jurnal indra

Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler

AT89S51

Skripsi. Sistem Komputer. Ilmu Komputer dan Teknologi InformasiUniversitas Gunadarma. 2012

https://[email protected]

Oleh : Indra Pati Andhika Pribadi (22108367)

ABSTRAK

Belakangan ini teknologi robot banyak digunakan dunia industri untuk melakukanproses produksinya.Robot digunakan untuk menggantikan pekerjaan manusia yang dianggapsulit dan membahayakan manusia, manusia hanya perlu mengendalikan robot disuatu tempatdan dapat melakukan perkerjaan yang lain yang lebih aman dan lebih manusiawi

Interaksi manusia dengan Robot bervariasi ada yang menggunakan remot kontrol,Handphone dan menggunakan PC dengan beragam antarmuka dan interaksinya . Robot dapatdikendalikan dari jarak jauh agar interaksi tetap terjaga, sehingga tidak terbatas oleh jarakyang dekat.Sebagai contoh baru baru ini sering terjadi teror dengan bungkusan hitam yangdiduga sebagai bom, apa bila bom ini mempunyai daya ledak yang tinggi maka dibutukanrobot yang dikendalikan dari jarak yang cukup jauh agar lebih aman.

Robot yang sudah ada biasanya menggunakan kabel untuk mengendalikannya ataumenggunakan remot kontrol untuk mengendalikannya, terdapat juga robot pengintai yangmenggunakan kamera wireless dan masih menggunakan remote control untukmengendalikannya dan monitor untuk melihat situasi yang ada disekitarnya, dengan carayang telah disebtkan sebelumnya maka penulis mencoba untuk merancang sebuah robot yangdikendalikan dan dipantau langsung menggunakan PC. Maka atas dasar inilah dibuat suatualat “ROBOT PENGINTAI MENGGUNAKAN PC BERBASIS AT89S51” yangmengendalikan robot pengintai melalui PC

Kata Kunci : Robot, Serial, Mikrokontroler, PC,

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Belakangan ini teknologi robot banyakdigunakan dunia industri untuk melakukanproses produksinya.Robot digunakan untukmenggantikan pekerjaan manusia yangdianggap sulit dan membahayakan manusia,manusia hanya perlu mengontrol robot

disuatu tempat dan dapat melakukanperkerjaan yang lain yang lebih aman danlebih manusiawi

Penggunaan robot untuk menunjangkebutuhan sehari-hari sangat berperanpenting untuk perkembangan teknologiinformasi. Macam-macam bentuk robot,Robot mobile, Robot jaringan, Robotmanipulator (Tangan), Robot Humanoid,

Robot Berkaki, Robot Terbang (FlyingRobot), dan Robot Dalam Air (Under WaterRobot). Robot tersebut telah banyakdiaplikasikan dalam kehidupan sehari-hariberguna untuk menggantikan kegiatanmanusia yang dianggap sulit dan berbahaya.

Interaksi manusia dengan Robotbervariasi ada yang menggunakan remotecontrol, Handphone dan menggunakan PCdengan beragam antarmuka dan interaksinya. Robot dapat dikendalikan dari jarak jauhagar interaksi tetap terjaga, sehingga tidakterbatas oleh jarak yang dekat.Sebagaicontoh baru baru ini sering terjadi terordengan bungkusan hitam yang didugasebagai bom, apa bila bom ini mempunyaidaya ledak yang tinggi maka dibutukan robotyang dikendalikan dari jarak yang cukupjauh agar lebih aman.

Robot yang sudah ada biasanyamenggunakan kabel untukmengendalikannya atau menggunakanremote kontrol untuk mengendalikannya,terdapat juga robot pengintai yangmenggunakan kamera wireless dan masihmenggunakan remote control untukmengendalikannya dan monitor untukmelihat situasi yang ada disekitarnya, dengancara yang telah disebtkan sebelumnya makapenulis mencoba untuk merancang sebuahrobot yang dikendalikan dan dipantaulangsung menggunakan PC. Maka atas dasarinilah dibuat suatu alat “ROBOTPENGINTAI MENGGUNAKAN PCBERBASIS AT89S51” yang mengendalikanrobot pengintai melalui PC.

1.2. Rumusan Masalah

Masalah yang akan penulis atasi dibatasipada pembahasan tentang pengendalian robotmenggunakan PC, yang terhubung keMikrokontroler AT89S51 menggunakankomunikasi serial dengan kabel RS232, danpada Robot terdapat kamera yang dapatmenginformasikan pada komputer keadaansekitar

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari pembuatan alat ini adalahmembuat sebuah robot yang dikendalikanoleh pengguna melalui komputer dan dapatmemantau keadaan sekitar melalui kamerayang terpasang pada robot pengintai, dandapat mengurangi resiko yang berbahayabagi manusia

1.4. Metode Penelitian

Penulisan ini menggunakan beberapametode penelitian, antara lain:

Studi Pustaka, yaitu dengan mengambilreferensi dari berbagai sumber baik melaluisitus internet maupun buku-buku elektronikadan pemrograman.Eksperimen,Melakukan perancangan danpercobaan menggunakan mikrokontrolerkemudian diterapkan langsung pada alatAnalisa, melakukan serangkaian pengujiandan pengamatan sehingga diperoleh data dantujuan yang diharapkan

2. LANDASAN TEORI

Untuk memahami alat yang telah penulisbuat sekaligus untuk lebih mendalami apayang akan dibahas selanjutnya, penulis akanmenjabarkan dan menjelaskan dasar dasarpengertian yang menjadi landasan dalammembuat alat atau rangkaian yang berkaitantentang Robot Pengintai Menggunakan PCBerbasis AT89S51

2.1. Definisi Robot

Robot adalah sebuah alat mekanik yangdapat melakukan tugas fisik, baikmenggunakan pengawasan dan kontrolmanusia, ataupun menggunakan programyang telah didefinisikan terlebih dulu(kecerdasan buatan). Robot biasanyadigunakan untuk tugas yang berat,berbahaya, pekerjaan yang berulang dankotor. Jadi robot bukan hanya sekedarperkakas biasa, namun merupakan mesinkhusus yang dapat dikontrol oleh manusialewat suatu processor atau controller. [8]

2.2.2. Mikrokontroler AT89S51AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler

8 bit bertenaga rendah dengan teknologi

CMOS berkinerja tinggi yang dilengkapimemori flash yang dapat diprogram sebesar8 Kbyte. Komponen ini dibuat denganteknologi memori atmel yang nonvolatiledan berkapasitas tinggi serta kompatibeldengan set instruksi dan pin out standarindustri 80CSI. Flash on-chipmemungkinkan memori program diprogramulang dalam sistem atau oleh pemrogramanmemori nonvolatile yang konvensional.

Dengan menggunakan CPU 8 bit denganflash yang diprogram dari sistem dalamsebuah monolithic ship, Atmel AT89S51adalah sebuah mikrokontroler yang sangatbaik untuk menyediakan solusi yang sangatfleksibel dan efektif dalam biaya, untukbanyak dalam masalah aplikasi, serta untukmengontrol modul tambahan. [1]Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S512.2.3. Pin

Pin adalah kaki fisik dari sebuah ICAT89S51. Masing-masing pin memilikifungsi dan karakteristik tersendiri yang harusdiperhatikan oleh user. AT89S51 memilikibeberapa pin, ada yang berfungsi sebagaijalur input/output (I/O), ada yang berfungsisebagai jalur kontrol, dan ada juga yangberfungsi sebagai address bus atau data bus.

Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S51

2.2.4.OscilatorOscillator disingkat dengan OSC.

Rangkaian elektronika yang berfungsisebagai pembangkit frekuensi tinggi.Koneksi dengan on-chip oscillator padaMikrokontroler AT89S51 terdiri dari dua pinyaitu XTAL1 dan XTAL2.

Oscillator yang disediakan pada chipdikemudikan dengan XTAL yangdihubungkan pada pin 18 dan pin 19.Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 10

pF. Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai33 MHz. XTAL1 adalah input kepembalikan penguat oscillator (invertingoscillator amplifier) dan input ke clockinternal pengoperasian rangkaian. SedangkanXTAL2 adalah output dari pembalikanpenguat oscillator.

Gambar 2.2 Rangkaian CRYSTAL danCrystal

XTAL/CRYSTAL adalah komponen yangmenghasilkan clock yang bisa mengaturfrekuensi dengan tepat dan tak akan berubah- ubah.

Berikut ini merupakan cara menghitungwaktu kerja 1 siklus dari mikrokontrollerAT89S51 :

Misalnya suatu mikrokontroller denganKristal 12Mhz, maka waktu kerja 1 siklusdari mikrokontroller tersebut adalah :

T = 112.000.000 Hz

= 0,083 x 10-6 S= 0,083µs

2.2. Sensor Cahaya

Sensor adalah suatu elemen (piranti)elektronik yang memiliki sifat yaitu mampumengubah besaran fisis menjadi besaranlistrik. Dalam penulisan ini dipergunakansensor cahaya yang karakteristiknyamengubah intensitas cahaya (besraan fisis),menjadi perubahan hambatan. Dalam hal inisensor yang digunakan dikenal dengan namaLDR (light dependent resistor).

T = 1 . (s)

Frekuensi Kristal

Resistor peka cahaya (Light DependentResistor/LDR) memanfaatkan bahansemikonduktor yang karakteristik listriknyaberubah-ubah sesuai dengan cahaya yangditerima. Bahan yang digunakan adalahKadmium Sulfida (CdS) dan KadmiumSelenida (CdSe).

