tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh · mempublikasikannya di internet atau media lain...

i

TUGAS AKHIR

TEMPAT SAMPAH BERJALAN

TERKENDALI JARAK JAUH

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar SarjanaTeknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

YOSAPHAT SAMODRANIM: 085114013

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

MOBILE REMOTE CONTROLLEDTRASH CAN

Presented as Partial Fullfillment of Requirements

To Obtain the SarjanaTeknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

YOSAPHAT SAMODRANIM: 085114013

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

Jadikanlah Ilmu Berguna Bagi Diri Sendiri dan Orang Lain

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk.....Yesus Kristus Pembimbingku yang setia,

Keluargaku tercinta,Teman-teman seperjuanganku,

Dan semua orang yang mengasihiku

Terima Kasih untuk semuanya.......


vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Yosaphat Samodra

Nomor Mahasiswa : 085114013

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

TEMPAT SAMPAH BERJALAN TERKENDALI JARAK JAUH

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk

media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan

mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu

meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 25 Oktober 2012

Yosaphat Samodra


viii

INTISARI

Kebiasaan seseorang membuang sampah tidak pada tempatnya sering kali membuatpencemaran atau rasa tidak nyaman. Teknologi robot pada masa kini sangat berkembang.Salah satu pengembangan fungsi robot adalah sebagai pengangkut barang atau sampah.Tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh memberikan solusi agar setiap orang dapatmembuang sampah pada tempatnya.

Pada penelitian ini, tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh menggunakanmodul XBee Pro sebagai komunikasi serial dengan jarak jangkau 100 meter. Jenis robotyang digunakan pada penelitian adalah line follower. Setiap orang yang ingin membuangsampah hanya perlu menekan tombol yang berada pada ruangan tertentu (pos), kemudianrobot akan menghampiri dengan membawa kotak sampah. Dengan batasan berat dan tinggisampah tertentu, robot akan kembali ke tempat semula (base) secara otomatis.

Tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh dapat berfungsi dengan baik. Tingkatkeberhasilan robot dalam menuju pos dan kembali lagi ke base mencapai 90%.

Kata kunci: tempat sampah berjalan, XBee Pro, line follower, komunikasi serial.


ix

ABSTRACT

People’s habit about throwing away trash on improper place often make pollutionor discomfort feeling. Nowadays, robotic technology is highly developed. One of thatrobotic technology development is as carrier of goods or rubbish. Mobile remote controlledtrash offer solution so that everyone can dispose trash in proper place.

In this thesis, mobile remote controlled trash can is using XBee Pro module as theserial communication within 100 meter range. Typical robot used in this thesis is linefollower robot. Someone who wants to dispose trash only need to press a button at thecertain room (point), then robot will come bring trash can to that point. With certain limitof weight and height, robot will return to starting place (base) automatically.

Mobile remote controlled trash is well functioned. Robot’s successful rate on goingto the certain point and return to base reach 90%.

Keyword : trash can, XBee Pro, line follower, serial communication.


x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah

memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan

baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Damar Widjaja, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan

ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan

skripsi ini.

4. Martanto, S.T., M.T., Ir. Tjendro, M.Kom., dosen penguji yang telah memberikan

masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi ini.

5. Kedua orang tua dan kakak-kakak saya, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih

sayang yang tiada henti.

6. Kekasihku atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti.

7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

8. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008 Teknik Elektro, kawan-kawan kos, dan

semua kawan yang mendukung saya dalam mendukung dalam menyelesaikan tugas

akhir ini.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang

telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami

kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,

kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi

ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis

Yosaphat Samodra


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA............................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii

INTISARI .................................................................................................................... viii

ABSTRACT................................................................................................................ ix

KATA PENGANTAR ............................................................................................. x

DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xv

DAFTAR TABEL..................................................................................................... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang.................................................................................................. 1

1.2. Perumusan Masalah.......................................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian.............................................................................................. 2

1.4. Manfaat Penelitian............................................................................................ 2

1.5. Batasan Masalah ............................................................................................... 2

1.6. Metodologi Penelitian ...................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1. Frequency Band 2,4 GHz ................................................................................. 6

2.2. XBee Pro .......................................................................................................... 7

2.3 LCD .................................................................................................................. 9

2.4. Mikrokontroler ATmega8535........................................................................... 11


xii

2.4.1. Konfigurasi Pin ...................................................................................... 12

2.4.2. Peta Memori ........................................................................................... 13

2.4.3. Stack Pointer .......................................................................................... 14

2.4.4. Reset dan Osilator Eksternal................................................................... 14

2.4.5. Timer ATmega8535................................................................................ 15

2.4.5.1. Timer/Counter 1 ........................................................................ 15

2.4.5.2. Register Pengendali Timer/Counter 1 ....................................... 15

2.4.5.3. Mode Operasi ............................................................................ 21

2.4.5.4. Interupsi ..................................................................................... 25

2.4.6. Osilator Mikrokontroler.......................................................................... 26

2.4.7. Analog to Digital Converter ................................................................... 26

2.5. Rangkaian Pembagi Tegangan ......................................................................... 28

2.6. Operational Amplifier ......................................................................................... 28

2.7. Komparator....................................................................................................... 29

2.8. Penguat Non - Inverting ................................................................................... 30

2.9. IC LM339........................................................................................................... 30

2.10. Keypad .............................................................................................................. 31

2.11. IC Driver L298 ................................................................................................... 32

2.12. Sensor Flexiforce ................................................................................................ 32

2.13. Sensor Jarak Ultrasonik PING.............................................................................. 33

2.14. Motor DC ........................................................................................................... 34

2.15. Fotodioda ........................................................................................................... 35

2.16. Light Emiting Diode (LED).................................................................................. 36

2.17. Optocoupler........................................................................................................ 36

BAB III PERANCANGAN

3.1. Diagram Blok ......................................................................…………………. 38

3.2. Perancangan Perangkat Keras .............................................…………………. 40

3.2.1. Robot Line Follower dan Letak Sensor...................…………………. 40

3.2.2. Track Robot.............................................................…………………. 41

3.2.3. Rangkaian Pemancar XBee PRO.................................…………………. 42

3.2.4. Rangkaian Penerima Xbee PRO..................................…………………. 44

3.2.5. Rangkaian Minimum Sistem Line Follower .................…………………. 46


xiii

3.2.6. Rangkaian LCD .........................................................…………………. 48

3.2.7. Sensor Jalur ...............................................................…………………. 49

3.2.8. Rangkaian Komparator...............................................…………………. 51

3.2.9. Rangkaian Driver.......................................................…………………. 55

3.2.10. Rangkaian Pembagi Tegangan Sensor Berat.................…………………. 57

3.2.11. Perhitungan Nilai ADC...............................................…………………. 58

3.3. Perancangan Perangkat Lunak.......................................................................... 59

3.3.1. Flowchart Utama……………………………………………………..... 59

3.3.2. Flowchart Pengiriman Data ......................................…………………. 60

3.3.3. Flowchart Penerima Data..........................................…………………. 61

3.3.4. Flowchart Pos1, Pos 2 dan Pulang ............................…………………. 62

3.3.5. Flowchart Pengecekan Sampah.................................…………………. 65

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Implementasi Robot ................................................................................ 67

4.1.1. Hasil Konstruksi Robot ........................................................................ 67

4.1.2. Denah Jalur ........................................................................................... 68

4.2. Pengujian Keberhasilan .................................................................................... 68

4.2.1. Pengujian Tanpa Beban ........................................................................ 69

4.2.2. Pengujian dengan Berat 2Kg dan Tinggi 25cm.................................... 69

4.2.3. Pengujian dengan Berat 2Kg dan Tinggi 30cm.................................... 70

4.2.4. Pengujian dengan Berat 2,2Kg dan Tinggi 25cm................................. 70

4.3. Analisa Pengujian Beban.................................................................................. 71

4.4. Ilustrasi Kegagalan Robot ................................................................................ 72

4.5. Pengujian Rangkaian Pemancar dan Penerima XBee Pro................................ 73

4.6. Pengujian Sensor Jalur ..................................................................................... 74

4.7. Pengujian Rangkaian Komparator.................................................................... 75

4.8. Pengujian Rangkaian Driver ............................................................................ 76

4.9. Pengujian Sensor Ultrasonik Ping .................................................................... 76

4.10. Pengujian Sensor Berat Flexyforce .................................................................. 77

4.11. Pembahasan Software ....................................................................................... 78

4.11.1. Program Utama.................................................................................. 78

4.11.2. Program Pos 1.................................................................................... 79


xiv

4.11.3. Program Pos 2.................................................................................. 80

4.11.4. Program Pengecekan Sampah ......................................................... 81

4.11.4.1. Program Pengaturan Timer ............................................. 82

4.11.4.2. Program Pengaturan ADC.............................................. 82

4.11.4.3. Program Ketinggian Sampah.......................................... 83

4.11.5. Pengujian Program Pos1, Pos 2 dan Pulang .................................... 84

4.11.6. Program Pemancar XBee Pro .......................................................... 86

4.11.7. Program Penerima XBee Pro........................................................... 87

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan....................................................................................................... 88

5.2. Saran ................................................................................................................. 88

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 89

LAMPIRAN ............................................................................................................... 90


xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Blok Diagram Pemancar.......................................................................... 3

