BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT KERAS

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN. Gambar Glider (salah satu pendekatan cara terbang burung)

BAB V PENGUJIAN DAN ANALISIS WAHANA

BAB IV PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT LUNAK

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PENGENDALIAN GERAK MEJA KERJA MESIN FRAIS EMCO F3 DALAM ARAH SUMBU X

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III ANALISA SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Rancang Bangun Quadropod Robot Berbasis ATmega1280 Dengan Desain Kaki Kembar

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BAB III RANGKAIAN PENGENDALI DAN PROGRAM PENGENDALI SIMULATOR MESIN PEMBEGKOK

Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega 8535 (sumber :Mikrokontroler Belajar AVR Mulai dari Nol)

3. METODE PENELITIAN

BAB 2 LANDASAN TEORI. robotika. Salah satu alasannya adalah arah putaran motor DC, baik searah jarum jam

SISTEM BENDUNGAN OTOMATIS MENGGUNAKAN INTERFACING

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM. Computer. Parallel Port ICSP. Microcontroller. Motor Driver Encoder. DC Motor. Gambar 3.1: Blok Diagram Perangkat Keras

METODE PENELITIAN. Dalam melakukan penelitian ini ialah dengan melakukan eksperimen secara

BAB II DASAR TEORI. mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P. Arduino Uno. memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O,

SELF-STABILIZING 2-AXIS MENGGUNAKAN ACCELEROMETER ADXL345 BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan mulai pada November 2011 hingga Mei Adapun tempat

BAB IV PROTOTYPE ROBOT TANGGA BERODA. beroda yang dapat menaiki tangga dengan metode pengangkatan beban pada roda

PENGENDALI LAJU KECEPATAN DAN SUDUT STEERING PADA MOBILE ROBOT DENGAN MENGGUNAKAN ACCELEROMETER PADA SMARTPHONE ANDROID

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM. secara otomatis. Sistem ini dibuat untuk mempermudah user dalam memilih

BAB III ANALISIS DAN DESAIN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

PENGONTROL ROBOT. Dosen : Dwisnanto Putro, S.T, M.Eng. Published By Stefanikha69

PERANCANGAN SISTEM KENDALI GERAK PADA PLATFORM ROBOT PENGANGKUT

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

BAB III PERANCANGAN DAN KERJA ALAT

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB III ANALISIS DAN DESAIN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM

IMPLEMENTASI MIKROKONTROLER PIC 16F877A DALAM PERANCANGAN ROBOT OBSTACLE AVOIDANCE

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Terpadu

MICROCONTROLER AVR AT MEGA 8535

BAB IV PERANCANGAN. 4.1 Flowchart

BAB II KONSEP DASAR PERANCANGAN

BAB III ANALISIS MASALAH DAN RANCANGAN PROGRAM

TUGAS MATAKULIAH APLIKASI KOMPUTER DALAM SISTEM TENAGA LISTRIK FINAL REPORT : Pengendalian Motor DC menggunakan Komputer

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS

DAFTAR ISI. LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN... iii. LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI...

DAFTAR ISI. HALAMAN PENGESAHAN... i. KATA PENGANTAR... iii. DAFTAR ISI... v. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR GAMBAR... xi. DAFTAR LAMPIRAN...

SISTEM PENGENDALI ROBOT LENGAN MENGGUNAKAN PEMROGRAMAN VISUAL BASIC

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Adapun blok diagram modul baby incubator ditunjukkan pada Gambar 3.1.

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. (secara hardware).hasil implementasi akan dievaluasi untuk mengetahui apakah

BAB IV HASIL KERJA PRAKTEK. elektronika dan sensor sebagai alat pendukung untuk membuat sebuah remote control

BAB II DASAR TEORI Arduino Mega 2560

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 sampai dengan Januari 2013.

