perancangan sistem robot line follower ...eprints.umm.ac.id/39478/1/pendahuluan.pdfpembuatan tugas...

i

PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER

UNTUK PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI

SENGKALING (HARDWARE)

SKRIPSI

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

Ahmad Hafid Fanani

201210130311081

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK

PEMBELAJARAN DI TAMAN REKREASI SENGKALING

(HARDWARE)

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)


Disusun Oleh:

AHMAD HAFID FANANI

201210130311081

Diperiksa dan Disetujui Oleh:

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK


(HARDWARE)

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana (S1)


Disusun Oleh:

AHMAD HAFID FANANI

201210130311081

Tanggal Ujian : 16 Juli 2018

Periode Wisuda : 25 Agustus 2018

Disetujui Oleh:

1. Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.

NIDN : 0718036502

(Pembimbing I)

2. Khusnul Hidayat, S.T. (Pembimbing II)

3. Ir. Muhammad Irfan, M.T.

NIDN : 0705106601

(Penguji I)

4. Machmud Efendi S.T, M.Eng

NIDN : 0715067402

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN : 0718036502

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : AHMAD HAFID FANANI

Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 5 Januari 1994

NIM : 201210130311081

Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Elektro

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir Saya dengan judul “PERANCANGAN

SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK PEMBELAJARAN DI TAMAN

REKREASI SENGKALING (HARDWARE)” beserta isinya adalah karya saya sendiri dan

bukan karya tulis orang lain, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan

sumbernya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau

ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung

segala bentuk sanksi yang berlaku.

.

Malang, 25 Juli 2018

Yang membuat pernyataan

AHMAD HAFID FANANI

Mengetahui

Pembimbing I

Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.

NIDN : 0718036502

Pembimbing II

Khusnul Hidayat, S.T.

v

KATA PENGANTAR

i. KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala

nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah

kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas

kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

“PERANCANGAN SISTEM ROBOT LINE FOLLOWER UNTUK


(HARDWARE)”

Pembuatan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis

berharap agar tugas akhir ini dapat menambah kepustakaan dan dapat memberikan

manfaat bagi semuanya.

Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa

mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis

mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak

sengaja.

Malang, 25 JULI 2018

Penulis

vi

LEMBAR PERSEMBAHAN

ii. LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu tercinta saya Nanik Muji Rahayu,A.Md.farm yang tak henti

memberikan doa dan dukungan moril maupun material, membiayai,

mencintai dan menyayangi saya hingga dapat meraih gelar Sarjana Teknik

ini.

2. Dekan Fakultas Teknik dan keluarga (FT) Bapak Ir. Sudarman, MT. serta

para Pembantu Dekan Fakultas Teknik dan keluarga besar Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. dan

Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Bapak Widianto,ST.MT. beserta seluruh

staffnya.

4. Dosen pembimbing saya ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. dan Bapak

Khusnul Hidayat,ST. yang telah meluangkan waktu, energi dan pikiran

untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

5. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis

selama proses studi.

6. Tersayang saya Rossy Cavestany Vescera yang telah banyak memberikan

dukungan berupa semangat dan doa sehingga saya bisa meraih semua ini.

7. Teman saya Ralin, musley, Grey dan Bongsor yang telah banyak membantu

meringankan beban dalam pembuatan tugas akhir saya dengan tingkahnya.

8. Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu dan mendoakan penulis

tanpa terkecuali.

Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya atas segala

kebaikan dan semoga kita semua selalu dalam lindungan serta tuntunan-Nya.

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ................................................................................................... 1

1.2 Rumusan masalah ............................................................................................. 2

1.3 Batasan masalah ................................................................................................ 2

1.4 Tujuan ............................................................................................................... 2

1.5 Sistematika ........................................................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikrokontroler .................................................................................................. 4

2.1.1 Hardware Arduino ................................................................................... 4

2.1.2 Software Arduino .................................................................................... 4

2.2 Arduino Nano ............................................................................................... 5

2.2.1 Power Suply .......................................................................................... 6

2.2.2 Memori .................................................................................................... 6

2.2.3 Input dan Output ..................................................................................... 7

2.2.4 Interface .................................................................................................. 8

2.2.5 Reset ........................................................................................................ 8

viii

2.3 Arduino Mega ................................................................................................... 9

2.3.1 Proteksi ............................................................................................. 10

2.3.2 Power Suply ...................................................................................... 10

2.3.3 Memori ............................................................................................. 11

2.3.4 Input dan Output ............................................................................... 11

2.3.5 Interface ............................................................................................ 12

2.3.6 Reset .................................................................................................. 13

2.4 IC 74LS157 ..................................................................................................... 13

2.4.1 Konfigurasi IC 74LS157 .................................................................. 14

2.4.2 Kombinasi Multiplexer ..................................................................... 14

2.5 Motor DC ........................................................................................................ 15

2.6 Driver Motor IC L293D .................................................................................. 16

2.6.1 Konfigurasi IC L293D ........................................................................... 17

2.7 LCD 8x4 .......................................................................................................... 17