Bahan-bahan ini paling sensitif terhadapcahaya dalam spektrum tampak, denganpuncaknya sekitar 0,6 μm untuk CdS dan0,75 μm untuk CdSe. Dengan bahan inienergi dari cahaya yang jatuh menyebabkanlebih banyak muatan yang dilepas atau aruslistrik meningkat. Artinya resistansi bahantelah mengalami penurunan. Resistansi LDRakan berubah seiring dengan perubahanintensitas cahaya yang mengenainya atauyang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelapresistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalamkeadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang.Akan lebih mudah mengatur responrangkaian bila kita menggunakan Op-Ampsebagai penguat atau saklar pada rangkaianLDR. Karakteristik LDR terdiri dari duamacam yaitu Laju Recovery dan ResponSpektral:

2.1. Penguaat Operasional (OP-AMP)

Op-amp adalah suatu komponenelektronik terintegrasi (IC) yang memilikifungsi umum maupun fungsi khusus,tergantung jenis Op-amp yang digunakan.Dalam karya tulis ini dibutuhkan suatukomparator. Op-amp yang lazim digunakanuntuk operasi komparator adalah jenis OP-Amp LM741.

IC LM 741 merupakan salah satu IC Op-Amp dimana IC ini memiliki Op-Ampsebanyak 1 buah. IC ini berfungsi sebagaipembanding dua buah tegangan yang masuksebagai input. Seperti yang ditunjukkan padagambar 2.7, IC LM741 digunakan untukmenerima masukan dari sensor penerimayaitu LDR.

Gambar 2.5 Rangkaian Comparator

Prinsip dasar dari rangkaian diatas adalahvalidasi tegangan seperti yang ditunjukkanpada gambar 2.7, dimana validasi tegangandisini membandingkan inputan yang masukdi kaki inverting dan kaki non-invertingapabila perbandingan bernilai positif makategangan output akan bernilai 90% dari +Vccdan apabila perbadingan bernilai negatifmaka bernilai 90 % dari – Vcc. [3]

Gambar 2.6 skematik Comparator

Persamaannya komparator adalah sebagaiberikut:

Dari rangkaian tersebut di atas dapatdiketahui :Vcc = 5 VoltPada saat gelap :Vout = sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc

= sign ( 4 –3 ) * 90% Vcc= ( 1) * 90 % Vcc= 90% x 5 Volt= 4,5 Volt

Sedangkan ketika dalam keadaan terang:Vcc = 5 VoltPada saat terang :Vout = sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc

= sign ( 2 –4 ) * 90% Vcc= ( -2) * 90% Vcc= 90% x 5 Volt= -4.5 Volt

2.2. Motor DC

Dalam aplikasinya sering kali sebuahmotor digunakan untuk arah yang searahdengan jarum jam maupun sebaliknya.Untuk mengubah putaran dari sebuah motordapat dilakukan dengan mengubah arah arusyang mengalir melalui motor tersebut.

Vout = sign (Vb-Va) 90% VCC

Gambar 2.7 Dasar Perputaran Motor

Agar pengubahan polaritas teganganmotor dapat dilakukan dengan mudah, makahal ini dilakukan dengan menggunakan duabuah saklar seperti pada gambar 2.10 dimana kedua saklar tersebut harus beradapada posisi yang saling berlawanan. ApabilaS1 berada di posisi kiri (terhubung denganpositif) maka S2 harus berada di posisi kanan(terhubung dengan negatif) dan demikianpula sebaliknya dengan perubahan yangserempak.

Gambar 2.10 Pengaturan Arah denganMenggunakan Saklar

Untuk menggerakkan motor DC padarangkaian ini, kita membutuhkan suatudriver khusus yang dapat kita buat, yaitumenggunakan IC L293D. [5]

Gambar 2.11 Fisik Motor DC2.3. IC L293D (Driver)

Suatu driver adalah sistem penghubungantara mikrokontroler dengan sistem yangakan dikendalikan. Dalam hal ini sistemyang dimaksud adalah motor penggerak.Dewasa ini sudah dikenal berbagai driver

dengan fungsi khusus. Untuk kebutuhanperancangan sistem, dipilih driver motor tipeIC L293D.

IC L293D ini adalah suatu bentukrangkaian daya tinggi terintegrasi yangmampu melayani 4 buah beban dengan arusnominal 600mA hingga maksimum 1.2 A.Keempat channel masukannya didesainuntuk dapat menerima masukan level logikaTTL. Biasa dipakai sebagai driver relay,motor DC, motor steper maupun penggantitransistor sebagai saklar dengan kecepatanswitching mencapai 5KHz. Driver tersebutberupa dua pasang rangkaian h-bridge yangmasing-masing dikendalikan oleh enable 1dan enable 2.

Gambar 2.10 Skematik Internal PIN ICL293D

Gambar 2.11 Skematik PIN IC L293D

Gambar rangkaian dan cara kerjanyacukup sederhana yakni Dengan memberikantegangan 5V sebagai Vcc pada pin 16 dan 9Volt pada pin 8 untuk tegangan motor, makaIC siap digunakan. Saat terdapat teganganpada input 1,2 dengan memberikan logikatinggi pada enable1, maka output 1,2 akanaktif. Sedangkan jika enable1 berlogikarendah, meskipun terdapat tegangan pada

input1 dan 2, output tetap nol (tidak aktif).Hal ini juga berlaku untuk input dan output3,4 serta enable2. [9]

2.4. Interface

Dalam sistem ini menggunakankomunikasi serial. Secara fisik, pembacadisambungkan ke suatu port serial padakomputer dengan menggunakan konektorRS-232 serial. Peralatan pada komunikasiserial port dibagi menjadi 2 (dua) kelompokyaitu Data Communication Equipment(DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE).Spesifikasi elektronik dari serial portmerujuk pada Electronic IndustryAssociation (EIA) :1. “Space” (logika 0) ialah

tegangan antara + 3 hingga+25 V.