BAB III PERANCANGAN Gambaran Alat

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Sistem Pengaturan Kecepatan Motor DC Pada Alat Penyiram Tanaman Menggunakan Kontoler PID

BAB III MODIFIKASI MEKANISME PENGGERAK PAHAT ARAH SUMBU-Z DAN PROGRAM MEKANISME PENGGERAK PAHAT MESIN ROUTER ARAH SUMBU-Z

III. METODE PENELITIAN. Pengerjaan tugas akhir ini bertempat di laboratorium Terpadu Teknik Elektro

III. METODE PENELITIAN. Teknik Elektro Universitas Lampung dilaksanakan mulai bulan Desember 2011

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN. diperlukan dengan beberapa cara yang dilakukan, antara lain:

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Pada Bab IV ini menjelaskan tentang spesifikasi sistem, rancang bangun

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN ALAT

Pemodelan Sistem Kontrol Motor DC dengan Temperatur Udara sebagai Pemicu

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Pengujian sistem elektronik terdiri dari dua bagian yaitu: - Pengujian tegangan catu daya - Pengujian kartu AVR USB8535

Gambar 3.1 Susunan perangkat keras sistem steel ball magnetic levitation

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Elektronika Daya dan Electrical Drives. AC & DC Driver Motor

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN. Blok Diagram adalah alur kerja sistem secara sederhana yang

SISTEM PENGATURAN STARTING DAN PENGEREMAN MOTOR UNTUK PINTU GESER OTOMATIS

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

JOBSHEET 5. Motor Servo dan Mikrokontroller

IMPLEMENTASI LOGIKA FUZZY SEBAGAI PERINTAH GERAKAN TARI PADA ROBOT HUMANOID KRSI MENGGUNAKAN SENSOR KAMERA CMUCAM4

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN APLIKASI

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB III. Perencanaan Alat

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini telah dimulai sejak bulan Agustus

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III DESKRIPSI DAN PERANCANGAN SISTEM

APLIKASI KENDALI LOGIKA FUZZY PADA SISTEM TRACKING AKTIF MATAHARI TIPE SINGLE-AXIS PANEL SURYA

ROBOT OMNI DIRECTIONAL STEERING BERBASIS MIKROKONTROLER. Muchamad Nur Hudi. Dyah Lestari

PENGATURAN KECEPATAN DAN POSISI MOTOR AC 3 PHASA MENGGUNAKAN DT AVR LOW COST MICRO SYSTEM

BAB II DASAR TEORI. open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk. memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai

Kampus PENS-ITS Sukolilo, Surabaya

Transkripsi:

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT KERAS 3.1. Spesifikasi Perancangan Perangkat Keras Secara sederhana, perangkat keras pada tugas akhir ini berhubungan dengan rancang bangun robot tangan. Sumbu pusat pergerakan alat merupakan bahu yang menjadi penopang sayap dan menjadi sistem koordinat utama semua pergerakan alat. Gerakan alat merupakan gerakan dalam tiga derajat kebebasan dan hanya meliputi gerakan angular di setiap sumbu koordinat (x, y, dan z). Setiap aktuator yang merupakan penggerak benda terletak pada satu sumbu pusat dan dapat diasumsikan sebagai bahu pergerakan kepakan sayap burung. Semua aktuator akan menciptakan gerakan rotasional pada setiap aksis sumbu yang menjadi pusat pergerakan benda uji. Perancangan perangkat keras pada tugas akhir ini meliputi integrasi dari tiga buah subsistem yaitu subsistem pengendali menggunakan mikrokontroler jenis AVR, subsistem aktuator menggunakan servo dan motor DC, dan juga subsistem catu daya. Selain itu, perancangan perangkat keras wahana ini juga meliputi pembuatan rangka yang berfungsi sebagai tempat / penyangga subsistemsubsistem wahana ini (sebagai komponen pendukung). Spesifikasi akhir dari perangkat keras yang digunakan adalah sebagai berikut: Rangka wahana terbuat dari plat aluminium dengan tebal 2 mm yang dibentuk dan dibagi menjadi beberapa bagian untuk mempermudah proses pemasangan subsistem aktuator dan pengembangan wahana di masa mendatang. Perangkat keras dipasang dengan cara digantung pada sistem penggerak aktuator motor DC (yang telah dipasang dan diuji pada penelitian sebelumnya). Rancangan awal perangkat keras berupa tiga buah servo motor yang ditempatkan pada setiap tiga aksis pergerakan (x,y, dan z). Sumbu-sumbu aksis tersebut terletak pada satu sumbu utama untuk mempermudah perhitungan kendali gerakan perangkat keras ini. Jika ketiga servo tersebut belum dapat memenuhi kebutuhan pergerakan benda uji, perangkat keras ini dapat diberi tambahan servo menjadi lima buah servo. 27