Gambar 1.2. Blok Diagram Penerima .......................................................................... 4

Gambar 1.3. Blok Diagram Robot Line Follower ........................................................ 4

Gambar 2.1. Konfigurasi pin XBee PRO ..................................................................... 7

Gambar 2.2. Komunikasi XBee PRO........................................................................... 9

Gambar 2.3. Konstruksi LCD....................................................................................... 9

Gambar 2.4. LCD 2 x 16 .............................................................................................. 10

Gambar 2.5. Konfigurasi ATmega8535 ....................................................................... 12

Gambar 2.6. Peta memori program .............................................................................. 14

Gambar 2.7. Rangkaian reset ....................................................................................... 14

Gambar 2.8. Pulsa fast PWM ....................................................................................... 23

Gambar 2.9. Pulsa phase correct PWM........................................................................... 24

Gambar 2.10. Rangkaian pembagi tegangan .................................................................. 28

Gambar 2.11. Op-amp .................................................................................................... 28

Gambar 2.12. Op-amp komparator dan karakteristik tegangan output (Vo).................. 29

Gambar 2.13. Grafik Vout dan Vin yang sudah dibandingkan dengan Vref ................. 30

Gambar 2.14. Non – inverting amplifier ........................................................................ 30

Gambar 2.15. Konfigurasi IC LM339 ............................................................................ 31

Gambar 2.16. Keypad 4x4 .............................................................................................. 31

Gambar 2.17. IC driver L298 ......................................................................................... 32

Gambar 2.18. Skema pin IC LM324 .............................................................................. 32

Gambar 2.19. Sensor flexiforce ...................................................................................... 33

Gambar 2.20. Grafik perbandingan hambatan dengan gaya .......................................... 33

Gambar 2.21. Instalasi sensor ping................................................................................. 34

Gambar 2.22. Grafik prinsip kerja sensor ping .............................................................. 34

Gambar 2.23. Konstruksi motor DC............................................................................... 35

Gambar 2.24. Simbol dan rangkaian fotodioda.............................................................. 36

Gambar 2.25. Simbol LED............................................................................................. 36

Gambar 2.26. Rangkaian optocoupler ............................................................................ 37


xvi

Gambar 3.1. Diagram blok pemancar........................................................................... 38

Gambar 3.2. Diagram blok penerima ........................................................................... 39

Gambar 3.3. Diagram blok line follower ...................................................................... 39

Gambar 3.4. Rancangan robot line follower................................................................. 40

Gambar 3.5. Track robot .............................................................................................. 41

Gambar 3.6. Rangkaian osilator pemancar XBee PRO................................................ 42

Gambar 3.7. Rangkaian reset pemancar XBee PRO.................................................... 43

Gambar 3.8. Rangkaian pemancar Xbee PRO ............................................................. 43

Gambar 3.9. Rangkaian osilator penerima XBee PRO ................................................ 44

Gambar 3.10. Rangkaian reset penerima XBee PRO..................................................... 45

Gambar 3.11. Rangkaian penerima Xbee PRO .............................................................. 45

Gambar 3.12. Rangkaian osilator minimum sistem ....................................................... 46

Gambar 3.13. Rangkaian reset minimum sistem............................................................ 47

Gambar 3.14. Rangkaian minimum sistem .................................................................... 48

Gambar 3.15. Interface LCD mode 4 bit........................................................................ 49

Gambar 3.16. Rangkaian sensor jalur............................................................................. 51

Gambar 3.17. Rangkaian komparator............................................................................. 52

Gambar 3.18. Rangkaian pembagi tegangan .................................................................. 54

Gambar 3.19. Rangkaian driver ..................................................................................... 56

Gambar 3.20. Rangkaian pembagi tegangan sensor berat.............................................. 58

Gambar 3.21. Alur pemrograman utama ........................................................................ 60

Gambar 3.22. Alur pemrograman pengiriman data........................................................ 61

Gambar 3.23. Alur pemrograman penerima data ........................................................... 62

Gambar 3.24. Alur pemrograman pos 1 ......................................................................... 63

Gambar 3.25. Alur pemrograman pengecekan sampah.................................................. 65

Gambar 4.1. Mekanik robot.......................................................................................... 67

Gambar 4.2. Track robot .............................................................................................. 68

Gambar 4.3. Tampilan hasil pengujian tanpa beban .................................................... 69

Gambar 4.4. Tampilan hasil pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 25cm ................ 69

Gambar 4.5. Tampilan hasil pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 30cm ................ 70

Gambar 4.6. Tampilan hasil pengujian dengan berat 2,2Kg dan tinggi 25cm ............. 71

Gambar 4.7. Ilustrasi sensor jalur................................................................................. 72

Gambar 4.8. Ilustrasi kegagalan robot.......................................................................... 72


xvii

Gambar 4.9. Pemancar dan penerima XBee Pro .......................................................... 73

Gambar 4.10. Program utama......................................................................................... 78

Gambar 4.11. Program pos 1 .......................................................................................... 80

Gambar 4.12. Program pos 2 .......................................................................................... 81

Gambar 4.13. Program pengaturan timer ....................................................................... 82

Gambar 4.14. Program pengaturan ADC ....................................................................... 83

Gambar 4.15. Program ketinggian sampah .................................................................... 84

Gambar 4.16. Program pemancar XBee Pro .................................................................. 86

Gambar 4.17. Program penerima XBee Pro ................................................................... 87


xviii

DAFTAR TABELHalaman

Tabel 2.1. Pembagian frequency band ISM menurut ITU – R...................................... 6

Tabel 2.2. Lebar frekuensi XBee PRO.......................................................................... 8

Tabel 2.3. Spesifikasi XBee PRO.................................................................................. 8

Tabel 2.4. Fungsi pin-pin LCD...................................................................................... 10

Tabel 2.5. Deskripsi pin ATmega8535.......................................................................... 13

Tabel 2.6. Register TCCR1A......................................................................................... 15

Tabel 2.7. Normal dan CTC .......................................................................................... 16

Tabel 2.8. Mode fast PWM ........................................................................................... 16

Tabel 2.9. Mode phase correct dan phase & frekuensi correct PWM.......................... 16

Tabel 2.10. Mode operasi ................................................................................................ 17

Tabel 2.11. Register TCCR1B ........................................................................................ 18

Tabel 2.12. Prescaler timer/counter1............................................................................. 19

Tabel 2.13. Register 1A.................................................................................................. 19

Tabel 2.14. Register 1 B ................................................................................................. 19

Tabel 2.15. Register 1..................................................................................................... 19

Tabel 2.16. Register TIMSK .......................................................................................... 20

Tabel 2.17. Register TIFR .............................................................................................. 20

Tabel 2.18. Sumber interupsi.......................................................................................... 25

Tabel 2.19. Konfigurasi bit-bit ADMUX ....................................................................... 27

Tabel 2.20. Konfigurasi bit-bit ADPS............................................................................ 27

Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler 1 ............................................. 44



Tabel 3.4. Kondisi sensor jalur..................................................................................... 64

Tabel 3.5. Kondisi sensor jalur dan pergerakan robot.................................................. 65

Tabel 4.1. Persentase keberhasilan pengujian untuk tiap beban yang diuji ................. 71

Tabel 4.2. Pengujian rangkaian pemancar dan penerima ............................................. 73

Tabel 4.3. Pengujian jangkauan pemancar dan penerima Xbee Pro ............................ 74

Tabel 4.4. Pengukuran tegangan output sensor jalur.................................................... 74

Tabel 4.5. Hasil pengujian rangkaian komparator........................................................ 75

Tabel 4.6. Hasil pengujian rangkaian driver ................................................................ 76


xix

Tabel 4.7. Hasil pengujian sensor ultrasonik ping........................................................ 76

Tabel 4.8. Hasil pengujian sensor berat flexyforce ....................................................... 77

Tabel 4.9. Perbandingan program utama dengan pengukuran pin yang digunakan..... 79

Tabel 4.10. Pengujian program pos 1, pos2 dan pulang................................................. 85


xx

DAFTAR LAMPIRAN

L.1. Tabel Pengujian Robot.......................................................................................... L1

L.2. Program................................................................................................................. L4

L.3. Rangkaian Keseluruhan ........................................................................................ L22


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring dengan tingginya aktivitas manusia seiring pula dengan peningkatan jumlah

sampah sebagai produk sekunder. Meningkatnya jumlah sampah dan kecenderungan sifat

manusia yang pada umumnya malas membuang sampah dapat menimbulkan berbagai

masalah, diantaranya masalah estetika, gangguan kesehatan, bahkan pencemaran

lingkungan.

Pada penelitian dengan judul “Robot Pengantar Barang Berbasis Kontrol

Proporsional Deferensial (PD) Digital, robot pengantar barang berjalan mengikuti garis

dengan lima titik pemberhentian dan dikendalikan secara jarak dekat [1]. Robot mampu

membawa beban kurang dari 200 gram dengan tingkat keberhasilan pengantaran barang

88,3%.

Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis berusaha mengembangkan sebuah

sistem tempat sampah yang dapat berjalan ke tempat yang diinginkan dalam wilayah

tertentu dengan kontrol yang dilakukan dengan mekanisme panggilan jarak jauh

menggunakan jaringan nirkabel. Dengan adanya tempat sampah berjalan tersebut banyak

orang akan dengan mudah menjangkau tempat sampah pada suatu ruangan tanpa

menghampiri. Asumsi yang seperti ini akan lebih membuat manusia untuk lebih peka

dengan keberadaan sampah dan lingkungan sekitarnya.

Dengan hadirnya suatu teknologi jaringan nirkabel yang dinamakan ZigBee maka

komunikasi data jarak jauh pun dapat dilakukan. ZigBee termasuk dalam lingkup jaringan

Wireless Personal Area Network (WPAN) seperti halnya dengan Bluetooth [2]. Penulis

lebih memilih teknologi ini dibandingankan dengan Bluetooth karena jarak jangkauan

ZigBee yang lebih jauh dibandingkan dengan Bluetooth. ZigBee juga memiliki kecepatan

pengiriman data yang tinggi apabila dibandingkan dengan Bluetooth dan Ultra Wide Band

(UWB) [2].

Tempat sampah berjalan ini menggunakan robot line follower sebagai prasarana

untuk membawa kotak sampah. Robot line follower berjalan dengan mengikuti garis,

sehingga tidak memerlukan biaya banyak biaya untuk pembuatan track dan mudah dalam

pengoperasiannya. Robot line follower akan dilengkapi dengan sensor pendeteksi benda


2

dan sensor berat. Sensor pendeteksi benda berfungsi untuk mengetahui sampah yang

masuk ke kotak sampah sehingga setiap orang yang membuang sampah dapat

mengetahuinya. Sensor berat berfungsi untuk mengetahui beban maksimal yang dapat

dibawa oleh robot. Sensor berat ini juga berfungsi untuk membatasi berat yang dapat

dibawa, agar robot tidak cepat rusak dan dapat bertahan dalam waktu yang lama.

1.2. Perumusan Masalah

1. Bagaimana menciptakan robot line follower dengan membawa tempat sampah?

2. Bagaimana menetukan volume maksimum tempat sampah?

3. Bagaimana menentukan titik-titik pemberhentian robot line follower?

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menciptakan sebuah robot tempat sampah berjalan

yang dapat dikendalikan jarak jauh.

1.4. Manfaat Penelitian

1. Bagi industri jasa, penelitian ini dapat dipakai sebagai salah satu solusi untuk

menjawab kebutuhan peralatan di industri, sebagai contoh bagi industri bahan-

bahan kimia yang berbahaya.

2. Bagi masyarakat, penelitian ini dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari

agar dapat meningkatkan kedisiplinan untuk membuang sampah pada tempatnya.

3. Bagi peneliti, penelitian ini dapat dipakai sebagai sarana belajar tentang

penelitian ilmiah dan penulisan karya ilmiah, serta merepresentasikan ilmu-ilmu

yang didapat di Teknik Elektro.

4. Bagi dunia pendidikan, penelitian ini dapat dipakai sebagai modul pembelajaran,

khususnya untuk mata kuliah robotika, pemrograman dan mikrokontroler.

1.5. Batasan Masalah

1. Menggunakan dua titik pemberhentian dan satu titik untuk base.

2. Menggunakan track hitam di atas putih.

3. Kontroller yang digunakan adalah ATmega8535.

4. Menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi sampah.


3

5. Berat maksimal yang mampu dibawa robot adalah 2Kg dengan ketinggian

maksimal 25cm.

6. Sampah yang dapat ditampung berupa limbah padat.

7. Menggunakan modul XBee PRO yang ada di pasaran sebagai komunikasi serial.

1.6. Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan menggunakan metode:

1. Bahan-bahan referensi berupa website, buku-buku dan jurnal-jurnal.

2. Perancangan subsistem berupa hardware dan software.

Tahap ini bertujuan mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan

dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan

kebutuhan yang telah ditentukan.

3. Pembuatan subsistem hardware dan software.

Penelitian ini menggunakan tiga buah mikrokontroler. Mikrokontroler 1 digunakan

pada rangkaian XBee pengirim, mikrokontroler 2 digunakan pada rangkaian XBee

penerima, dan mikrokontroler 3 digunakan pada robot line follower.

Berdasarkan Gambar 1.1., keypad berfungsi memberikan input ke mikrokontroler 1

kemudian mikrokontroler 1 akan mengolah input tombol sebagai input XBee.

Penelitian ini menggunakan modul XBee yang sudah ada di pasaran. XBee

berfungsi untuk mengirimkan data dari mikrokontroler 1 ke XBee penerima.

Berdasarkan Gambar 1.2., setelah XBee penerima mendapatkan data dari XBee

pengirim kemudian data diolah oleh mikrokontroler 2. Data dari mikrokontroler 2

akan digunakan sebagai pengontrol robot line follower melalui mikrokontroler 3.

Gambar 1.3. menunjukkan blok diagram robot line follower.

Gambar 1.1. Blok diagram pemancar

Mikrokontroler 1Modul XBee

Pemancar

Tombol 1

Tombol 2


4

Gambar 1.2. Blok diagram penerima

Gambar 1.3. Blok diagram robot line follower

Berdasarkan Gambar 1.3., mikrokontroler 3 akan menerima data dari

mikrokontroler 2 sebagai input data untuk penentuan pos 1 atau pos 2. Sensor jalur

berfungsi mendeteksi garis hitam dan putih pada track. Komparator berfungsi

membandingkan data 0 atau 1 yang dikirim oleh sensor jalur dan kemudian

mengirimkan data tersebut ke mikrokontroler 3 yang berada pada robot. Sensor

ultrasonik dan sensor berat berfungsi sebagi pendeteksi sampah yang dibuang ke

dalam kotak sampah. Driver berfungsi untuk menggerakkan motor DC pada robot

yang dikontrol oleh mikrokontroler 3.

Modul XBeePenerima

Mikrokontroler 2

Robot LineFollower

TempatSampah

Mikrokontroler 3

Sensorproximity

Sensorultrasonik

Sensorberat

Komparator

Driver

Pengondisisinyal

Motor DC

Mikrokontroler 2


5

4. Proses pengambilan data.

Pengambilan data dilakukan dengan cara mengubah-ubah input keypad sebagai

pengendali robot. Setelah itu dilakukan pengukuran pada sensor berat yang

diletakan pada robot line follower sebagai pendeteksi berat maksimal beban yang

dibawa. Robot line follower juga akan dilengkapi sensor ultrasonik sebagai

pendeteksi sampah yang masuk ke dalam tempat sampah.

5. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan.

Analisa data dilakukan dengan membandingkan data hasil percobaan dengan

perhitungan teori dan spesifikasi yang telah ditentukan terlebih dahulu.

Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung presentase error

yang terjadi.


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Frequency Band 2,4 GHz

Sistem Wireless sangat terkenal untuk jaringan data di tingkat lokal dan komunikasi

antara beberapa alat komunikasi dengan jarak 10 meter (komunikasi telepon seluler dengan

computer menggunakan Bluetooth), yang disebut Wireless Local Area Network (WLAN) dan

Wireless Personal Area Network (WPAN) [2]. Namun, sebagian besar sistem yang ada

merupakan sistem bebas lisensi, baik perencanaan sumber daya atau alokasi

bandwidth. Sampai saat ini, sistem yang paling sering digunakan dalam frequency band

industrial, scientific and medical (ISM) 2,4 GHz adalah IEEE802.11 dan Bluetooth.

ZigBee dan IEEE 802.15.4 adalah dua standar mendatang untuk jaringan nirkabel jarak

pendek yang menggunakan frequency band ISM [3]. Aplikasi keduanya diterapkan dalam

otomatisasi rumah, industri, dan medis. Aplikasi medis memerlukan keandalan tertinggi di

media transmisi.

Frequency band ISM untuk Eropa adalah 868 MHz , untuk Amerika adalah 915 MHz,

dan untuk digunakan di seluruh dunia adalah 2,4 GHz [3]. Frekuensi 2,4 GHz menyediakan

bandwidth tertinggi per saluran dan jumlah saluran terbesar. Frequency band 2,4 GHz adalah

band yang umum digunakan untuk chip RF IEEE 802.15.4. Dengan demikian, dalam beberapa

bulan atau tahun ke depan, akan ada tiga sistem nirkabel dalam satu frequency band dengan

skema modulasi dan saluran akses yang berbeda. Tabel 2.1. memperlihatkan pembagian

frequency band ISM menurut International Telecommunication Union Radiocommunication

Sector (ITU – R).

Tabel 2.1. Pembagian frequency band ISM menurut ITU – R [3]

Frekuensi (Hz)Frekuensi tengah

(Hz)

24–24.25 GHz 24.125 GHz

61–61.5 GHz 61.25 GHz

122–123 GHz 122.5 GHz

244–246 GHz 245 GHz


7

Tabel 2.1. (Lanjutan) Pembagian frequency band ISM menurut ITU – R [3]

2.2. XBee PRO

Modul XBee dan XBee PRO dirancang untuk memenuhi standar ZigBee / IEEE

802.15.4 dan mendukung kebutuhan daya rendah pada pengaplikasian sensor yang

menggunakan jaringan nirkabel [4]. Modul ini memerlukan daya minimal dan dapat

diandalkan dalam pengiriman data kritis antar perangkat. XBee PRO beroperasi dalam

frequency band ISM 2,4 GHz. Gambar 2.1. memperlihatkan konfigurasi pin XBee PRO. Tabel

2.2. memperlihatkan lebar frekuensi XBee PRO. Tabel 2.3. memperlihatkan spesifikasi XBee

PRO.