2.8 LM2596 DC Step Down .................................................................................. 18

2.9 Baterai ............................................................................................................. 19

2.10 LED ................................................................................................................ 20

2.10.1 Macam LED ..................................................................................... 21

2.10.2 Rangkaian LED ................................................................................ 22

2.11 Keypad ........................................................................................................... 22

2.12 Dotmatrix ....................................................................................................... 23

BAB III PERANCANGAN & PEMBUATAN SISTEM

3.1 Perancangan Hardware Robot ........................................................................ 25

3.1.1 Desain Bodi .......................................................................................... 26

3.1.2 Perancangan Sensor Pembaca ............................................................... 27

3.1.3 Perancangan Tombol Arah dan LCD .................................................... 28

3.1.3.1 Perancangn Tombol Arah ............................................................ 28

3.1.3.2 Perancangan LCD ........................................................................ 29

3.1.4 Perancangan Motor DC ......................................................................... 30

3.1.4.1 Perancangan Driver Motor .......................................................... 30

ix

3.1.4.2 Perancangan PID .......................................................................... 31

3.2 Perancangan Hardware Peta ........................................................................... 33

3.2.1 Desain Peta ............................................................................................ 34

3.2.2 Hardware Peta ....................................................................................... 34

3.2.2.1 Perancangan Keypad .................................................................... 34

3.2.2.2 Perancangan Interface Dotmatrix ................................................ 36

3.2.2.3 Perancangan LED Kota................................................................ 37

3.3 Metode Pengujian ........................................................................................... 38

3.3.1 Pengujian LED dan Sensor Pembaca .................................................... 38

3.3.1.1 Tujuan .......................................................................................... 38

3.3.1.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 38

3.3.1.3 Langkah Percobaan ...................................................................... 38

3.3.2 Pengujian Tombol Arah ........................................................................ 39

3.3.2.1 Tujuan .......................................................................................... 39

3.3.2.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 39


3.3.3 Pengujian LCD ...................................................................................... 39

3.3.3.1 Tujuan .......................................................................................... 39

3.3.3.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 39


3.3.4 Pengujian Motor DC .............................................................................. 40

3.3.4.1 Tujuan .......................................................................................... 40

3.3.4.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 40


3.3.5 Pengujian Lintasan Peta ........................................................................ 40

3.3.5.1 Tujuan .......................................................................................... 40

3.3.5.2 Alat dan Bahan ............................................................................. 41


BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Sensor Pembaca ............................................................................. 43

x

4.1.1 Hasil Pengujian Sensor Pembaca .......................................................... 43

4.1.2 Analisa ................................................................................................... 44

4.2 Pengujian Tombol Arah dan LCD .................................................................. 44

4.2.1 Hasil Pengujian Tombol Arah dan LCD .......................................... 44

4.2.2 Analisa .............................................................................................. 45

4.3 Pengujian Driver Motor dan Motor DC .......................................................... 45

4.3.1 Hasil Pengujian Driver Motor dan Motor DC .................................. 45

4.3.2 Analisa .............................................................................................. 46

4.3.3 Hasil Pengujian PID ......................................................................... 46

4.4 Pengujian Hardware Lintasan Peta ............................................................... 48

4.4.1 Hasil Pengujian LED Dotmatrix ....................................................... 48

4.4.2 Analisa .............................................................................................. 49

4.4.3 Hasil Pengujian LED Pada Titik Kota .............................................. 49

4.4.4 Analisa .............................................................................................. 49

4.5 Pengujian Jalan Hardware Robot ................................................................... 50

4.5.1 Hasil Pengujian Jalan Robot Sesuai Rute Soal ................................. 50

4.5.2 Analisa .............................................................................................. 50

4.5.3 Hasil Pengujian Jalan Robot Melewati Simpangan .......................... 51

4.5.4 Analisa .............................................................................................. 51

4.5.5 Hasil Pengujian Robot dengan Rute Acak ....................................... 51

4.5.6 Analisa .............................................................................................. 52

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 53

5.2 Saran ............................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 54

LAMPIRAN ........................................................................................................... 55

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino nano ........................................................................................ 5

Gambar 2.2 Arduino Mega ...................................................................................... 9

Gambar 2.3 IC 74LS157 ....................................................................................... 13

Gambar 2.4 Kaki IC74LS157 ................................................................................ 14

Gambar 2.5 Motor DC .......................................................................................... 15

Gambar 2.6 IC L293D .......................................................................................... 16

Gambar 2.7 Pin IC 1293D .................................................................................... 17

Gambar 2.8 LCD 8x2 ............................................................................................. 18