2. “Mark” (logika 1) ialahtegangan antara –3 hingga–25 V.

3. Daerah antara + 3V hingga –3V tidakdidefinisikan /tidak terpakai

4. Tegangan open circuittidak boleh melebihi 25 V.

5. Arus hubungan singkattidak boleh melebihi500mA.

Komunikasi serial membutuhkan portsebagai saluran data. Pengiriman data serialpada komputer menggunakan standar RS-232, sedangkan mikroktroler menggunakanstandar TTL. Agar keduanya dapatberinteraksi, maka diperlukan rangkaianantarmuka sehingga perangkat-perangkatdapat saling berhubungan. Rangkaianantarmuka yang akan digunakan adalahrangkaian antarmuka pengubah standar RS-232 ke standar TTL, yaitu denganmenggunakan IC MAX232. [10]

2.4.1. Konverter Logika RS232Jika peralatan yang digunakan

menggunakan logika TTL, maka sinyal portserial harus dikonversikan terlebih dahulu kepulsa TTL sebelum digunakan begitu jugasebaliknya. Converter yang paling mudah

digunakan ialah MAX232. Di dalam IC initerdapat charge pump yang akanmembangkitkan tegangan +10 Volt dan -10Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam ICDIP (Dual Inline Package) 16 pin initerdapat 2 buah transmitter dan 2 buahreceiver.

Gambar 2.12 Rangkaian Max2322.5. Kode ASCII

Kode Standar Amerika untuk PertukaranInformasi atau ASCII (American StandardCode for Information Interchange)merupakan suatu standar internasional dalamkode huruf dan simbol seperti Hex danUnicode tetapi ASCII lebih bersifatuniversal, contohnya 124 adalah untukkarakter "|". Ia selalu digunakan olehkomputer dan alat komunikasi lain untukmenunjukkan teks. Kode ASCII sebenarnyamemiliki komposisi bilangan biner sebanyak8 bit. Dimulai dari 0000 0000 hingga 11111111. Total kombinasi yang dihasilkansebanyak 256, dimulai dari kode 0 hingga255 dalam sistem bilangan. [7]

3. PERANCANGAN DAN

IMPLEMENTASI

3.1. Gambaran Umum

Robot pengintai menggunakan kamerayang terpasang pada Robot dan dikendalikanmelalui PC yang terhubung denganMikrokontroler, Citra dan keadaan sekitarRobot dapat dipantau melalui PC. Robotdapat bergerak ke kiri kanan , maju danmundur, sesuai dengan perintah yang dikirimmelalui PC. Agar dapat dikendalikan dalam

jarak yang jauh maka menggunakan jaringannirkabel yang terhubung padamikrokontroler dan Robot.

Mikrokontroler yang digunakan adalahMikrokontroler AT89S51 denganmenggunakan bahasa assembler, dan jugamenggunakan Catu Daya 9 Volt untukmengaktivkan mikrokontroler jugamengaktifkan kamera dan robot pengintai,dan menggunakan 3 Volt untukmengaktifkan Transmitter wireless yangterhubung dengan mikrokontroler

3.1. Analisa Secara Blok Diagram

Pada sub bab ini akan dijelaskan carakerja alat ini secara Blok Diagram untukmemudahkan dalam mempelajari alat ini.Blok diagram dibagi menjadi dua bagianmasing masing bagian mempunyai fungsifungsi tertentu dan berhubungan antara satudan yang lainnya, adapun blok Diagramterdapat pada gambar 3.1

Gambar 3.1 Blok Diagram

3.2.1. Blok Input

Blok ini merupakan masukan, seperti yangtelah diketahui input adalah sesuatu yangmempengaruhi output, terdapat tigamasukan yang berbeda yang tertulis padablok diagram, yaitu penekanan padakeyboard,intensitas cahaya, dan citralingkungan yang ditangkap oleh kamera.

Tiap masukan mempunyai proses dankeluaran yang berbeda.

a. Penekanan pada keyboard

Terdapat penekanan pada keyboard padablok diagram, ketika keyboard ditekaan padaPC atau komputer sesuai dengan programyang terdapat pada mikrokontroler makarobot akan bergerak sesuai dengan perintahprogram yang terdapat pada mikrokontroler

Komputer yang digunakan untukmenggerakan atau mengendalikan robot initerhubung dengan Mikrokontroler melaluikonverter usb to db 9 untuk komunikasiserial, data yang dikirim melalui penekanandari komputer merupakan data ASCII, yangkemudian dikirim melalui komunikasi serialsehingga memungkinkan untukmengendalikan Mikrikontroler.