Gambar 2.1. Konfigurasi pin XBee PRO [4]

Frekuensi (Hz)Frekuensi tengah

(Hz)

6.765–6.795 MHz 6.780 MHz

13.553–13.567 MHz 13.560 MHz

26.957–27.283 MHz 27.120 MHz

40.66–40.70 MHz 40.68 MHz

433.05–434.79 MHz 433.92 MHz

902–928 MHz 915 MHz

2.400–2.500 GHz 2.450 GHz

5.725–5.875 GHz 5.800 GHz


8

XBee PRO mempunyai beberapa keunggulan dalam hal keamanan jaringan, yaitu :

1. Setiap saluran urutan langsung mempunyai 65.000 alamat yang berbeda.

2. Mendukung pelaksanaan komunikasi point-to-point, point-to-multipoint, dan

topologi peer-to-peer.

3. Enkripsi hingga 128 bit.

4. Menggunakan arus yang rendah yaitu

a) Arus Tx : 270 mA ( @ 3.3 v)

b) Arus Rx : 55 mA (@ 3.3 v)

5. Tidak memerlukan konfugurasi selain di dalam modul XBee PRO

Tabel 2.2. Lebar frekuensi XBee PRO [4]

FrequencyBand

ChannelNumbering

SpreadingParameters

Data Paramaters

ChipRate

Modulation

BitRate

SymbolRate

Modulation

2.4-2.4835GHz

11 to 262.0

MchipsO-QPSK

250kb/s

62,5kbaud

16-aryOrthogonal

Tabel 2.3. Spesifikasi XBee PRO [4]


9

Komunikasi secara serial digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat lain

menggunakan media kabel serial. Komunikasi serial ini menggunakan metode asinkronus

serial. Gambar 2.2. memperlihatkan komunikasi XBee PRO.

Gambar 2.2. Komunikasi XBee PRO [4]

2.3. LCD

Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang berfungsi untuk menampilkan

suatu karakter pada suatu tampilan (display) dengan bahan utama yang digunakan berupa

Liquid Crystal [5]. Apabila diberi arus listrik sesuai dengan jalur yang telah dirancang pada

konstruksi LCD, Liquid Crystal akan berpendar menghasilkan suatu cahaya dan cahaya

tersebut akan membentuk suatu karakter tertentu. Konstruksi LCD disajikan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Konstruksi LCD [5]

LCD yang sering digunakan adalah jenis LCD M1632. M1632 merupakan modul LCD

dengan tampilan 2 x 16 (2 baris, 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut


10

dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.

Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki

CGROM (Character General Read Only Memory), CGRAM (Character General Random

Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). LCD bertipe ini

memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data 8 bit atau 4 bit. Jika

menggunakan jalur data 4 bit, maka akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 4 untuk

jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit, maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur

kontrol & 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register

Select) dan R/W (Read/Write). LCD 2 x 16 disajikan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. LCD 2 x 16 [5]

LCD jenis M1623 memiliki jumlah pin sebanyak 16 yang memiliki fungsi berbeda-

beda. Fungsi pin-pin tersebut disajikan pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Fungsi pin-pin LCD [5]

Nomor

Pin

Simbol Nomor

Pin

Simbol

1 GND 9 DB2

2 Vcc (5V) 10 DB3

3 Vled 11 DB4

4 RS 12 DB5


11

Tabel 2.4. (Lanjutan) Fungsi pin-pin LCD [5]

Nomor

Pin

Simbol Nomor

Pin

Simbol

5 R/W 13 DB6

6 E 14 DB7

7 DB0 15 A

8 DB1 16 K

Fungsi pin LCD pada Tabel 2.4. adalah :

1. Vlcd merupakan pin yang digunakan untuk mengatur tebal tipisnya karakter yang

tertampil dengan cara mengatur tegangan masukan.

2. DB0 s/d DB7 merupakan jalur data yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII

maupun perintah pengatur LCD.

3. Register Select (RS) merupakan pin yang dipakai untuk membedakan jenis data yang

dikirim ke LCD. Jika RS berlogika ‘0’, maka data yang dikirim adalah perintah untuk

mengatur kerja LCD. Jika RS berlogika ‘1’, maka data yang dikirimkan adalah kode

ASCII yang ditampilkan.

4. Read/Write (R/W) merupakan pin yang digunakan untuk mengaktifkan pengiriman dan

pengembalian data ke dan dari LCD. Jika R/W berlogika ‘1’, maka akan diadakan

pengambilan data dari LCD. Jika R/W berlogika ‘0’, maka akan diadakan pengiriman

data ke LCD.

5. Enable (E) merupakan sinyal singkronisasi. Saat E berubah dari logika ‘1’ ke ‘0’, data

di DB0 s/d DB7 akan diterima atau diambil diambil dari port mikrokontroler.

6. Anoda (A) dan Katoda (K) merupakan pin yang digunakan untuk menyalakan

backlight dari layar LCD.

2.4. Mikrokontroler ATmega8535

Mikrokontroler merupakam chip cerdas yang menjadi tren dalam pengendalian dan

otomatisasi, terutama di kalangan mahasiswa [6]. Dengan banyak jenis keluarga, kapasitas


12

memori, dan berbagai fitur, mikrokontroler menjadi pilihan dalam aplikasi prosesor mini

untuk pengendalian skala kecil.

Mikrokontroler Alf and vegard’s Risc processor (AVR) dari Atmel menggunakan

arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang artinya prosesor tersebut memiliki

set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan

arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC).

Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana),

sehinggga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk

menjalankannya, kecuali instruksi percabangan membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya

dibuat dengan arsitektur Harvard, karena arsitektur ini memungkinkan untuk membuat

eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin, sehingga semakin cepat

dan handal. Proses downloading program relatif lebih mudah karena dapat dilakukan langsung

pada sistem.

Sekarang ini, AVR dapat dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny,

keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM dan

AT86RFxx. Pada dasarnya perbedaan kelas tersebut membedakan masing-masing kelas adalah

peripheral, dan fungsinya, sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,

mereka hampir sama. Sebagai pengendali utama dalam pembuatan sistem ini digunakan salah

satu produk ATMEL dari keluarga ATmega yaitu ATmega8535.

2.4.1. Konfigurasi Pin

ATMega8535 terdiri atas 40 pin dengan konfigurasi seperti pada Tabel 2.5. danGambar 2.5.

Gambar 2.5. Konfigurasi ATmega8535 [6]


13

Tabel 2.5. Deskripsi pin ATmega8535 [6]

2.4.2. Peta Memori

Arsitektur AVR terdiri atas dua memori utama, yaitu Data Memori dan Program

Memori. Sebagai tambahan fitur dari ATmega8535, terdapat EEPROM 512 byte sebagai

memori data dan dapat diprogram saat operasi [6].

ATmega8535 terdiri atas 8 Kbyte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory

untuk menyimpan program. Karena seluruh instruksi AVR dalam bentuk 16 bit atau 36 bit,

flash dirancang dengan kompisisi 4K x 16. Untuk mendukung keamanan software atau

program, flash program memori dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian Boot Program dan

bagian Application Program. Gambar 2.6 mengilustrasikan susunan memori program flash

ATmega8535.


14

Gambar 2.6. Peta memori program [6]

2.4.3. Stack Pointer

Stack pointer merupakan suatu bagian dari AVR yang berguna untuk menyimpan data

sementara, variabel lokal, dan alamat kembali dari suatu interupsi ataupun subrutin [6]. Stack

pointer diwujudkan sebagai dua unit register, yaitu Stack Pointer High (SPH) dan Stack

Pointer Low (SPL).

Saat awal, SPH dan SPL akan bernilai 0, sehingga perlu diinisialisasi terlebih dahulu.

SPH merupakan byte atas / Most Significant Bit (MSB), sedangkan SPL merupakan byte

bawah / Least Significant Bit (LSB). Hal ini hanya berlaku untuk AVR dengan kapasitas

SRAM lebih dari 256 byte.

2.4.4. Reset dan Osilator Eksternal

Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0 [6]. Jika membutuhkan

tombol reset, dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Rangkaian reset [6]


15

2.4.5. Timer ATmega8535

AVR ATMega8535 memiliki 3 buah timer, yaitu Timer/Counter0 (8 bit),

Timer/Counter1 (16 bit), dan Timer/Counter2 (8 bit) [6].

2.4.5.1. Timer/Counter1

Timer/Counter1 adalah Timer/Counter 8 bit yang multifungsi [6]. Fitur-fitur dari

Timer/Counter1 pada ATmega8535 adalah sebagai berikut.

a. Counter 1 kanal.

b. Timer di-nol-kan saat proses pembanding tercapai (compare match).

c. Sebagai pembangkit gelombang PWM.

d. Sebagai pembangkit frekuensi.

e. Clock prescaler 10 bit.

f. Sumber interupsi dari compare match (OCF0) dan overflow (TOV0).

