ROBOT PENGIKUT GARIS DENGAN SENSOR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52 TUGAS AKHIR OLEH : YOHANES CATUR RAHARJO 01.50.0116 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2006
PENGESAHAN Tugas Akhir dengan judul Robot Pengikut Garis Dengan Sensor Infra Merah Berbasis Mikrokontroller AT89S52 diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal Maret 2006 Semarang,.. 2006 Mengetahui / Menyetujui Dosen Pembimbing ( Yulianto Tejo P. ST. MT ) Dekan Fakultas Teknologi Industri Unika Soegijapranata ( Yulianto Tejo P. ST. MT ) ii
ABSTRAK Robot Pengikut Garis Dengan Sensor Infra Merah Berbasis Mikokontroller AT89S52 adalah Sebuah Prototipe robot angkut barang yang jalurnya berupa garis. Prinsip kerjanya adalah adalah dengan membandingkan tegangan antara keluaran Fototransistor dan tegangan referensi, sensor infra merah yang digunakan ada tiga, setiap sensor terdiri atas penerima dan pemancar. Jika sensor mendeteksi adanya garis putih maka cahaya infra merah akan dipantulkan ke fototransistor yang menyebabkan terjadinya perubahan tegangan dari fototransitor, begitu pula sebaliknya jika sensor mendeteksi adanya warna gelap (hitam) maka tidak terjadi pantulan cahaya infra merah dari pemancar ke fototransistor (penerima), dalam Tugas Akhir ini digunakan garis putih sebagai jalurnya dan karton warna hitam sebagai dasarnya. Hasil keluaran tegangan tersebut diumpankan ke Mikrokontroller AT89S52 sebagai inputan, Mikrokontroller dipogram untuk mengatur driver Motor Dc yang menggunakan IC L293D. Driver Motor DC akan mengerakkan roda kekiri, ke kanan, maupun lurus yang digunakan sebagai kendali arah daripada Robot Pengikut Garis ini. Sedangkan Kendali kecepatan daripada Robot ini menggunakan prinsip pembagi tegangan dengan menggunakan resistor, tegangan yang mengalir ke Motor dibagi menjadi dua tegangan tinggi dan tegangan yang lebih rendah, jika sensor kanan atau sensor kiri yang bekerja yang menandakan Robot sedang berbelok maka akan dipakai tegangan yang rendah, jika sensor tengah yang bekerja yang menandakan Robot berjalan lurus maka tegangan yang dipakai adalah yang lebih tinggi sehingga kecepatan daripada Robot ini akan bervariasi. iii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas Anugrah dan kemurahan-nya sehingga penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul Robot Pengikut Garis Dengan Sensor Infra Merah Berbasis Mikokontroller AT89S52 dapat terselesaikan dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah dan menerapkannya. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini penulis telah mendapatkan bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya Kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus atas kekuatan dan kemampuan yang diberikan selama mengerjakan Tugas Akhir. (Dia memberi kekuatan kepada yang lelah dan menambah semangat kepada yang tiada berdaya Yes 40:29). 2. Bapak Yulianto Tejo P. ST. MT, selaku Pembibing dan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata, Semarang. 3. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan selama di bangku kuliah. 4. Seluruh staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri Unika. 5. Kedua Orangtuaku serta kakak-kakakku yang kukasihi dan kusayangi. iv
