PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ROBOT KONVEYOR PEMISAH BENDA BERDASARKAN WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Diploma III Oleh: ELIZABETH SIANTURI NIM 1005042063 MENTARI CHRISTY NIM 1005042085 ERIK GINBREMA G NIM 1105043303 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2013
ABSTRAK Dengan perkembangan teknologi robot saat ini adalah solusi yang dapat membantu manusia dalam pekerjaan yang membutuhkan efisiensi, kecepatan, akurasi dan juga hal-hal diluar kemampuan manusia. Melihat aktivitas suatu industri yang masih membutuhkan pemindahan barang dari satu tempat ketempat yang lain dengan menggunakan cara manual ataupun menggunakan mesin maka penulis memiliki ide untuk merancang dan membuat robot otomatis untuk memudahkan kerja industri. Dalam industri biasanya barang akan dikemas dengan kemasan barang yang memiliki ciri untuk membedakan barang dan ditempatkan dalam wadah masing-masing berdasarkan jenisnya. Dari pengetahuan dasar ini penulis merancang sebuah lengan robot otomatis dengan pemisahan barang berdasarkan jenisnya. Di sini penulis menggunakan benda yang dikemas dengan kertas warna untuk mengatur kerja robot. ATMega8535 sebagai inti, sensor warna, motor dc, dan motor servo. Dengan desain dan pembuatan robot penggerak otomastis diharapkan dapat menciptakan efisiensi dan efektivitas kerja suatu industri. Kata Kunci : Robot, ATMega8535, sensor warna, motor dc, motor servo dan industri.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini tidak akan selesai dengan baik tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terimakasih yang setulusnya dan sebasar-besarnya kepada : 1. Bapak M.Syahruddin, S.T.,M.T. selaku direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir.Rina Anugrahwaty,M.T. sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Berman Panjaitan, ST.MT. sebagai Kepala Program Studi Teknik Elektronika. 4. Bapak Drs. Anwar,M.T. sebagai Dosen Pembimbing Penulis. 5. Bapak Drs.Ansharuddin,SST.,M.T. sebagai Dosen Pembimbing Penulis. 6. Kepada seluruh pengajar dan pegawai, khususnya Harris Aminuddin,SST.,M.T.,. 7. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tulus buat kedua orang tua penulis yang selalu memberikan dukungan, doa, nasehat dan materi yang sangat membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Semua teman-teman seperjuangan angkatan 10 Teknik Elektronika khususnya EK-6D yang sama-sama merasakan getir pahit manisnya membuat TA serta selama hidup di lingkungan Politeknik Negeri Medan. 9. Dan kepada seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, namun tidak mengurangi rasa terimakasih penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini baik dalam bentuk apapun. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir masih banyak kekurangan yang perlu untuk disempurnakan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya, khsususnya generasi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. Medan, 03 Juli 2013 Hormat Kami Penulis
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Manfaat... 3 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 DASAR TEORI... 5 2.1 Mikrokontroler... 5 2.1.1 Konfigurasi Pin ATmega8535... 7 2.1.2 Konstruksi ATmega8535... 12 2.1.3 Status Register (SREG)... 13 2.1.4 Instruksi Pemrograman Pada Mikrokontroler ATmega8535 Menggunakan Bahasa Basic Compiler AVR (BASCOM AVR)... 15