2.4.5.2. Register Pengendali Timer/Counter1

1. Timer/Counter 1 Control Register A – TCCR1A

Tabel 2.6. Register TCCR1A [6]

Bit 7:6 – COM1A1:0: Compare Output Mode for channel A

Bit 5:4 – COM1B1:0: Compare Output Mode for channel B

Bit-bit ini bertugas mengendalikan sifat/kelakuan pin OC1A atau OC1B yang berhubungan

dengan mode operasi yang digunakan .


16

Tabel 2.7. Normal dan CTC [6]

Tabel 2.8. Mode fast PWM [6]

Tabel 2.9. Mode phase correct dan phase & frekuensi correct PWM [6]

Bit 3 – FOC1A: Force Output Compare for channel A

Bit 2 – FOC1B: Force Output Compare for channel B

Bit – FOC1A/FOC1B hanya dapat digunakan ketika menggunakan mode operasi non-

PWM. Jika bit-bit ini di-set maka akan memaksa terjadinya compare match.

Bit 1:0 – WGM11:0: Waveform Generator Mode

Kedua bit ini bersamaan dengan bit WGM13:12 dalam register TCCR1B berguna untuk

memilih mode operasi yang akan kita gunakan [6].


17

Tabel 2.10. Mode operasi [6]

WGM

13

WGM

12

WGM

11

WGM

10

Mode

Operasi

TOP Update

OCR1x

Set flag

TOV1

0 0 0 0 Normal 0xFFFF immidiet MAX

0 0 1 1

PWM Phase

Correct 10-

bit

0x03FF TOP BOTTOM

0 1 0 0 CTC OCR1A immidiet MAX

0 1 0 1

Fast PWM

8-bit 0x00FF BOTTOM TOP

0 1 1 0

Fast PWM


0 1 1 1

Fast PWM


1 0 0 0

PWM Phase

& Frequency

Correct

ICR1 BOTTOM BOTTOM

1 0 0 1

PWM Phase

& Frequency

Correct

OCR1A BOTTOM BOTTOM

1 0 1 0 PWM Phase

Correct

ICR1 TOP BOTTOM

1 0 1 1 PWM Phase

Correct

OCR1A TOP BOTTOM

1 1 0 0 CTC ICR1 immidiet MAX

1 1 1 0 Fast PWM ICR1 BOTTOM TOP

1 1 1 1 Fast PWM OCR1A BOTTOM TOP


18

2. Timer/Counter 1 Control Register B – TCCR1B

Tabel 2.11. Register TCCR1B [6]

Bit 7 – INC1: Input Capture Noise Canceler

Penge-set-an bit ini akan mengaktifkan Input Capture Noise Canceler pada saat

menggunakan mode normal yang capture event [6]. Di mana noise canceler akan

memfilter triger yang masuk ke pin ICP1 akan disaring selama 4 siklus clock, jika selama

4 siklus clock tersebut trigernya berubah maka akan diabaikan.

Bit 6 – ICES1: Input Capture Edge Select

Bit ini mendefinisikan triger yang masuk ke pin ICP1 (PB0) yang digunakan untuk

menangkap kejadian (capture event). Jika ICES1=0 maka falling edge (perpindahan dari 1

ke 0) digunakan sebagai triger dan jika ICES1=1 maka rising edge (perpindahan dari 0 ke

1) digunakan sebagai triger.

Ketika ada triger pada pin ICP1 (PB0) maka secara otomatis oleh CPU isi register

pencacah TCNT1 akan disalin ke register penangkap ICR1 dan juga berkebalikan pada

flag status ICF1 yang digunakan untuk interupsi capture event.

Bit 5 – Reserved Bit

Tidak digunakan

Bit 4:3 – WGM13:2: Waveform Generator Mode

Lihat tabel Mode Operasi

Bit 2:0 – CS12:0: Clock Select

Bit-bit ini bertugas untuk memilih/mendefinisikan/prescaler pulsa/clock yang masuk ke

dalam register TCNT1.


19

Tabel 2.12. Prescaler timer/counter1 [6]

3. Output Compare Register 1 A – OCR1AH and OCR1AL

Tabel 2.13. Register 1A [6]

4. Output Compare Register 1 B – OCR1BH and OCR1BL

Tabel 2.14. Register 1 B [6]

Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan besarnya sesuai

dengan kebutuhan [6]. Dalam praktiknya pada saat TCNT1 (TCNT1H:TCNT1L) mencacah

maka otomatis oleh CPU akan dibandingkan dengan isi OCR1 (OCR1H:OCR1L) secara

kontinyu dan jika isi TCNT1 sama dengan isi OCR1 maka akan terjadi compare match

yang dapat dimanfaatkan untuk mode CTC dan PWM.

5. Input Capture Register 1 –ICR1H and ICR1L

Tabel 2.15. Register 1 [6]


20

Register ICR1 (ICR1H:ICR1L) akan selau diperbarui dengan isi register pencacah TCNT1

(pada saat tersebut) sewaktu terjadi triger (capture event) pada pin ICP1 [6]. Register ICR1

juga mempunyai fungsi lain untuk mendefinisikan TOP value pada mode tertentu (lihat

tabel mode operasi).

6. Timer/Counter Interrupt Mask Register – TIMSK

Tabel 2.16. Register TIMSK [6]

Bit 5 – TICIE1: T/C1, Input Capture Interrupt Enable

Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi input capture (penangkap kejadian pada

pin ICP1/PB0) ketika bit di-set [6].

Bit 4 – OCIE1A: T/C1, Output Compare A Match Interrupt Enable

Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare A Match ketika bit ini

di-set.

Bit 3 – OCIE1B: T/C1, Output Compare B Match Interrupt Enable

Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare B Match ketika bit ini

di-set.

Bit 2 – TOIE1: Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable

Bit ini berguna untuk meng-aktifkan interupsi overflow TCNT1 ketika bit ini di-set.

7. Timer/Counter Interrupt Flag Register – TIFR

Tabel 2.17. Register TIFR [6]

Bit 5 – ICP1: T/C1, Input Capture Flag


21

Bit ini akan set secara otomatis ketika menagkap triger pada pin ICP [6]. Bit ini akan

clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi input capture. Untuk

meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

Bit 4 – OCF1A: T/C1, Output Compare A Match Flag

Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match a. Bit ini akan clear juga

secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare A. Untuk meng-

clear secara manual bit ini hars di-set.

Bit 3 – OCF1B: Timer/Counter1, Output Compare B Match Flag

Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match b. Bit ini akan clear juga

secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare B. Untuk meng-

clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

Bit 2 – TOV1: Timer/Counter1, Overflow Flag

Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi overflow pada register pencacah TCNT1. Bit

ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor overflow timer/counter 1.

Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

2.4.5.3. Mode Operasi

1. Mode Normal

Normal Overflow:

Dalam mode ini register pencacah TCNT1 bekerja secara normal selalu

mencacah/menghitung ke-atas atau counting-up hingga mencapai nilai maksimal 0xFFFF

lalu 0x0000 lagi atau yang disebut overflow yang menyebabkan flag-TOV1 secara

otomatis set yang menandakan terjadinya interupsi jika interupsi timer/counter1 overflow

diaktifkan [6]. Nilai TCNT1 tidak harus selalu 0x0000 namun bisa kita tentukan misalnya

0xF89 atau berapapun sesuai kebutuhan.

Normal compare match:

Dalam mode ini register TCNT1 bekerja seperti mode normal overflow, hanya jika kita isi

register OCR1x(x= A atau B) maka ketika TCNT1==OCR1x maka akan terjadi compare


22

match yang menyebabkan flag OCF1x secara otomatis set yang menandakan terjadinya

interupsi jika interupsi timer1 compare match x diaktifkan. Ketika compare match dalam

mode ini TCNT1 akan terus menghitung hingga overflow dan mulai dari nol lagi. Kita

dapat mengaktifkan ketiga interupsi ini secara bersamaan (overflow, compare match A

dan B).

Mode normal input capture:

Pada mode ini timer selalu mencacah ke atas (counting-up) dari BOTTOM (0x0000)

hingga MAX (0xFFFF) lalu mulai dari BOTTOM lagi. Jika meng-aktif-kan interupsi input

capture ketika pada saat ada triger pada pin ICP1 maka CPU akan menyalin (copy) isi

TCNT1 pada saat itu ke register pengkap ICR1.

2. Mode CTC (Clear Timer on Compare match)

Dalam mode ini register pencacah TCNT1 mencacah naik (counting-up) hingga mencapai

TOP (nilai TCNT1 sama dengan nilai OCR1 yang kita tentukan) lalu kemudian TCNT1 nol

lagi yang akan otomatis men-set flag OCF1 dan akan membangkitkan interupsi

timer/counter1 compare match jika diaktifkan.

Frekuensi CTC dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

= _ /. .( ) (2.1)

Dimana F clk_i/o adalah frekuensi clock chip yang kita gunakan.

N adalah prescaler sumber clock yang kita gunakan (1, 8, 64, 256, 1024).