6. Teman-teman persekutuan Ecclesia Christi (okto, pram, heri, pandu, yessy, anton, agus, Vincent, danang, erik, pali, mas bambang, wina, mega, bona, caca dll) atas doa dan semangat yang diberikan. 7. Teman-teman khususnya angkatan 2001 (bondan, dani alias triman, sony, peter, fendy, hendra, dion, mas dedy) atas dukungannya. Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh Karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat bermanfaat bagi masyarakat dan rekan-rekan mahasiswa Semarang..2006 Penulis v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.. i LEMBAR PENGESAHAN ii ABSTRAK.. KATA PENGANTAR DAFTAR ISI.. DAFTAR GAMBAR.. iii iv vi ix DAFTAR TABEL xi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 LATAR BELAKANG.. 1 1.2 PEMBATASAN MASALAH.. 2 1.3 MANFAAT DAN TUJUAN. 3 1.4 METODOLOGI PENELITIAN... 3 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN. 4 BAB II LANDASAN TEORI. 6 2.1 PENGERTIAN ROBOT.. 6 2.1.1 Mobil Robot... 7 2.1.1.1 Operator Oriented. 7 2.1.1.2 Self Running.. 7 2.1.2 Non Mobil Robot.. 8 2.2 MIKROKONTROLLER AT89S52. 8 2.2.1 Sistem Mikrokontroller. 8 vi
2.2.2 Perangkat keras Mikrokontroller AT89S52 9 2.2.3 Arsitektur Mikrokontroller AT89S52. 9 2.2.4 Konfigurasi Pena-pena Mikrokontroller AT89S52.. 11 2.3 BATERE SEKUNDER 17 2.4 REGULATOR 78xx. 17 2.5 TRANSISTOR. 18 2.5.1 Transistor sebagai saklar. 20 2.6 SENSOR. 22 2.6.1 Led (Light Emitting Diode) Infra Red. 22 2.6.2 Fototransistor 24 2.7 RELAY 25 2.8 KOMPARATOR. 27 2.9 MOTOR DC. 28 2.10 ONE SHOOT.. 29 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT.. 32 3.1 PENDAHULUAN 32 3.2 PERENCANAAN SISTEM. 33 3.2.1 Spesifikasi Alat.. 33 3.2.2 Cara Kerja Alat.. 35 3.3 PERANCANGAN PERANGKAT KERAS.. 36 3.3.1 Rangkaian Sensor Infra Merah 36 3.3.2 Rangkaian Komparator 37 3.3.3 Sistem Minimum Mikrokontroller AT89S52 38 vii
3.3.4 Rangkaian Driver Motor Dc L293D 40 3.3.5 Relay dan Pembagi Tegangan.. 41 3.3.6 Rangkaian Penerima Remote. 42 3.3.7 Remote on-off 43 3.4 PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK. 44 3.4.1 Inisialisasi Mikrokontroller 44 3.4.2 Flow Chart Sistem.. 45 BAB IV PUNGUJIAN ALAT DAN ANALISA 46 4.1 RANGKAIAN SENSOR 46 4.2 KELUARAN KOMPARATOR 49 4.3 RANGKAIAN SCHMITT TRIGGER 51 4.4 DRIVER IC L293D 52 4.5 TEGANGAN PENGATUR KECEPATAN MOTOR DC 53 4.6 RANGKAIAN ONE SHOOT PENERIMA REMOTE 54 4.7 FREKUENSI REMOTE DAN BENTUK PULSA ON-OFF. 56 4.8 PROGRAM MIKROKONTROLLER AT89S52 58 BAB V PENUTUP.... 62 5.1 KESIMPULAN. 62 5.2 SARAN. 62 DAFTAR PUSTAKA xii LAMPIRAN... xiii viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi pena-pena AT89S52.. 11 Gambar 2.2 Diagram Blok AT89S52 12 Gambar 2.3 Regulator 78xx 18 Gambar 2.4 Tiga Daerah Transistor. 18 19 Gambar 2.5 Simbol Transistor 19 Gambar 2.6 Transistor Sebagai Saklar 20 Gambar 2.7 Lambang Skematik Led.. 22 Gambar 2.8 Simbol Fototransistor 24 Gambar 2.9 Simbol Relay 26 Gambar 2.10 Op-Amp sebagai Comparator 27 Gambar 2.11 Komponen One Shoot 30 Gambar 2.12 Pulsa One Shoot Nonretrigerable 30 Gambar 2.13 Pulsa One Shoot Retrigerable..31 Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian 34 Gambar 3.2 Rangkaian Sensor IR 36 Gambar 3.3 Rangkaian Komparator 37 Gambar 3.4 Sistem Minimum AT89S52 38 Gambar 3.5 Diagram blok Sistem Pengontrol Robot 39 Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor DC 40 ix
Gambar 3.7 Relay dan Pembagi Tegangan. 42 Gambar 3.8 Rangkaian Penerima Remote 42 Gambar 3.9 Remote Sony RM-870 43 Gambar 3.10 Diagram Alir Sistem, 45 Gambar 4.1 Tegangan keluaran (Vout) Fototransistor dalam kondisi on 47 Gambar 4.2 : Tegangan keluaran (Vout) Fototransistor dalam kondisi off 48 Gambar 4.3 : Tegangan keluaran (Vout) Komparator Logika 0 49 Gambar 4.4 : Tegangan keluaran (Vout) Komparator Logika 1 50 Gambar 4.5 : Rangkaian One shoot 54 Gambar 4.6 : Lebar denyut (tw) IC 74123 sebagai one shot retriggerable 55 Gambar 4.7 Frekuensi Pemancar dan Penerima 56 Gambar 4.8 Bentuk pulsa pengulangan data pada penekanan tombol remote.. 57 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi alternatif port 3 15 Tabel 3.1 Fungsi Port Mikrokontroller AT89S52 Pada Robot Pengikut Garis..39 Tabel 3.2 Cara kerja Driver Kendali Arah...41 xi