Robot Pengikut Cahaya Menggunakan ATMEGA 8535 Nama : Erwin Mardiansyah NPM : 22110432 Jurusan : Sistem Komputer Pembimbing : Ridha Iskandar UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS ILMU KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI 2013
Latar Belakang Perkembangan teknologi yang berbasis mikrokontroller dan mikroprosesor dalam pembuatan robot dapat dijadikan dasar aplikasi yang lebih kompleks, seperti yang terdapat pada alat-alat industri. Pengaplikasian mikrokontroller dapat memudahkan pekerjaan dalam suatu industri, sehingga dapat meminimalis waktu kerja yang dibutuhkan dengan hasil yang maksimal. Dengan dibuatnya alat ini dikarenakan sekarang banyak sekali robot-robot yang bergerak menggunakan tracking dan remote kontrol. Robot ini adalah robot yang dapat bergerak hanya dengan menggunakan cahaya atau disebut dengan Robot Pengikut Cahaya. Komponen yang digunakan pada Robot Pengikut Cahaya cukup sederhana, bagian terpenting dalam menggerakkan robot ini adalah 4 LDR yang jika diberi cahaya dapat bergerak maju, mundur, ke kanan dan ke kiri, dalam IC mikrokontroller yang berisi program sebagaimana robot ini dapat bergerak dengan sempurna. Pada kehidupan sehari hari memang jarang sekali fungsi dari Robot Pengikut Cahaya ini akan tetapi ada saatnya akan berfungsi dalam kehidupan kita.
Batasan Masalah Kendala yang dihadapi penulis dalam pembuatan alat ini adalah ketika robot dijalankan, robot bekerja dalam ruangan yang tertutup dari cahaya dan apabila pada cahaya lampu yang ada pada ruangan penguji terang maka sensor akan membutuhkan cahaya yang lebih besar dari cahaya yang ada disekitar. Pada saat pengkalibrasian pada trimpot harus benar-benar sesuai karena jika tidak, maka sensitifitas pada sensor akan mempengaruhi cara kerja robot.
Tujuan Penelitian Tujuan dalam pembuatan Robot Pengikut Cahaya Menggunakan ATMEGA 8535 yaitu untuk membuat rancangan robot berbasis sensor cahaya, robot bergerak untuk mencari obyek, dalam hal ini cahaya sesuai dengan perintah program pada mikrokontroler. Selain itu, tujuan dari alat ini adalah agar penulis dapat mengetahui dan memahami prinsip dasar bagaimana sebuah robot dapat bekerja ditinjau dari sisi pemrograman.
Metode Penulisan Dalam penulisan ini, digunakan metode penulisan dari berbagai sumber, diantaranya yaitu : Metode Pustaka Pada metode ini penulis mengambil beberapa teori dasar sistem pengontrolan secara otomatis, diantaranya adalah tranducer yang berfungsi sebagai sensor yang mendeteksi pergerakan di dalam ruangan tertentu. Metode Perancangan Alat Pada metode ini penulis merancang suatu rangkaian yang dapat bekerja secara otomatis dengan menggunakan LDR sebagai sensor yang mendeteksi keadaan lingkungan sekitarnya berupa cahaya. Metode Uji Coba Alat Pada Metode ini Penulis menguji alat tersebut dengan memberikan cahaya kepada salah satu dari keempat LDR Maka Robot ini akan terus mengikuti Cahaya, Jika LDR yang digunakan tidak terkena cahaya maka Robot itu akan diam.
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dari materi Robot Pengikut Cahaya Menggunakan ATMEGA 8535 ini terdiri dari 5 (lima) bab, yaitu: Bab 1 : Pendahuluan Berisikan tentang Latar Belakang, Batasan Masalah, Tujuan Penulisan, Metode Penulisan dan Sistematika Penulisan. Bab 2 : Tinjauan Pustaka Berisikan tentang teori dasar yang berhubungan dengan konsep alat yang digunakan. Bab 3 : Analisa Dan Pembahasan Berisikan tentang diagram blok, perencanaan, serta realisasi perangkat lunak yang digunakan. Bab 4 : Cara Pengujian dan Analisa Berisikan mengenai pengujian, analisis data dan spesifikasi alat. Bab 5 : Penutup Berisikan tentang kesimpulan dan saran-saran apa yang telah dibahas pada babbab sebelumnya.