3. Fast PWM Mode

Timer/counter1 dalam mode fast PWM digunakan untuk mengendalikan lama t on dan t

off melaui isi register pembanding OCR1A atau OCR1B yang akan berakibat kepada besar

duty cycle yang dihasilkan. Untuk chanel (saluran) PWM timer/counter1 adalah pin OC1A

atau OC1B sebagai keluaran saluran PWM. Dalam mode fast PWM sifat cacahan register

pencacah TCNT1 mencacah dari BOTTOM (0x0000) terus mencacah naik (counting-up)

hingga mencapai TOP (nilai maksimal yang ditentukan sesuai resolusi yang diinginkan,


23

misalnya resolusinya 10 – bit maka nilai TOP=0x01FF) kemudian mulai dari BOTTOM

lagi dan begitu seterusnya atau yang dinamakan single slope (satu arah cacahan).

Resolusi fast PWM dapat ditentukan dengan resolusi yang sudah tetap seperti 8-, 9-, 10-

bit atau bisa kita tentukan melalui register ICR1 atau OCR1A. Resolusi minimal yang

diizinkan adalah 2-bit (ICR1 atau OCR1A diisi 0x0003), dan resolusi maksimal yang

diizinkan adalah 16-bit (ICR1 atau OCR1A diisi 0xFFFF). Resolusi dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut: = ( )( ) (2.2)

Dalam mode non-inverting saluran keluaran PWM pin OC1x di-clear pada saat compare

match (TCNT1==OCRx) dan di-set ketika BOTTOM (TCNT1=0x0000).

Gambar 2.8. Pulsa fast PWM [6]

Dalam mode inverting saluran keluaran PWM pin OC1x di-set pada saat compare match

(TCNT1==OCRx) dan di-clear ketika BOTTOM (TCNT1=0x0000).

Secara kasar kita bedakan non-inverting dengan inverting dalam mode fast PWM yaitu

dilihat dari bentuk pulsanya, di mana PWM non-inverting yang kita kendalikan adalah

lama t on – nya melalui isi OCR1x, sedangkan PWM inverting yang kita kendalikan

adalah lama t off – nya melalui isi OCR1x.

Frekuensi fast PWM dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

= _ /.( ) (2.3)

Dimana F clk_i/o adalah frekuensi clock chip yang kita gunakan.


24

N adalah prescaler sumber clock yang kita gunakan (1, 8, 64, 256, 1024).

4. Phase Correct PWM Mode

Pada mode ini sama dengan “phase & frequency correct PWM” pada cara operasi

cacahan register TCNT1 menggunakan dual slope (dua arah/bolak-balik) di mana TCNT1

mencacah dari BOTTOM (0x0000) counting-up hingga mencapai TOP (resolusi yang

digunakan) kemudian counting-down hingga BOTTOM (0x0000) dan begitu seterusnya.

Resolusi mode phase correct PWM dapat kita tentukan secara tetap 8-, 9-, 10-bit atau kita

tentukan menggunakan register ICR1 atau OCR1A dimana resolusi minimal yang

diizinkan adalah 2-bit (ICR1/OCR1A diisi dengan 0x0003) dan maksimal 16-bit

(ICR1/OCR1A diisi dengan 0xFFFF). Rumus untuk menentukan resolusi mode phase

correct PWM. = ( )( ) (2.4)

Dalam mode non-inverting saluran keluaran PWM pin OC1x di-clear pada saat compare

match (TCNT1=OCRx) ketika counting-up dan di-set pada saat compare match ketika

counting down.

Gambar 2.9. Pulsa phase correct PWM [6]

Dalam mode inverting saluran keluaran PWM pin OC1x di-set pada saat compare match

(TCNT1=OCRx) ketika counting-up dan di-clear pada saat compare match ketika

counting-down.

Frekuensi mode phase correct PWM ditentukan dengan rumus:

= _ /. . (2.5)


25

5. Phase and Frequency Correct PWM Mode

Mode ini sama dengan mode phase correct PWM, hanya berbeda pada waktu peng-

update-tan register OCR1x, di mana mode “phase & frequency correct PWM” register

OCR1x disangga (buffer) sehingga berakibat pada pulsa awal peng-update-tan menjadi

simetrik. Pada mode phase correct PWM pada pulsa awal peng-update-tan tidak simetrik

tapi pulsa selanjutnya simetrik (normal).

Untuk semua mode PWM yang perlu diperhatikan dalam mengubah-ubah nilai TOP

adalah tidak boleh di bawah nilai compare match (register pembanding OCR1x), jika hal

ini terjadi maka tidak akan terjadi compare match untuk periode cacahan TCNT1

selanjutnya. Begitu pula untuk mengubah nilai compare match, tidak boleh di atas nilai

TOP, jika hal ini terjadi maka tidak akan terjadi compare match untuk periode cacahan

TCNT1 selanjutnya.

Untuk flag-flag status akan set berhubungan dengan register-register yang digunakan,

misalnya OCF1x berhubungan dengan compare match OCR1x, ICF1 berhubungan dengan

nilai TOP, dan flag TOV1 akan set ketika TCNT1 mencacah kembali ke BOTTOM. Flag-

flag tersebut dapat kita manfaatkan untuk membangkitkan interupsi yang berhubungan.

2.4.5.4. Interupsi

ATmega8535 memiliki 21 buah sumber interupsi [6]. Interupsi tersebut bekerja

jika bit 1 pada Register status atau Status Register (SREG) dan bit pada masing-masing

register bernilai 1. Penjelasan sumber interupsi terdapat pada Tabel 2.18.

Tabel 2.18. Sumber interupsi


26

2.4.6. Osilator Mikrokontroler

Rangkaian osilator adalah rangkaian pembangkit frekuensi untuk menentukan besarnya

waktu untuk tiap siklus pada mikrokontroler [6]. Waktu yang dibutuhkan tiap satu siklus

dapat dicari dengan persamaan :

TCycle = (2.6)

dengan adalah frekuensi osilator pada mikrokontroler.

2.4.7. Analog to Digital Converter

Analog To Digital Converter (ADC) pada ATmega8535 terhubung ke sebuah

multiplekser analog yang diperlukan untuk memilih kanal ADC yang akan digunakan [6].

ATmega8535 memiliki 8 kanal ADC. ADC ATmega8535 dapat diaktifkan dengan

memberikan supply tegangan pada port ADC.

ADC memiliki dua jenis mode yang dapat digunakan, yaitu mode single conversion

dan mode free running [6]. Pada mode single conversion, ADC harus diaktifkan setiap kali

akan digunakan. Pada mode free running, ADC cukup diaktifkan sekali dan selanjutnya ADC

akan terus mengkonversi tanpa henti.

Pada saat mengakses ADC, register-register I/O yang terlibat dalam ADC akan

mengalami beberapa proses pengaturan. Proses-proses pengaturan tersebut antara lain [6]:

a. Menentukan sumber tegangan referensi

Tegangan referensi pada ADC merupakan batas rentang representasi nilai digital hasil

konversi. Hasil konversi pada mode single ended cenversion dirumuskan sebagai berikut:

REF

IN

V

VADC

1024 (2.7)

dengan VIN adalah tegangan masukkan analog pada kanal ADC yang aktif dan VREF

adalah tegangan referansi yang dipilih.


27

Tabel 2.19. Konfigurasi bit-bit ADMUX [6]

MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 Kanal aktif0 0 0 0 0 ADC0

0 0 0 0 1 ADC1

0 0 0 1 0 ADC2

0 0 0 1 1 ADC3

0 0 1 0 0 ADC4

0 0 1 0 1 ADC5

0 0 1 1 0 ADC6

0 0 1 1 1 ADC7

b. Memilih kanal yang aktif

Kanal yang aktif ditentukan oleh bit-bit MUX4-MUX0 pada register ADMUX. Tabel

2.19. menunjukkan konfigurasi bit-bit tersebut.

c. Menentukan prescaler

Prescaler (clock ADC) merupakan faktor pembagi yang diterapkan pada clock

mikrokontroler. ADC mikrokontroler harus menerima frekuensi clock yang tepat agar data

hasil konversi cukup valid. Nilai prescaler ditentukan oleh bit-bit ADC Prescaler Select

Bits (ADPS). Tabel 2.20. menunjukkan konfigurasi bit-bit ADPS.

Tabel 2.20. Konfigurasi bit-bit ADPS [6]

ADPS2 ADPS2 ADPS2Nilai

Prescaler0 0 0 20 0 1 20 0 0 20 0 1 20 1 0 40 1 1 81 0 0 161 0 1 321 1 0 641 1 1 128

d. Inisialisasi ADC

Untuk mengaktifkan ADC, bit ADC Enable (ADEN) harus diberi logika ‘1’ (set). Untuk

memulai ADC, logika ‘1’ juga harus diberikan pada bit ADC Start Conversion (ADSC).


28

Waktu yang diperlukan untuk konversi adalah 25 siklus clock ADC pada konversi pertama

dan 13 siklus clock ADC untuk konversi berikutnya.

2.5. Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan digunakan untuk memperoleh tegangan yang

diinginkan dari suatu sumber tegangan yang besar [7]. Gambar 2.10. memperlihatkan

bentuk rangkaian pembagi tegangan.

Gambar 2.10.Rangkaian pembagi tegangan [7]

Rumus dari rangkaian pembagi tegangan := (2.8)

dimana Vout dalah tegangan output yang diinginkan.

2.6. Operational Amplifier

Operational amplifier (op-amp) pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier

(penguat differential) yang memiliki 2 buah terminal input [8]. Terminal input op-amp terdiri

dari input inverting (-) dan input non-inverting (+). Gambar 2.11. menunjukkan simbol dan

rangkaian pengganti dari op-amp.

