4 Motor DC... 18 2.5 IC L298... 19 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)... 20 2.7 Tools Pendukung... 22 2.7.1 CorelDRAW X6... 22 2.7.2 EAGLE... 23 2.7.3 CodeVision AVR... 24 2.8 Bahasa C... 24 2.8.1 Struktur Program C... 25 BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN... 26 3.1 Analisa Sistem... 26 3.2 Blok Diagram Alat... 26 3.3 Perancangan Hardware (Perangkat Keras)... 27 3.3.1 Desain Mekanik... 28 3.3.2 Rangkaian Elektrik Keseluruhan... 29 3.3.2.1 Rangkaian Sistem ATMEGA16... 29 3.3.2.2 Rangkaian Sensor Ultrasonik... 30 3.3.2.3 Rangkaian Penggerak Motor DC... 32 3.3.2.4 Rangkaian Display... 33 3.3.3 Penentuan Port... 34 3.3.4 Rangkaian PCB (Printed Circuit Board)... 35 3.3.5 Daftar Komponen Yang Digunakan... 36 3.4 Perancangan Program Kendali Alat... 38 3.4.1 Blok Diagram Program... 38 3.4.2 Algoritma Program... 39 3.4.3 Diagram Alir (Flowchart) Program... 40 3.4.4 Pembuatan Program dengan CodeVision AVR... 41 vii
3.4.4.1 Membuat Project Baru... 41 3.4.4.2 Struktur Program... 44 3.4.4.3 Penulisan Basis Angka... 44 3.4.4.4 Pengaturan Port I/O... 44 BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN... 47 4.1 Implementasi... 47 4.1.1 Implementasi Desain Mekanik... 47 4.1.2 Implementasi Desain Elektrik... 49 4.1.3 Implementasi Program Kendali... 48 4.1.3.1 Spesifikasi Perangkat Keras (Hardware)... 49 4.1.3.2 Spesifikasi Perangkat Lunak (Software)... 49 4.1.3.3 Pengisian Program... 49 4.2 Pengujian... 52 4.2.1 Pengujian Rangkaian Daya/Power Supply... 52 4.2.2 Pengujian Sensor Ultrasonik... 53 4.2.3 Pengujian Motor... 62 4.2.4 Hasil Pengujian Secara Keseluruhan... 68 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 71 5.1 Kesimpulan... 71 5.2 Saran... 71 DAFTAR PUSTAKA... 72 LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Tahap perancangan alat... 4 Gambar 2.1 Anatomi robot industri... 7 Gambar 2.2 Konfigurasi kaki (pin) ATMEGA16... 14 Gambar 2.3 HC-SR 04 Ultrasonic Range Finder... 16 Gambar 2.4 Motor DC... 19 Gambar 2.5 IC L298... 19 Gambar 2.6 Konfigurasi pin LCD... 21 Gambar 3.1 Blok diagram Robot Avoider... 27 Gambar 3.2 Desain mekanik robot... 28 Gambar 3.3 Rangkaian elektrik keseluruhan... 29 Gambar 3.4 Rangkaian minimum sistem ATMEGA16... 30 Gambar 3.5 Rangkaian sensor ultrasonik... 31 Gambar 3.6 Rangkaian penggerak motor DC... 32 Gambar 3.7 Rangkaian display... 33 Gambar 3.8 Rangkaian PCB... 36 Gambar 3.9 Blok diagram program... 39 Gambar 3.10 Diagram alir program robot avoider... 41 Gambar 3.11 Membuat project baru... 41 Gambar 3.12 AVR Chip Type... 42 Gambar 3.13 Konfigurasi chip... 42 Gambar 3.14 Konfigurasi Port D... 42 Gambar 3.15 Pengaturan LCD... 43 Gambar 3.16 Struktur program dengan CodeVision AVR... 44 Gambar 3.17 Jendela Code Wizad AVR Ports... 45 Gambar 4.1 Bodi robot... 47 Gambar 4.2 Print Circuit Board... 48 Gambar 4.3 Compile dan Build program... 50 Gambar 4.4 Khazama AVR Programmer... 50 Gambar 4.5 Proses writing flash... 51 ix
Gambar 4.6 Proses verifying flash... 51 Gambar 4.7 Proses download program selesai... 52 Gambar 4.8 Perhitungan jarak secara manual... 58 Gambar 4.9 Hasil perhitungan jarak sensor ultrasonik pada LCD... 58 Gambar 4.10 Robot berjalan lurus... 68 Gambar 4.11 Robot belok kanan... 69 Gambar 4.12 Robot belok kiri... 69 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR... 12 Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B... 14 Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port B (Lanjutan)... 15 Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port C... 15 Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port D... 15 Tabel 2.6 Fungsi Khusus Port D (Lanjutan)... 16 Tabel 2.7 Konfigurasi Pin HC-SR 04 Ultrasonic Range Finder... 17 Tabel 2.8 Parameter Elektrik HC-SR04... 17 Tabel 3.1 Tabel Kebenaran Untuk 2 Motor... 33 Tabel 3.2 Penentuan port ATMEGA16 yang digunakan... 34 Tabel 3.3 Penentuan port ATMEGA16 yang digunakan (lanjutan)... 35 Tabel 3.4 Komponen yang digunakan... 36 Tabel 3.5 Komponen yang digunakan (lanjutan)... 37 Tabel 3.6 Komponen yang digunakan (lanjutan)... 38 Tabel 4.1 Hasil pengukuran tegangan pada komponen... 52 Tabel 4.2 Skenario pengujian sensor ultrasonik... 57 Tabel 4.3 Perbandingan hasil pembacaan sensor dan perhitungan manual pada sensor 1 (tengah)... 59 Tabel 4.4 Perbandingan hasil pembacaan sensor dan perhitungan manual pada sensor 2 (kanan)... 59 Tabel 4.5 Perbandingan hasil pembacaan sensor dan perhitungan manual pada sensor 3 (kiri)... 60 Tabel 4.6 Jenis halangan yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik... 61 Tabel 4.6 Skenario pengujian motor... 66 Tabel 4.7 Skenario pengujian motor (lanjutan)... 67 Tabel 4.8 Hasil pengujian secara keseluruhan... 70 xi