Analisa Rangkaian Secara Blok Diagram Pada rangkaian Robot Pengikut Cahaya Dengan Menggunakan Sensor Cahaya (LDR) mempunyai beberapa blok rangkaian, dimana pada setiap blok diagram saling berkaitan untuk membentuk sebuah rangkaian Robot Pengikut Cahaya Dengan Menggunakan Sensor Cahaya (LDR). Rangkaian Robot Pengikut Cahaya Dengan Menggunakan Sensor Cahaya (LDR) secara blok diagram dibagi menjadi beberapa blok, diantaranya :
Blok Aktifator Aktifator merupakan Sumber tegangan atau VCC yang digunakan pada rangkaian ini sebesar 9 volt. Sumber tegangan ini digunakan untuk mengaktifkan rangkaian pada tiaptiap blok pada Robot Pengikut Cahaya ini. Blok Input Sensor cahaya yang dipakai pada Robot Pengikut Cahaya ini adalah LDR (Light Dependent Resistor). Sensor cahaya tersebut terdapat pada depan, belakang, samping kiri dan kanan robot. LDR pada Robot Pengikut Cahaya ini digunakan sebagai inputan, bila terkena cahaya, LDR memberi logika low terhadap IC LM324. IC LM 324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi sebagai comparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 V sampai +15V untuk +Vcc dan - 5V sampai -15V untuk Vcc. Sebuah rangkaian comparator dengan media LDR dan Trimpot masuk kekaki kaki IC LM324 dan mengeluarkan output LOW yang kemudian diproses oleh mikrokontroller ATMEGA 8535
Blok Proses Blok mikrokontroller pada alat ini merupakan pemrosesan motor menggunakan Atmega8535. Blok proses tersebut berupa mikrokontroller, dimana mikrokontroller ini memiliki rangkaian minimum yaitu oscillator dan reset. Blok mikrokontroller merupakan pusat pengolahan input dan output program. Program akan mengendalikan atau memproses input yang masuk dan juga akan memproses output hasil dari pemrosesan. Blok mikrokontroller ini terdiri dari ic mikrokontroller Atmega8535. Mikrokontroller tersebut memiliki kaki sebanyak 40 kaki, dan masing-masing kaki memiliki fungsi tersendiri. Penulis memakai PORTA untuk inputan dari IC LM324 sedangkan PORTD digunakan untuk driver IC L293D dengan output berupa motor DC.
Blok Output Blok ouput pada rangkaian Robot Pengikut Cahaya ini adalah sebuah motor DC beserta driver nya pada IC L293D sebagai penghubung mikrokontroller dan motor DC. IC ini dapat dibagi menjadi dua bagian yang masing-masing mendapat bagian yang berfungsi untuk menggerakkan satu buah motor. Input pada blok ini merupakan output logika dari mikrokontroller, dimana berupa cahaya yang masuk melalui LDR dan akan mengirimkan dua keadaan pada dua sensor. Motor akan bergerak jika salah satu sensor mendapat tegangan 1 dan sensor lain mendapat tegangan 0, jika sensor 1 = sensor 2 maka motor akan diam/tidak jalan. Pada IC L293D terdapat dua VCC yaitu pada pin 7 12 volt dan pada pin 14 5 volt yang berfungsi menggerakkan motor dengan dua kondisi, yaitu CW (clockwise/searah jarum jam) dan CCW (counter clockwise/berkebalik arah jarum jam)
Analisa Rangkaian Secara Flowchart Algoritma pemrograman menjelaskan tentang cara kerja untuk mengendalikan input maupun output pada alat. Algoritma dapat dilihat dengan menggunakan analisa secara flowchart. Pada analisa secara flowchart ini terdiri dari simbol 'Start', simbol 'Kondisi' dan simbol 'Proses'. Adapun gambar flowchart dan penjelasannya untuk program yaitu sebagai berikut :
Analisa Rangkaian Secara Program #include<mega8535.h> #include<delay.h>> #include<stdio.h> Pada listing diatas meripakan library untuk IC yang digunakan, Prosedure untuk delay. void main(void){ PORTA=0xFF; DDRA=0x00; PORTB=0xFF; DDRB=0xFF; PORTD=0xFF; DDRD=0xFF; Pada listing program diatas dimana PORTA sampai dengan PORTD diberi logika 0xFF yaitu aktif LOW. Sedangkan maksud DDR yaitu menginisialisasi PORT sebagai input atau output, jika diberi logika 0 (low) maka PORT tersebut sebagai input, namun jika diberi logika 1 (high), PORT tersebut sebagai output.