(a). Simbol op-amp (b). Rangkaian pengganti op-amp

Gambar 2.11. Op-amp[8]


29

Karakteristik dari op-amp ideal adalah sebagai berikut:

a. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang besarnya tak

terhingga. Penguatan yang besar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil dan

penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Untuk membuat op-amp menjadi aplikasi

yang memiliki nilai penguatan yang terukur (finite), op-amp memerlukan rangkaian umpan

balik negatif (negative feedback).

b. Besarnya impedansi input op-amp ideal adalah tak terhingga, sehingga tidak ada arus yang

masuk pada kedua terminal input.

2.7. Komparator

Rangkaian dengan op-amp dapat digunakan sebagai pembanding tegangan yang akan

membandingkan tegangan masukan (Vin) dengan tegangan referensi (Vref) [8]. Tegangan

keluaran (Vo) tergantung besarnya Vin apakah lebih besar daripada Vref atau lebih kecil dari

Vref.

Gambar 2.12. Op-amp komparator dan karakteristik tegangan output (Vo) [8]

Gambar 2.12. memperlihatkan jika tegangan masukan (Vin) lebih besar daripada

tegangan referensi (Vref), maka tegangan keluaran (Vout) adalah positif jenuh tegangan V+

atau (+Vsat). Sebaliknya jika tegangan masukan (Vin) lebih kecil daripada tegangan referensi

(Vref) maka nilai tegangan keluaran (Vout) adalah negatif jenuh tegangan V- atau (-Vsat). Jadi

Vout mempunyai nilai yang besarnya +Vsat dan –Vsat dan dapat pula bernilai 0V tergantung

pemberian catu pada kaki V+ dan V-. Gambar 2.13. menunjukkan grafik antara Vin, Vout, dan

Vref.


30

Gambar 2.13. Grafik Vout dan Vin yang sudah dibandingkan dengan Vref [8]

2.8. Penguat Non – Inverting

Rangkaian non – inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya

perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting [8]. Gambar

2.14. menunjukan rangkaian penguat non – inverting.

Gambar 2.14. Non – inverting amplifier [8]

Rumus perhitungan penguat non – inverting :

= 1 + (2.9)

dimana adalah tegangan output dari penguat non – inverting dan adalah tegangan input

yang akan dikuatkan.

2.9. IC LM339

IC LM339 biasa disebut sebagai komparator. IC LM339 memiliki 4 buah op-amp di

dalamnya [9]. Satu buah komparator terdiri dari 2 input, yaitu Vin (input dari sensor) dan Vref

(tegangan referensi). IC LM339 berfungsi untuk membandingkan antara Vin dan Vref pada


31

op-amp. Pada dasarnya, jika tegangan Vin lebih besar dari Vref, maka Vo akan mengeluarkan

logika 1 yang berarti 5 Volt atau setara dengan Vcc. Sebaliknya, jika tegangan Vin lebih kecil

dari Vref, maka output Vo akan mengeluarkan logika 0 yang berarti 0 Volt. Gambar 2.15.

menunjukkan konfigurasi IC LM339.

Gambar 2.15. Konfigurasi IC LM339 [9]

2.10. Keypad

Keypad 4x4 memiliki konfigurasi tombol-tombol yang tersusun secara matrik 4x4

sehingga hanya dibutuhkan 4 pin masukan dan 4 pin keluaran dengan 16 variasi keadaan [6].

Antarmuka keypad 4x4 pada program dilakukan dengan sistem scanning. Gambar 2.16.

menunjukkan skema data keypad dari baris dan kolom yang akan diproses oleh

mikrokontroler.

Gambar 2.16. Keypad 4x4 [6]


32

2.11. IC Driver L298

IC driver L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan

tegangan maksimum 46V DC untuk satu kanalnya [10]. Rangkaian driver motor DC dengan

IC L298 diperlihatkan pada Gambar 2.17. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau

kecepatan motor, pin input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin enable diberi

VCC 5V untuk kecepatan penuh dan Pulse Width Modulation (PWM) untuk kecepatan rotasi

yang bervariasi tergantung dari levelnya.

Gambar 2.17. IC driver L298 [10]

2.12. Sensor Flexiforce

Sensor flexiforce merupakan sebuah sensor gaya (force) atau beban (load), sensor ini

berbentuk printed circuit yang sangat tipis dan fleksibel [11]. Sensor flexiforce sangat mudah

diimplementasikan untuk mengukur gaya tekan antara dua permukaan dalam berbagai

aplikasi. Sensor flexiforce bersifat resistif dan nilai konduktansinya berbanding lurus dengan

gaya/beban yang diterimanya. Semakin besar beban yang diterima sensor flexiforce, nilai

hambatan output akan semakin menurun. Pada keadaan tanpa beban, resistansi sensor ini

sebesar kurang lebih 20MΩ. Ketika diberi beban maksimum, resistansi sensor akan turun

hingga kurang lebih 20KΩ. Rating beban maksimum sensor flexiforce bermacam-macam,

yaitu 1 lb. (4,4 N), 25 lb. (110 N) dan 100 lb. (440N). Persamaan untuk memperoleh tegangan

output sensor (Vo) sebagai berikut :

= − ∗ ( ) (2.10)


33

dengan Rf adalah hambatan tegangan referensi pada op-amp dan Rs adalah hambatan pada

tegangan masukan pada op-amp, dan VT adalah tegangan input sensor.

Gambar 2.18. menunjukkan bentuk dari sensor flexyforce. Gambar 2.19. menunjukkan

nilai resistansi keluaran flexiforce berbanding terbalik dengan gaya yang diterima. Jika sensor

mendapatkan gaya semakin besar, maka nilai resistansi akan semakin kecil. Jika sensor

mendapatkan gaya semakin kecil, maka nilai resistansi akan semakin besar.

Gambar 2.18. Sensor flexiforce [12]

Gambar 2.19. Grafik perbandingan hambatan dengan gaya [11]

2.13. Sensor Jarak Ultrasonik PING

Sensor jarak ultrasonik ping adalah sensor 40 Khz produksi Parallax yang banyak

digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas [12]. Kelebihan sensor ini adalah hanya


34

membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dan ground. Gambar 2.20. menunjukkan gambar

dan instalasi sensor ping.

Gambar 2.20. Instalasi sensor ping [12]

Sensor ping mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik

(40 KHz ) selama t = 200us kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ping memancarkan

gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger

dengan tout mininimal 2us). Gambar 2.21. menunjukkan grafik prinsip kerja sensor ping.

Gambar 2.21. Grafik prinsip kerja sensor ping [12]

2.14. Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber

tenaganya [13]. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan


35

berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran

motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal

menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal

menentukan kecepatan motor. Gambar 2.22. menunjukkan konstruksi motor DC.

Gambar 2.22. Konstruksi motor DC [13]

Motor DC memiliki 2 bagian dasar :

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet,

baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik

mengalir.

2.15. Fotodioda (Photodiode)

Fotodioda adalah salah satu alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan

kepekaannya terhadap cahaya [14]. Pada dioda memungkinkan cahaya masuk melalui

pembungkus dan mengenai persambungan pn. Silikon, yaitu bahan material di mana transistor

dan rangkaian terintegrasi dibuat, akan mengalami perubahan resistansi listrik saat dikenai

cahaya. Fotodioda sebenarnya tidak berbeda dari dioda biasa yang ditempatkan di dalam

material transparan, sehingga memungkinkan cahaya mengenainya (sedangkan pada dioda

biasa, kotaknya berupa logam atau plastik). Pada saat dihubungkan dengan rangkaian listrik,

fotodioda dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal listrik yang besarnya tergantung pada

jumlah cahaya yang mengenainya. Gambar 2.23. menunjukan lambang skematis fotodioda.

Panah yang mengarah ke dalam melambangkan cahaya yang datang. Sumber dan tahanan seri


36

memberikan prategangan balik pada fotodioda. Bila cahaya makin cerah, arus balik naik.

Dalam fotodioda yang lazim, arus balik tersebut besarnya berkisar pada nilai puluhan

mikroamper.

Gambar 2.23. Simbol dan rangkaian fotodioda [14]

2.16. Light Emiting Diode (LED)

LED adalah dioda berprategangan maju, dimana elektron bebas melintasi sambungan

dan jatuh ke dalam lubang (hole) [14]. Ketika elektron jatuh dari tingkat energi tinggi ke

rendah, elektron akan mengeluarkan energi. Pada diode biasa, energi dikeluarkan dalam

bentuk panas. Tetapi pada LED, energi dikeluarkan dalam bentuk sinar. Dengan menggunakan

elemen seperti gallium, arsenik, dan fosfor, pabrik dapat memproduksi LED berwarna merah,

hijau, kuning, biru, orange / jingga, dan inframerah / infrared (tak terlihat). Gambar 2.24.

menunjukkan simbol LED.

Gambar 2.24. Simbol LED [14]

2.17. Optocoupler

Optocoupler disebut juga optoisolator adalah komponen yang terdiri dari dioda

pemancar radiasi sinar inframerah (LED) dan fotodioda atau fototransistor sebagai penerima

dalam satu kemasan [14]. Dengan LED pada sisi masukan dan fotodioda pada sisi keluaran.