Empat servo akan dihubungkan secara berdekatan pada sumbu aksis x dan y (dua servo membentuk pergerakan rotasi dengan pusat sumbu x dan dua servo yang lain pada sumbu y). Satu servo yang lain diletakkan pada sumbu z untuk menghasilkan gerakan rotasi di sumbu ini. Gambar 3. 1. Gambar rancangan rangka wahana dan peletakan servo pada sumbu x,y, dan z Bagian aktuator wahana menggunakan servo motor standar yang menggerakkan benda / rangka wahana secara rotasional. Jika servo tersebut tidak dapat / tidak kuat menggerakkan benda uji DPIV, servo standar tersebut dapat diganti dengan servo yang lebih kuat atau dengan menambah jumlah servo yang ada (maksimum lima buah). Bagian pengendali menggunakan mikrokontroler 8-bit AVR ATMega8535 dengan kecepatan 4 MIPS (frekuensi kristal 4 MHz). 3.2. Batasan Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras wahana ini dibuat dengan batasan-batasan sebagai berikut: Pergerakan perangkat keras merupakan pergerakan kepakan sayap burung yang sederhana (maksimal dapat menghasilkan gerak kurva / angka 8). Perangkat keras digunakan untuk menggerakkan benda uji dan dapat 28

menghasilkan gerak tiga derajat kebebasan. Gerakan tiga derajat kebebasan meliputi gerakan rotasi pada sumbu x, y, dan z dengan kasus pergerakan membentuk (yang paling kompleks) gerakan sinusoidal (bolak-balik); membentuk gabungan kurva fungsi trigonometri pada sumbu x dan y (membentuk gerakan seperti angka delapan). Pergerakan ini merupakan gerakan kaku (kotak-kotak) yang membentuk kurva berbentuk angka 8 secara bolak-balik (sebagai pemodelan gerak kepakan burung ke atas-ke bawah). 2 6 1 7 5 8 3 4 Gambar 3. 2. Kurva pergerakan berbentuk angka 8 / Jarak peletakan servo tidak terbatas, tetapi sistem aktuator ini (poros putaran servo) harus terletak pada satu sumbu utama. Sistem dinamik yang dibentuk bersifat open-loop atau error pergerakan derajat putaran perangkat dianggap tidak ada, dengan kata lain pergerakan perangkat dianggap telah sesuai dengan pergerakan yang dibuat oleh servo dan pergerakan servo dianggap telah sesuai dengan instruksi dari komputer. Catu daya yang digunakan diambil dari catu daya pada komputer agar tingkat kesulitan pada desain rangkaian elektronika tetap rendah dan menjamin keamanan perangkat elektronika yang terletak di dalam kotak (tidak mengganggu sinyal perangkat mikrokontroler). Sistem perangkat keras belum mencapai bentuk yang real time karena adanya delay pada sistem komunikasi antarperangkat elektronika, walaupun delay tersebut sangat kecil. 29

3.3. Arsitektur Sistem Perangkat Keras Arsitektur sistem perangkat keras wahana terdiri dari tiga bagian besar, yaitu: subsistem pengendali, aktuator dan subsistem catu daya yang terintegrasi menjadi satu kesatuan sistem yang utuh sebagai berikut: Gambar 3. 3. Arsitektur perangkat keras wahana Pada gambar di atas, user input merupakan perintah yang dimasukkan ke dalam komputer melalui perangkat lunak. Perintah tersebut kemudian disalurkan ke mikrokontroler untuk menggerakkan subsistem aktuator. 3.3.1. Subsistem Pengendali Subsistem ini menggunakan sebuah mikrokontroler 8-bit ATMega8535 yang mempunyai frekuensi kristal sebesar 4 MHz. Rangkaian mikrokontroler tersebut dihubungkan dengan komputer melalui COM1 (komunikasi serial) dengan kecepatan komunikasi 19200 bits per second. Rangkaian yang digunakan adalah sebagai berikut: 30