Software yang digunakan untuk mengirimdata dari komputer adalahHYPERTERMINAL, dari software ini dapatdiatur Baudrate dan COM yang digunakanagar komunikasi data antara Mikrokontrolerdan Komputer dapat terkirikm dengan baik.

b. Intensitas Cahaya dan Sensor Cahaya(LDR)

Pada alat ini menggunakan sensor cahaya(LDR), LDR berfungsi untuk mengindrakeadaan gelap atau terang pada keadaansekitar. Ketika keadaan sekitar gelap makalampu yang terpasang pada robot akan aktif,dan sebaliknya jika keadaan sekitarrnyaterang maka lampu yang terpasang akanmati. Tujuannya agar memudahkan kameradalam mengamati keadaan sekitar.

LDR termasuk dalam jenis Resistor yangberfungsi untuk menghambat tegangan yangmasuk, dan tegangan yang masuk danhambatannya dapat diatur melalui cahayayang masuk melalui permukaan LDR.

c. Citra Lingkungan

Keadaan sekitar dapat dilihat karnaterdapat kamera yang terpasang pada badan

Robot. Kamera ini diaktifkan menggunakanbatrei 9V, yang terhubung langsung.

3.2.2. Blok Proses

Setelah input masuk maka input tersebutakan diproses agar dapat menghasilkanoutput yang sesuai dengan yang diharapkan,maka proses juga harus berjalan dengan baik.tiga masukan yang telah dijelaskansebelumnya akan diproses dengan tiga mediaproses yang berbeda juga

a. Mikrokontroler, Transmitter , Receiver27Mhz

Data ASCII yang dikirim dari komputerdengan penekanan dari keyboard yangtehubung dengan Mikrokontroler melaluikomunikasi serial. Akan diproses olehmikrokontroler susuai dengan program yangada pada mikrokontroler.

Mikrokontroler yang digunakan adalahAT89S51 dengan menggunakan bahasaassembler. Setalah data ASCII dikirim,mikrokontroler akan menjalankan programyang telah terdapat pada mikrokontroler dankeluaran dari mikrokontroler yaitu logika 0dan 1.

Dari keluaran mikrokontroler ini laluakan diproses kembali di modul transmitterwireless 27Mhz, masukan dan keluaran padamodul transmitter ini merupakan logika 0dan 1, dan setelah mendapat masukan darimikrokontroler maka akan mengirim data 0dan satu ke modul Receiver yang terhubungdengan IC L293D yang merupakan ICpenggerak motor DC yang terhubung padarobot

b. IC 741 (Comparator)

IC 741 merupakan IC operating amplifier,dalam alat ini IC 741 digunakan sebagaicomparator untuk membandingkan duategangan. IC ini memproses cahaya yangmasuk melalui LDR, dan LDR terhubung keIC ini lalu keluaran dari IC ini terhubungdengan LED atau lampu yanag akan menyalajika keadaan gelap.

c. Wireless camera dan Easy Capture

Dari Citra lingkungan yang tertangkapoleh kamera akan diproses dan dikirim olehwireless kamera dan keluaranya akandiproses oleh Easy Capture.

Easy Capture ini merupakan Converterdari jack wireless kamera ke USB.Dimaksudkan agar keluaran yang akanditampilkan dapat dilihat pada komputerataupun Laptop melalui software dari EasyCapture.

3.3.3 Blok Output

Output adalah hasil dari masukan yangtelah diproses degan alat pemrosesansehingga akan menghasilkan keluaran yangdiinginkan. Dalam alat ini terdapat tigakeluaran yang berbeda .

a. Pergrerakan Motor DC yangmenggerakan Robot

Motor akan bergerak sesuai denganpenekanan pada keyboard yang ditekan,robot akan bergerak maju, mundur , kanandan kiri. Mikrokonroler yang terhubungdengan Transmitter remote control yangakan mngirim data berupa logika 0 dan 1,dan Receiver Remote Control terhubungdengan motor DC.

Motor DC akan bergerak jika ada bedapotensial yang masuk dari kedua lilitan yangterdapat pada motor DC

b. LED

Lampu LED yang terpasang pada robotakan aktif jika keadaan gelap dan tidak aktifjika keadaan terang. Akan membantu dalampemantauan dalam gelap, agar gambar darikamera akan terlihat jelas pada layarkomputer

c. Tampilan Kamera

Kamera akan mengambil gambar yangtelah ditangkap pada robot, lalu gambar

tadi akan ditampilkan pada pc melaluisoftware yang telah disediakan oleh easycaputur

3.2.4. Catu Daya

Catu Daya merupakan pembangkitseluruh rangkaian, Catu Daya ini dapatberupa Power Supply, adaptor maupunbatrai. Besarnya tegangan tergantung darikompponen yang dibutuhkan.

Untuk kit mikrokontorler menggunakantegangan 9V dari adaptor, mikrokontrolermenggunakan tegangan 5V yang masuk dariki mikrokontroler, untuk kamera wirelessmenggunakan tegangan 9V dari batrei, danuntuk rangkaian Motor DC menggunakan 9Vdari batrai dan untukk rangkaian OP-Ampmenggunakan tegangan 5V.