2.2 Kristal... 21 2.3 Power Supply... 22 2.3.1 Rangkaian Regulator... 22 2.4 Photo Dioda... 24 2.5 Jenis Motor... 25 2.6 Driver Motor IC L298... 29 2.6.1 Konfigurasi Pin IC L298... 30 2.6.1 Blok Diagram IC L298... 31 2.7 LCD... 32 2.8 Teori Warna... 33 2.8.1 Dasar Pengolahan Citra... 35 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM... 38 3.1 Spesifikasi Alat... 38 3.2 Perancangan Blok Diagram Sistem... 38 3.3 FungsiMasing-Masing Blok... 40 3.4 Rangkaian Catu Daya... 40 3.4.1 Catu Daya Keluaran 5 Volt... 41 3.4.2 Catu Daya Keluaran 12 Volt... 42 3.5 Rangkaian Mikrokontroler... 43 3.6 Rangkaian Sensor Warna... 45 3.7 Rangkaian LCD... 46 3.8 Rangkaian Driver Motor IC L298... 47 3.9 Perancangan PCB... 48
3.9.1 Layout PCB... 49 3.9.2 Layout Komponen... 50 3.10 Software Pendukung... 51 3.10.1 BASCOM AVR IDE... 51 3.10.2 USB ISP Downloader... 51 3.11 Perancangan Algoritma Program... 53 3.11.1 Flowchart Program... 53 BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA DATA... 56 4.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian Catu Daya... 56 4.1.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian Catu Daya 5 Volt Terhadap Konsumsi Arus... 56 4.1.2 Pengujian dan Analisa Rangkaian Catu Daya 12 Volt Terhadap Konsumsi Arus... 56 4.2 Pengujian dan Analisa Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535... 58 4.3 Pengujian dan Analisa Sensor Warna... 59 4.4 Pengujian dan Analisa Software... 61 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN... 69 5.1 Simpulan... 69 5.2 Saran... 70 DAFTAR PUSTAKA... 71 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler ATmega8535... 6 2.2 Konfigurasi Pin IC ATmega8535... 7 2.3 Memori Program ATmega8535... 12 2.4 Status Register ATmega8535... 14 2.5 (a) Simbol Kristal dan (b) Bentuk Fisik Kristal... 22 2.6 Rangkaian Fixed Voltage Regulator power Supply... 23 2.7 Blok rangkaian dalam IC Regulator 78XX... 27 2.8 Simbol Skematis Photo Dioda... 25 2.9 Konstruksi Motor DC... 26 2.10 Motor DC... 27 2.11 Motor Servo... 28 2.12 Teknik PWM untuk mengatur sudut Motor Servo... 28 2.13 Pin Output kabel Motor Servo... 29 2.14 Driver Motor IC L298... 30 2.15 Konfigurasi Pin IC L298... 30 2.16 Blok Diagram IC L298... 31 2.17 LCD... 33 2.18 Nilai Warna RGB dalam hexadesimal... 35 2.19 Komposisi Warna RGB... 35 3.1 Blok Diagram Sistem... 39 3.2 Catu Daya... 41 3.3 Power Supply 5 Volt... 42 3.4 Power Supply 12 Volt... 43 3.5 Rangkaian Dasar Mikrokontroler... 44 3.6 Rangkaian Sensor Warna... 46 3.7 Rangkaian LCD... 47 3.8 Rangkaian Driver L298... 48 3.9 Layout PCB... 50
3.10 Layout Komponen... 50 3.11 Tampilan BASCOM AVR IDE... 51 3.12 (a) Hardware USB ISP Downloader, (b) Software USB ISP Downloader... 52 3.13 Flowchart Algoritma Pemrograman Robot... 54 4.1 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535... 59 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor warna... 60
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Fungsi Khusus Port B... 9 2.2 Fungsi Khusus Port C... 10 2.3 Fungsi Khusus Port D... 11 2.4 Tipe Data Bascom... 15 2.5 Karakter Spesial... 16 2.6 Operator Pembanding... 19 2.7 Operator Aritmatik... 19 2.8 Operator Logika... 20 2.9 Spesifikasi IC Regulator LM78XX... 24 2.10 Contoh Warna dalam hexadesimal... 37 3.1 Spesifikasi Robot... 38 4.1 Hasil Pengujian Output Rangkaian Catu Daya 5 Volt... 56 4.2 Hasil Pengujian Output Rangkaian Catu Daya 12 Volt... 57 4.3 Data Hasil pengukuran Output Mikrokontroler ATmega8535... 58 4.4 Hasil Pengukuran Sensor Warna... 60