Gambar 3. 4. Rangkaian DT-AVR low cost micro system (ATMega8535) Pada sistem yang digunakan, RX/TX ATMega8535 (PORT D pin 0 dan pin 1/pada gambar 3. 4., J13 no 3 dan 4) digunakan sebagai sarana komunikasi dengan komputer (J1 pada gambar 3. 4.). PORT D pin 2, 3, dan 5 (J13 pin no 5, 6, dan 8) digunakan sebagai output pengendalian gerakan motor DC dengan keterangan sebagai berikut: jika pin 2 bernilai hi dan pin 3 bernilai lo, gerakan motor adalah clockwise (cw), jika pin 2 bernilai lo dan pin 3 bernilai hi, gerakan motor adalah counter clockwise (ccw), dan pin 5 merupakan pin penghasil Pulse Width Modulation (PWM) yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan putar motor DC. 31

PORT B pin 0 sampai dengan pin 5 (J11 no 3 s.d. 8) merupakan output penghasil pulsa yang digunakan sebagai unit pengendali sudut shaft servo (jumlah maksimum servo yang dapat dikendalikan adalah enam servo). RX/TX serial Oscillator 4 MHz ATMega8535 PORTB Regulator LM 7805 Input Voltage PORTD Gambar 3. 5. Modul mikrokontroler wahana Komponen H-Bridge yang digunakan adalah IC L293D yang dapat beroperasi pada tegangan input 5-36 Volt DC. IC ini akan mengendalikan gerakan motor DC (arah putaran dan kecepatan putar) berdasarkan nilai pin 2 dan 3 (PORT D) dan PWM yang dihasilkan pada PORT D pin 5 mikrokontroler ATMega 8535. Modul H-Bridge (L293D) Gambar 3. 6. Rangkaian subsistem pengendali wahana 32

3.3.2. Subsistem Aktuator Subsistem aktuator menggunakan lima buah servo motor standard (input tegangan 4,8-6 Volt) dan sebuah motor DC (input tegangan 12 Volt DC). Kelima servo dihubungkan dengan PORT B mikronkontroler sedangkan motor DC dihubungkan dengan modul H-Bridge. Gambar 3. 7. Modul motor DC dan gear box Gambar 3. 8. Sebuah servo standar yang terpasang pada rangka Sumber tegangan yang digunakan untuk kelima servo adalah sumber tegangan yang berasal dari catu daya sebesar 5 Volt DC. Penyambungan catu daya dengan pin ground dan power di servo dilakukan melalui terminal block. 33

Terminal block Gambar 3. 9. Rangkaian kabel subsistem pengendali wahana 3.3.3. Catu Daya Catu daya yang digunakan berasal dari power supply untuk komputer dengan sumber utamanya berasal dari tegangan jala-jala. Untuk catu daya motor DC, digunakan tegangan 12 volt melalui terminal block yang dihubungkan dengan modul IC L293D (modul H-Bridge). Sedangkan untuk catu daya ke mikrokontroler digunakan IC regulator LM7805 (yang telah terpasang pada board DT-AVR low cost micro system) untuk menurunkan tegangan 12 volt menjadi tegangan 5 volt teregulasi. Catu daya ke servo langsung dihubungkan ke pin power servo sebesar 5 volt melalui terminal block. Catu daya wahana Gambar 3. 10. Catu daya dan subsistem pengendali wahana 34

Gambar 3. 11. Diagram catu daya yang digunakan pada wahana 3.3.4. Rangka Rangka merupakan sistem pendukung yang berfungsi sebagai tempat peletakan sistem aktuator (terutama servo). Rangka dapat dibagi menjadi beberapa bagian yang dapat dirangkai menjadi suatu penyangga bagi subsistem aktuator wahana. Bagian-bagian tersebut dipasang satu sama lain sedemikian rupa untuk mendukung pergerakan atau simulasi gerakan yang dihasilkan oleh subsistem aktuator. Rangka wahana ini juga dikembangkan dalam bentuk bongkar/pasang menggunakan sistem mur-baud untuk memudahkan pengembangan wahana di masa mendatang. Gambar 3. 12. Rangka dan subsistem aktuator wahana 35