TUGAS AKHIR PERANCANGAN SISTEM KENDALI MOTOR SERVO PADA PROTOTYPE MESIN TETAS DARI JARAK JAUH MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID BERBASIS ARDUINO Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun oleh : Nama : Rachmat P Hadi Wibowo NIM : 41414120046 Program Studi : Teknik Elektro PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2016 iv
v
vi
KATA PENGANTAR Puji Syukur kehadirat Allah SWT Tuhan semesta alam, karena atas berkat rahmat beserta hidayah-nya penulis dapat melaksanakan kuliah di kampus hingga mengerjakan tugas akhir ini dengan baik. Judul laporan Tugas Akhir ini adalah Perancangan sistem kendali motor servo pada prototype mesin tetas dari jarak jauh mengggunakan smartphone android berbasis arduino. Laporan ini merupakan hasil pengerjaan Tugas Akhir di Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana, diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) di Jurusan Teknik Elektro UMB. Pada kesempatan ini penulis sudah sepantasnya mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: Ayah, Ibu, Kakak dan Adik yang selalu mendukung dan mendoakan penulis selama kuliah di UMB. Nenekku yang telah menemani dalam pengerjaan tugas akhir. Bapak Ir. Yudhi Gunardi M.T. sebagai pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini. Bapak Triyanto Panggaribowo S.T., M.T. dan Akhmad Wahyu Dani S.T., M.T. yang telah banyak membantu penulis dalam memecahkan masalah yang terasa pelik bagi penulis. Segenap dosen Jurusan Teknik Elektro UMB yang berperan besar memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama kuliah. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Elektro UMB. Ahmad Noer Hoepaz yang telah bersama-sama dengan penulis mengerjakan tugas akhir ini, senang bekerjasama dengannya. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro dan seluruh pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan. vii
Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan dapat digunakan untuk pengembangan dan penelitian lebih lanjut. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini memang jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis menyambut baik kritik dan saran dari para pembaca. Akhir kata penulis memohon maaf bila terdapat kekeliruan katakata dari penulis yang tidak berkenan di hati. Terima kasih. Ciledug, Agustus 2016 Penulis, Rachmat P Hadi Wibowo viii
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Pernyataan... ii Halaman Pengesahan... iii Abstrak... iv Kata Pengantar... v Daftar Isi... vii Daftar Tabel... x Daftar Gambar... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan... 3 1.5 Metodologi Penulisan... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Sistem Kendali... 5 2.1.1 Sistem Kendali Kalang Terbuka (Open Loop)... 6 2.1.2 Sistem Kendali Kalang Tertutup (Close Loop)... 6 2.2 Pengertian kendali jarak jauh... 7 2.3 Konsep dasar perancangan kendali... 8 2.4 Mikrokontroler Atmega 328... 9 2.4.1 Konfigurasi Pin... 10 2.4.2 Spesifikasi Atmega 328... 11 2.5 Arduino UNO Rev. 3... 12 2.5.1 Karakteristik Fisik... 14 2.5.2 Kofigurasi Pin... 14 2.5.3 Input dan Output... 15 2.5.4 Komunikasi... 17 ix
2.5.5 Arduino IDE... 17 2.6 Motor Servo... 19 2.6.1 Prinsip Kerja... 21 2.7 Bluetooth Module HC-05... 22 2.8 Smartphone Android... 23 2.8.1 Android... 23 2.8.2 Library... 24 2.8.3 Aplikasi Framework... 25 2.8.4 Application Layer... 26 2.8.5 Komponen Aplikasi... 26 2.8.6 Activity... 27 2.8.7 Service... 29 2.8.8 Intents... 29 2.8.9 Broadcast Receivers... 29 2.8.10 Content Provider... 30 2.8.11 Programming Enviroment... 30 2.9 App Inventor... 31 2.9.1 Komponen Desain... 31 2.9.2 Block Editor... 32 2.9.3 Emulator... 33 BAB III PERANCANGAN ALAT DAN APLIKASI ANDROID 3.1 Kendali sistem penetas telur otomatis lama... 34 3.2 Garis Besar Perancangan... 36 3.3 Deskripsi Kendali... 36 3.3.1 Kondisi Manual... 36 3.3.2 Kondisi Otomatis... 39 3.4 Peralatan input, proses, komunikasi, dan output... 39 3.4.1 Peralatan input... 39 3.4.2 Peralatan proses dan komunikasi... 39 3.4.3 Peralatan output... 39 x
3.5 Perancangan Rangkaian kendali... 39 3.6 Perancangan program arduino IDE... 41 3.7 Perancangan aplikasi android... 42 3.6.1 Penggunaan software... 43 BAB IV ANALISIS DATA HASIL PERCOBAAN 4.1 Deskripsi Kerja Manual... 45 4.1.1 Pengujian Kendali Motor... 45 4.1.2 Pengujian Komunikasi... 48 4.1.3 Pengujian jarak kendali... 49 4.2 Deskripsi Kerja Otomatis... 49 4.2.1 Pengujian motor servo... 50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 51 5.2 Saran... 51 Daftar Pustaka... 52 Lampiran xi
DAFTAR TABEL Halaman 3.1 Analisa kendali sistem penetas telur lama 34 4.1 Percobaan Kondisi manual 46 4.2 Pengujian jarak kendali 49 4.3 Pengujian motor servo 50 xii
DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Blok Diagram pengendali kalang terbuka 6 2.2 Blok diagram pengendali kalang tertutup 7 2.3 PDIP ATmega 328 10 2.4 Blok diagram fungsional ATmega 328 11 2.5 Logo Arduino 12 2.6 Tampak Atas Arduino Uno 13 2.7 Board pada Arduino 15 2.8 Konfigurasi pin dan I/O Arduino Uno 16 2.9 Tampilan Arduino IDE 16 2.10 Rangkaian Motor Servo 20 2.11 Motor Servo 20 2.12 Komponen pada motor servo 21 2.13 Pulse Wide Modulation (PWM) motor servo 22 2.14 Bluetooth Module HC-05 23 2.15 Proses pembentukan file hex pada compiler C 31 2.16 Tampilan komponen designer App inventor 32 2.17 Tampilan blok editor 32 2.18 Tampilan Emulator 33 3.1 Diagram blok sistem kondisi manual 37 3.2 Diagram alir deskripsi kerja manual 38 3.3 Rangkaian kendali motor servo 40 3.4 Rancangan kendali pada sisitem bila dilakukan perpotongan 40 3.5 Program untuk deskripsi kerja otomatis 41 3.6 Program untuk deskripsi kerja manual 41 3.7 Tampilan App Inventor 42 3.8 Tampilan instruksi App Inventor 43 3.9 Tampilan layar kontrol pada smartphone android 44 xiii
4.1 Percobaan tampilan android 46 4.2 (atas) Posisi awal rak telur 47 4.3 (bawah) Perubahan sudut pada rak telur 47 4.4 Rangkaian kendali motor servo dengan bluetooth 48 xiv