Gambar 2.9 DC Steep Down .................................................................................. 19

Gambar 2.10 Baterai Lithium ............................................................................... 20

Gambar 2.11 Bentuk LED ..................................................................................... 20

Gambar 2.12 Rangkaian LED ............................................................................... 22

Gambar 2.13 Keypad ............................................................................................. 23

Gambar 2.14 LED Dotmatrix ................................................................................ 24

Gambar 3.1 Diagram Blok Robot .......................................................................... 25

Gambar 3.2 Desain Bodi ........................................................................................ 27

Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian Sensor Photodioda ...................................... 28

Gambar 3.4 Perancangan Tombol Arah ................................................................. 29

Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian LCD ............................................................ 30

Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian Driver Motor ............................................... 31

Gambar 3.7 Diagram Blok PID .............................................................................. 32

Gambar 3.- Penentuan Nilai L dan T ..................................................................... 32

Gambar 3.8 Diagram Blok Peta ............................................................................. 33

Gambar 3.9 Desain Peta ......................................................................................... 34

Gambar 3.10 Perancangan Rangkaian Keypad ...................................................... 35

Gambar 3.11 Perancangan Rangkaian Dotmatrix .................................................. 36

Gambar 3.12 Perancangan Rangkaian LED Kota .................................................. 37

Gambar 4.1 Hardware Robot dan Peta ................................................................... 42

Gambar 4.2 Hasil Pengujian Sensor Pembaca ....................................................... 43

Gambar 4.3 Hasil Pengujian LED Dotmatrix ........................................................ 48

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Pin Antar Muka Sensor Photodioda ....................................................... 27

Tabel 3.2 Pin Antar Muka Tombol Arah ............................................................... 29

Tabel 3.3 Pin Antar Muka LCD ............................................................................. 30

Tabel 3.4 Pin Antar Muka Driver Motor Ke Motor DC ........................................ 31

Tabel 3.5 Parameter PID Ziegler Nichols 1 ........................................................... 32

Tabel 3.6 Hasil Perhitungan Nilai Kp, Ki, Kd ....................................................... 33

Tabel 3.7 Pin Antar Muka Keypad ......................................................................... 35

Tabel 3.8 Pin Interface LED Dotmatrix ................................................................. 36

Tabel 3.9 Pin Antar Muka LED kota ..................................................................... 37

Tabel 4.1 Nilai Analog Sensor Pembaca ............................................................... 43

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tombol Arah dan LCD ................................................ 44

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Driver Motor dan Motor DC ....................................... 46

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Robot Menggunakan PID ............................................ 47

Tabel 4.5 Pengujian LED Dotmatrix ..................................................................... 48

Table 4.6 Hasil Pengujian LED Pada Titik Kota ................................................... 49

Table 4.7 Hasil Pengujian Robot Untuk Menyelesaikan Soal ............................... 50

Table 4.8 Hasil Pengujian Robot Melewati Persimpangan .................................... 51

Table 4.9 Hasil Pengujian Robot dengan Rute Secara Acak ................................. 52

xiii

DAFTAR PUSTAKA

[1] Hidayat dan Sri Nurhayati. 2011. Perancangan Programmable Mobile Robot

Untuk Pengenalan Teknologi Robotika Pada Siswa Sekolah. UNIKOM

[2] Susanto, Heru. 2011. Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler At89s51

Sebagai Media Pembelajaran Rancang Bangun Dan Unjuk Kerja Robot

Beroda Otomatis Di Smp Muhammadiyah 3 Depok Sleman Yogyakarta.

STMIK El Rahma

[3] Ruswanto, Sonie dan Endah Suryani Ningrum. 2011. Pengaturan Gerak dan

Keseimbangan Robot Line Tracer Dua Roda Menggunakan PID Controller.

Politek. Elektro Negeri Surabaya

[4] Chandra, Epan Adi dan Didik Notosudjono. 2013. Epan Adi ChandrROBOT

LINE FOLLOWER (LINE TRACKING ROBOT). Universitas Pakuan Bogor

[5] Diyati, Fahmi. 2016. Rancang Bangun Robot Line Follower Berbasis Cahaya

Tampak. Universitas Airlangga Surabaya

[6] Ruzita Sumiati. 2009. Analisi Pengendalian Motor DC Menggunakan Logika

PID dengan Mikrokontroler Atmega 8535. Politeknik Negeri Padang

[7] Joni, Koko, Miftachul Ulum dan Zainal Abidin. 2016. Robot Line Follower

Berbasis Kendali Proportional-Integral-Derivative (PID) Untuk Lintasan

Dengan Sudut Ekstrim. Universitas Trunojoyo Madura

perancangan sistem robot line follower ...eprints.umm.ac.id/39478/1/pendahuluan.pdfpembuatan tugas...

Documents