switch(pina){ case 0xFE : PORTD = 0x9F; PORTB = 0xFC; case 0xFD : PORTD = 0x6F; PORTB = 0xF3; case 0xFB : PORTD = 0xDF; PORTB = 0xFD; case 0xF7 : PORTD = 0xBF; PORTB = 0xFE; case 0xF2 : case 0xF3 : case 0xF9 : case 0xF5 : default : PORTD = 0x9F; PORTB = 0xFC; PORTD = 0xFF; PORTB = 0xF0; PORTD = 0xEF; PORTB = 0xFB; PORTD = 0x7F; PORTB = 0xF7; PORTD = 0xFF; switch case merupakan statment percabangan dalam bahasa C. Didalam program ini kondisi percabangan menggunakan PORTA (Sensor) Dimana kondisi pada PORTA mempunyai nilai tertentu, maka pada PORTD (motor DC) mendapatkan nilai sesuai yang telah diprogram. Maksud dari default apabila kondisi pada PORTA tidak sesuai pada kondisi percabangan yang telah diprogramkan maka output yang dihasilkan mendapatkan kondisi awal. case 0xFA : PORTD = 0x9F; PORTB = 0xF0; PORTB = 0xFC; case 0xF6 : PORTD = 0x9F; PORTB = 0xFC;
Tabel Pengamatan Pengujian alat berdasarkan teori ini dilakukan dalam 4 kondisi yang berbeda. Namun dicantumkan pula pengamatan kondisi awal dari alat, seperti berikut ini:
Langkah-langkah Pengoprasian Alat 1. Pasang batterai 9 Volt pada rangkaian dan Driver motor DC Alat siap digunakan apabila LED indikator menyala. 2. Pengetesan alat dengan memperhatikan 4 kondisi gerak yang dilakukan robot dengan 4 sensor LDR yang terpasang dirobot. 3. kondisi pertama, jika sinar cahaya mengenai sensor depan robot maka driver motor akan menggerakan kedua motor DC searah CW, CCW. 4. kondisi kedua, jika sinar cahaya mengenai sensor belakang robot maka driver motor akan menggerakan kedua motor DC secara berlawanan yaitu CCW,CW. 5. kondisi ketiga, jika sinar cahaya mengenai sensor kanan robot maka driver motor akan menggerakan motor DC sebelah kiri searah jarum jam (CW). 6. kondisi keempat, jika sinar cahaya mengenai sensor kiri robot maka driver motor akan menggerakan motor DC sebelah kanan searah CCW. 7. kondisi robot berhenti apabila cahaya mengenai keempat sensor tersebut, sensor depan robot dan sensor belakang robot terkena cahaya. 8. Apabila cahaya mengenai sensor sebelah kanan dan sebelah kiri robot, maka robot akan maju.
Kesimpulan Dari penulisan yang telah dilakukan, Penulis mendapat kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut : Berdasarkan rancangan dan pengujian alat telah terbukti bahwa alat ini dapat bekerja dengan baik. Dengan demikian alat ini dapat diusulkan untuk menjadi alternatif dalam permainan anak anak saat ini. Keunggulan dari alat ini dapat menggerakkan robot menggunakan cahaya senter ataupun laser. Kekurangan alat ini apabila terdapat cahaya yang berlebihan, sensor yang terdapat pada robot akan error. Alangkah baiknya alat ini dimainkan didalam ruangan agar mendapatkan cahaya yang cukup untuk menggerakkannya.
Saran Berdasarkan kesimpulan diatas, maka didapatkan beberapa saran untuk penyempurnaan alat ini, yaitu : Untuk pembuatan jalur pada pcb disarankan penggunaannya seminimal mungkin agar mudah dalam pembuatan bodi robot ini. Cahaya yang terdapat didalam lingkungan tidak terlalu terang agar robot dapat bekerja dengan baik. Untuk kedepannya alat ini bisa digunakan untuk otomatisasi dalam dunia industri. Untuk kedepannya alat ini juga bisa dijadikan pemadam kebakaran apabila ditambahkan sebuah sensor jarak atau sensor ping.
Lampiran Bentuk fisik dari ROBOT PENGIKUT CAHAYA MENGGUNAKAN ATMEGA 8535.
Layout ROBOT PENGIKUT CAHAYA MENGGUNAKAN ATMEGA 8535.