3.2. Analisa Secara Detail

Untuk memudahkan pemahaman tentanganalisa dan cara kerja alat ini maka akandijelaskan analisa secara detail, berikutgambar rangkaian keseluruhan dari alatRobot Pengintai Menggunakan PC BerbasisMikrokontroler AT89S51.

Gambar 3.8 Skematik Rangkaian

Rangkaian tersebut dibagi menjadibeberapa bagian , yaitu rangkaianpengendali, rangkaian mikrokontrolersebagai proses , rangkaian pengendalimotor, dan rangkaian Comparator dengan ICLM741. Rangkaian tesebut menggunakancatu daya atau tegangan DC (Direct Current)

dan mengaktifkan seluruh komponen agarkomponen bekerja sesuai dengan fungsinya.

Pada alat ini terdapat rangkaianpengendali yaitu rangkaian yangmengendalikan Robot melalui PC.Rangkaian ini terdri dari kabel RS232 ataukabel DB 9 , kabel ini digunakan sebagaikominikasi serial penghubung antaracomputer dan Mikrokontroler agar biasmengendalikan Robot

Data yang masuk dari PC melaui DB 9akan di Proses kembali di IC Max 232.Fungsi IC ini adalah sebagai pengubahsinyal atau logika RS232 dari Port serialDB9 menjadi sinyal atau logika TTL(Transistor – transistor Logic). Output dariIC ini langsung terhubung ke Mikrokontrolerkaki 10 dan 11.

Setelah data dikirim berupa kode ASCIImaka mikrokontroler akan menjalankanperintah sesuai dengan program yang telahtertanam pada mikrokontroler, keluaranakan dihsilkan melalui PORT 2 karna PORT2 terhubung dengan transmitter 27MHz, jika‘a’ pada keyboard ditekan makamikrokontroler akan menghasilkan nilaipada PORT 2 F5h, jika di tekan ‘w’ makamikrokontroler akan menghasilkan nilaipada PORT2 F6h, jika di tekan ‘s’ makamikrokontroler akan menghasilkan nilai padaPORT2 F9h, jika di tekan ‘d’ makamikrokontroler akan menghasilkan nilai padaPORT2 Fah, dan Spasi akan menghasilkannilai FFH pada PORT2.

Semua Keluaran dihasilkan dari P2.0-P2.3yang terhubung ke Wireless Transmitter27Mhz, yang mempunyai 4 Masukan.Keadaan awal pada Transmitter berupalogika 1, dan ketika diberi logika 0 makaTransmitter akan mengirim ke Receiveryang terhubung dengan IC Driver Motor DC.

Setelah Transmitter diberikan logika 0dari mikrokontroler maka Receiver akanmenghasilkan keluaran berlogika 1, danoutput dari Receiver ini akan menjadimasukan ke IC Driver Motor Dc.

IC Driver diberi tegangan 9 dan 5 voltuntuk mengaktifkannya, dan Kaki Enablediberi tegangan sebesar 5 volt . Motor DCakan bergerak sesai Input yang masuk. JikaInput 1 diberi logika maka Output 1berlogika 0. Perputaran motor DC akanmengikuti Output yang berlogika nol, danakan bergerak CW dan CCW sehingga akanmenggerakan Robot maju, mundur ,putarkanan , dan putar kiri, berikut Tabelpergerakan Robot dan kode ASCII yangditerima oleh mikrokontroler

Tabel 3.1 Pergerakan Robot, Data danKode ASCII Yang Dikirimkan Dari

Komputer

Penekanan ASCIINilai pada

Port2ArahGerak

a 61H 11111010bPutarkiri

s 73H 11111001bPutarkanan

w 77H 11110110b Maju

d 64H 11110101b Mundur

Space 20H 11111111b Berhenti

. Untuk membantu kamera mengambilgambar dikeadaan gelap maka digunakansensor Cahaya atau LDR, LDR ini dapatmendeteksi gelap atau terang dari cahayayang mengenai permukaannya. Sensor inidipadukan dengan rangkaian komparatormengguanakan IC LM741 agar dapatberfungsi dengan baik. berikut skematikrangkaiannya:

Untuk mengaktifkan IC ini dibutuhkantegngan 5Volt, ketika keadaan gelap makaLDR akan menghambat Arus dan teganganyang masuk pada kaki inverting IC 741, dan

tegangan yang masuk pada kaki noninverting diatur lebih lebih besarmenggunakan trimpot sehingga tegangan danarus yang keluar lebih besar dari kaki katodayang terhubung dengan output IC 741, makaLED akan aktif

3.3. FLOWCHART

Untuk memudahkan pemahaman danpembuatan Robot ini maka penulismerancang diagram alur, untukmeminimalisir kesalahan yang terjadi.Diagram alur ini dibagi menjadi diagramuntuk Robot dan untuk komparator

Gambar 3.13 Flowchart Komparator

Gambar 3.14 Flowchart Pergerakan Robot

Pada gambar 3.13, flowchart untukkomparator, komparator akan terus bekerjaselama seruh rangkaian terhubung dengan5Volt , dan tidak aktif jika tidak ada Catudaya yang mengaktifkannya. Lalu jikakondisi gelap maka lampu atau LED yangterpasang akan menyala dan jika tidak makaLED tidak aktif.

Pada Gambar 3.14 flowchart untuk RobotPengintai, sama halnya seperti komparator ,robot ini akan aktif bila terhubung deganCatu Daya , lalu robot ini akan berjalan ataubergerak sesuai dengan perintah penekanandari keyboard, dan akan selalu menunggupenekanan dari keyboard, dan akan selesaibila tegangan pada Catu Daya tidakdihubungkan .

4. UJI COBA ALAT HASIL DAN

PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas tentangpengujian berdasarkan perancangan sistemyang telah dibuat. Pengujian Robot Pengintaimenggunakan PC Berbasis MikrokontrolerAT89S51 ini dilaksanakan untuk mengetahuiapakah sistem yang telah dirancangberfungsi sesuai dengan apa yangdiinginkan. Pengujian pertama dilakukansecara terpisah, selanjutnya secarakeseluruhan.

4.1 Pengujian Terpisah

Pengujian akan dibagi menjadibeberapa bagian :

Pengujian Mikrokontroler

Motor Driver L293D

4.1.1 Pengujian Mikrokontroler

Pengujian pada Mikrokontroler AT89S51dilakukan dengan melakukan pengamatandisetiap Port yang digunakan denganPenekanan dari keyborad PC,Mikrokontroler Tersebut akan ditanamProgram yang telah dibuat sebelumdilakukan pengujian.

Hubungkan PC dengan Mikrokontrolermenggunakan Kabel RS 232, lalu hubungkanmikrokontroler dengan catu daya. Kemudianatur baudrate 9600bps dan Com Port padahyperterminal

Pada Mikrokontroler digunakan Port2.0-Port2.3 sebagai Output, berikut List Prgramdari alat ini

Gambar 4.1 List Program Mikrokontroler

Hasil Dari Pengujian dapat dilihat padatable beikut :

Tabel 4.1 Hasil pengujian Mikrokontroler 1

KET : 0V-0,4 V logika rendah (0) dan2,5V-5V logika high (1)

Pada table diatas dapat diambilkesimpulan bahwa PC tidak dapat

mengendalikn Mikrokontroler, karena Driverserial pada PC belum terpasang atauterinstall dengan baik

Tabel 4.2 Hasil pengujian Mikrokontroler 2

Berdasarkan Tabel diatas mikrokontrolerbekerja seusai dengan program yang ditulisdidalamnya dan PC dapat mengendalikansesuai dengan program

Tabel 4.3 Hasil pengujian Mikrokontroler3

Pada Tabel diatas dapat diperhatikanbahwa Keluaran diseluruh Port2 sebesar2,5V, hal ini disebabkan karna pengaturanpada hypertreminal tidak sesuai

4.1.2 Pengujian Driver Motor DC

Pengujian Motor Driver L293D inibertujuan untuk mengetahui apakah motordriver ini dapat bekerja dengan baik sehinggadapat menjalankan motor dc sebagai aktuator/pemggerak yang dapat menggerakan robotmaju mundur putar kanan atau putar kiri

Pengujian menggunakan IC Driver yangdi aktifkan dan dihubungkan dengan supplyatau daya sebesar 9V dan 5V, lalu InputHigh dihubungkan dengan 5V dan Input Lowdihubungkan ke ground, lalu 2 motor DCdihubungkan ke Out pada IC Driver

Motor DC 1 dihubungkan Ke Out 1 dan Out2 lalu Motor DC 2 dihubungkan ke Out 3dan 4

Tabel 4.7 Data pengamatan Pin IC L293D

Dari data pengamatan diatas, Driver motorDC berfungsi dengan baik.

4.2. Pengujian Keseluruhan

Pengujian keseluruhan ini untuk mengujidan mencoba kinerja Robot PengintaiPenggunakan PC Berbasis MikrokontrolerAT89S51, sehingga dapat diketahui kinerjasistem sesuai dengan perancangan danberfungsi dengan baik

Pengujian secara keseluruhan dilakukandengan cara menghubungkan PC denganmikrokontroler yang telah terpasang ModulTransmitter , lalu Kabel RS232 dihubungkanke PC dan Mikrokontroler.

Rangkaian Robot berupa dua Motor DCyang telah dihubungkan dengan IC Driver.Modul Receiver yang hubung pada Input ICDriver. Lampu LED yang terhubung padakaki Output IC 741 dan Input dari IC 741terhubung dengan LDR (sensor cahaya)

Jika semua telah terpasang degan benarmaka hubungkan semua rangkaian dengancatu daya sesuai dengan yang dibutuhkanrangkaian. Pengaturan COM Port danBaudrate pada Hyperterminal

Tabel 4.8 Percobaan 1

PENEKANAN PERGERAKAN

A Putar Kiri

S Mundur


W Maju

D Putar kanan

Space Berhenti

S Mundur

W Maju

A Putar Kiri

Table diatas menunjukan Robot berjalansesuiai dengan program yang telah terdapatdi Mikrokontroler, pengujian dilakukan padajarak kurang dari 1 meter



A Putar Kiri

S Mundur

W Maju

W Berhenti

D Berhenti

Space Berhenti

s Berhenti

s Berhenti

a Berhenti

Tabel diatas menunjukan ketika bergerakmaju hingga 10 meter lalu robot berhentitidak bergerak , ini disebabkan karna modulWireless tidak bias melebihi 10 meter , makaTransmitter tidak bisa mengirim data keReceiver



A Putar Kiri

S Mundur

w Maju

d Putar kanan

s Mundur

Space Berhenti/rem

s Mundur

s Mundur

Robot berjalan dengan baik degan jarak 5meter dan ruangan tertutup dengan Tembok.



A Diam

S Diam

W Diam

D Diam

Space Diam

S Diam

W Diam

A Diam

Pada Tabel diatas menunjukan robot diamtidak bergerak setelah berpindah komputer.Data yang dikirim tidak bisa sampai kemikrokontroler disebabkan serial Port padakomputer tersebut tidak terpasang degan baik



A Diam

S Diam

W Diam

D Diam

Space Diam

S Diam

W Diam

A Diam

Robot Tidak bergerak Disebabkan ModulTransmitter rusak dan tidak berfungsidengan baik. kerusakan disebabkan dayayang masuk sebesar 5V, sehingga tidakbertahan lama



A Putar Kiri

S Mundur

W Maju

D Putar kanan

Space Berhenti

S Mundur

W Maju

A Putar Kiri



A Putar Kiri

S Mundur

W Maju

D Putar kanan

Space Berhenti

S Mundur

W Maju

Dari table 8,9,10 motor berjalan denganbaik setelah diganti degan batrei yang baru.

Jika konfigurasi pada komputer ,hyperterminal , dan pengkabelan padarangkaian Robot dan mikrokontroler telahdiatur dengan baik maka Robot akan berjalandegan baik sesuai dengan perintah User yangmenjalankan Robot ini

5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah perancangan, perencanaan sistemdan pengujian dan analisisnya, maka dapatdiambil bebrapa kesimpulan tentang sistemkerja dari Robot Pengintai Menggunakan PCBerbasis Mikrokontroler AT89S51 yangdibuat oleh penulis :

1. Modul wireless 27MHz yang digunakanPenulis mempunyai batasan jarak ±10meter

2. Rangkaian robot diaktifkan dengan Catudaya 9V menggunakan batrei

3. Robot dikendalikan dan dipantau melaluikomputer

4. Modul Transmitter pada modul wireless27MHz diaktifkan dengan tegangan 3Volt

5. Pengendalian Robot menggunakan PCdengan komunikasi serial, satu arah(Simplex) dari PC ke Mikrokontroler

6. Dalam keadaan gelap tetap dapatmemantau situasi dengan adanya sensorcahaya yang mengaktifkan LED

7. Citra Lingkungan yang ditangkap olehKamera akan Ditampilkan Pada PC

5.2 Saran

Berdasarkan hasil pengujian dan hasilanalisa yang telah penulis lakaukan makapenulis memeliki beberapa saran agar alat inidapat diperbaiki dan kesalahan kesalahnyang terjadi dapat diatasi

1. Driver Usb To Serial harus terpasangdengan baik pada komputer yang akandigunakan

2. Konfigurasi dan pengaturan Pada PC danHyperterminal harus sesuai denganketentuan

3. Tidak menggunakan Supply atau CatuDaya melebihi ketentuan karena akanmengurangi daya tahan

4. Memakai batrei yang bisa diisi kembali(charge)

5. Penataan komponen yang baik akanmengurangi resiko kerusakan pada robotini

6. Driver untuk Easy Capture harusterpasang Dengan baik agar dapatmenampilkan gambar dengan baik

6. DAFTAR PUSTAKA

[1] Anonim, Modul Traning Mikrokontroler8051 level basic,Prasimax TechnologiDevelopment Center , Depok, 2001.

[2] Anonim, Modul Panduan Mikroprosesor,Laboratorium Elektronika dan KomputerUniversitas Gunadarma, Depok, 2005.

[3] Anonim, Modul Panduan ElektronikaDasar , Laboratorium Elektronika danKomputer Universitas Gunadarma,Depok, 2005.

[6]Anonim,staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/DCMotorPaperandQA.pdf

[6] Anonim,http://jurnal.unikom.ac.id/_s/data/jurnal/v08-n02/volume-82-artikel-5.pdf/pdf/volume-82-artikel-5.pdf, juni 2012

[7] Anonim,http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, Juli 2012.

[8] Anonim ,http://id.wikipedia.org/wiki/ASCII,Juli 2012.

[9] Anonim,http://tutorialelektronika.blogspot.com/2009/02/rangkaian-driver-motordc-motor-stepper.html

[10] Widodo, Romy Budhi, EmbedeedSystem Menggunakan Mikrokontroler danPemrograman C, Andi 2009

[11] Anonim,http://www.slideshare.net/rumahbelajar/mikrokontroler-pertemuan-2

[12] Putra, Agfianto eko, BelajarMikrokontroler AT89C51/52/55 Teori danAplikasi edisi 2, Gaava media, 2006

jurnal indra

Documents