Perhatikan Gambar 2.25., tegangan sumber V1 dan tahanan seri R1 menghasilkan arus melalui


37

LED. Sebagai gantinya, cahaya dari LED mengenai fotodioda, dan ini menyebabkan

timbulnya arus balik I2.

Gambar 2.25. Rangkaian optocoupler [14]

Persamaan dari rangkaian optocoupler :− − = 0 (2.11)

atau= −dengan Vo adalah tegangan output dari fotodioda, I2 adalah arus yang mengalir pada

fotodioda.


38

BAB III

PERANCANGAN

Sistem ini akan menggunakan kendali jarak jauh dengan memanfaatkan suatu

frekuensi bebas 2,4 Ghz untuk pengiriman data. Perancangan sistem tempat sampah berjalan

menggunakan sistem komunikasi radio dengan frekuensi 2,4 GHz terdiri dari 2 bagian utama,

yaitu: bagian perancangan perangkat keras (rangkaian pengirim, rangkaian penerima, dan line

follower) dan bagian perancangan perangkat lunak. Bagian perangkat keras terdiri atas: sensor

jalur, sensor berat, sensor ultrasonik, rangkaian pengondisi sinyal, rangkaian komparator,

rangkaian driver, mikrokontroler ATmega8535, modul XBee PRO, tombol, dan LCD sebagai

penampil informasi yang telah dikirimkan.

Sistem menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi benda yang masuk ke

tempat sampah dan sensor berat sebagai pembatas maksimal beban yang dapat dibawa oleh

robot. Mikrokontroler memproses hasil keluaran dari sensor yang bekerja dan melanjutkan

kepada driver untuk mengatur kecepatan putar motor. Robot akan dikendalikan secara jarak

jauh menggunakan jaringan nirkabel. Jika user telah membuang sampah, maka robot akan

kembali ke base. Jika berat melebihi batas maksimum, maka robot tidak akan berjalan.

Penelitian ini menggunakan tiga buah mikrokontroler. Mikrokontroler 1 digunakan

pada rangkaian XBee pengirim, mikrokontroler 2 digunakan pada rangkaian XBee penerima,

dan mikrokontroler 3 digunakan pada robot line follower.

3.1. Diagram Blok

Diagram blok pengendali jarak jauh dalam perancangan ini terdiri dari 2 bagian yaitu

modul pemancar dan modul penerima. Diagram blok modul pemancar ditunjukkan pada

Gambar 3.1., diagram blok modul penerima ditunjukkan pada Gambar 3.2., dan diagram blok

robot line follower ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.1. Diagram blok pemancar

Mikrokontroler 1Modul XBee

Pemancar

Tombol 1

Tombol 2


39

Gambar 3.2. Diagram blok penerima

Gambar 3.3. Diagram blok line follower

Diagram blok modul pemancar terdiri dari tombol, IC mikrokontroler ATmega8535

sebagai IC pengatur pengiriman data, dan modul XBee PRO sebagai pemancar sinyal. Keypad

sebagai input untuk menentukan titik pemberhentian, dan output berupa 1 buah LCD sebagai

penampil untuk user. Diagram blok modul penerima terdiri dari modul XBee PRO sebagai

penerima sinyal, IC mikrokontroler ATmega8535 sebagai pengolah data untuk menentukan

titik pemberhentian robot, dan LCD sebagai penampil untuk user.

Modul XBeePenerima

Mikrokontroler 2

Robot LineFollower

TempatSampah

Mikrokontroler 3

Sensorproximity

Sensorultrasonik

Sensorberat

Komparator

Driver

Pengondisisinyal

Motor DC

Mikrokontroler 2


40

Sistem ini akan bekerja jika mikrokontroler 1 pada modul pemancar menerima data

dari tombol dan kemudian mikrokontroler 1 akan megolah data tersebut sebagai input untuk

modul XBee PRO. Kemudian modul XBee PRO akan mengirimkan data sesuai data yang

dikirim oleh mikrokontroler 1.

Setelah modul pemancar mengirimkan data melalui frekuensi 2,4 Ghz, modul

penerima akan menerima data yang dikirim. Data yang telah diterima kemudian akan diolah

oleh mikrokontroler 2 sebagai data titik pemberhentian line follower. Line follower yang telah

menerima data dari mikrokontroler 2 akan langsung menuju titik pemberhentian. Ketika robot

telah sampai pada titik pemberhentian, buzzer akan berbunyi sebagai penanda bahwa robot

telah sampai. Ketika user memasukkan sampah, mikrokontroler 3 akan mengolah data tersebut

dan buzer akan berhenti menyala. Jika sampah yang diterima tidak melebihi batas maksimum

kemampuan robot, maka robot akan segera kembali menuju base.

3.2. Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Robot Line Follower dan Letak Sensor

Gambar 3.4. memperlihatkan model line follower dan sensor pada robot line follower.

Sensor flexyforce yang digunakan pada perancangan ini diletakkan di bawah kotak sampah.

Sensor ultrasonik diletakkan di dalam kotak sampah.

Gambar 3.4. Rancangan robot line follower


41

Keterangan gambar :

1. Sensor flexy force

2. Sensor ping

3. Tempat sampah

3.2.2. Track Robot

Perancangan track robot pada penelitian ini menggunakan garis hitam diatas putih.

Pada track robot terdapat dua buah pos yaitu Pos 1 dan Pos 2 sebagai titik pemberhentian

robot. Start robot akan dimulai dari base yang ditentukan sebagai titik awal robot dan titik

pemberhentian terakhir robot.

Gambar 3.5. Track robot

Gambar 3.5. menunjukkan perancangan track robot. Track robot akan dirancang

dengan lebar 1,5m dan panjang 2m. Jalur hitam robot akan dibuat dengan lebar 3cm

menggunakan selotip berwara hitam. Lebar jalur pada setiap pos adalah 3cm dengan panjang

6cm, sedangkan lebar jalur pada base adalah 3cm dengan panjang 10cm.


42

3.2.3. Rangkaian Pemancar Xbee PRO

Rangkaian pemancar XBee PRO berfungsi menjalankan mikrokontroler 1

ATmega8535 yang telah diprogram untuk pengendalian sistem pada rangkaian pemancar.

Mikrokontroler 1 ATmega8535 mengolah data input yang berasal dari tombol, modul XBee

PRO, indikator LED, dan penampil LCD. Mikrokontroler 1 membutuhkan sistem minimum

yang terdiri dari rangkaian eksternal, yaitu resistor pulldown, rangkaian osilator, dan rangkaian

reset. Rangkaian pemancar XBee PRO berfungsi sebagai komunikasi serial dengan rangkaian

penerima XBee PRO. Nilai baudrate yang digunakan dalam penelitian ini adalah 9600.

Pengaturan nilai baudrate dilakukan menggunakan software XCTU.

Mikrokontroler 1 ATmega8535 memiliki rangkaian osilator internal (On Chip

Osilator) yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Untuk dapat menggunakan

osilator internal, harus ditambahkan sebuah kristal dan dua buah kapasitor pada pin XTAL 1

dan pin XTAL 2. Rangkaian osilator pada perancangan ini menggunakan kristal 11.0592 MHz

dan dua buah kapasitor 22 pF seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.6 [16].

Gambar 3.6. Rangkaian osilator pemancar XBee PRO

Selain itu, tersedia juga fasilitas reset yang bertujuan untuk memaksa proses kerja pada

mikrokontroler diulang dari awal. Bila tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat

input logika rendah, sehingga mikrokontroler 1 akan mengulang proses eksekusi program dari

awal. Gambar 3.7. menunjukkan rangkaian reset untuk pemancar XBee PRO.


43

Gambar 3.7. Rangkaian reset pemancar XBee PRO [6]

Gambar 3.8. Rangkaian pemancar Xbee PRO

Gambar 3.8. menunjukkan rangkaian pemancar Xbee PRO. Rangkaian pemancar Xbee

PRO berfungsi sebagai pemancar untuk komunikasi serial dengan rangkaian penerima.

Rangkaian ini menggunakan tombol sebagai input untuk mengirimkan data. Jika tombol

ditekan, maka mikrokontroler 1 akan mengolah data tersebut dan mengirimkan data melalui


44

Xbee PRO dengan komunikasi nirkabel frekuensi 2,4 Ghz. Tombol yang digunakan adalah

tombol 1 dan 2, sebagai penentu titik pemberhentian. Data yang dikirim merupakan data

digital yang dikirim melalui sinyal carrier dari Xbee PRO. Tabel 3.1. menunjukkan

penggunaan port-port pada mikrokontroler 1.

Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler 1

No Nama Port Keterangan

1 PortA.0 - PortA.7 LCD

2 PortC.0 - PortC.7 Tombol atau Keypad

3 PortD.0 XBee (RX)

4 PortD.1 XBee (TX)

3.2.4. Rangkaian Penerima Xbee PRO

Rangkaian penerima Xbee PRO berfungsi sebagai penerima data digital yang

dikirimkan oleh rangakaian pemancar Xbee PRO. Data yang diterima kemudian diolah oleh

mikrokontroler 2 sebagai penentu titik pemberhentian robot yang ditampilkan LCD. PortD.0

dan portD.1 digunakan sebagai komunikasi serial antara mikrokontroler 2 dan Xbee PRO.

Gambar 3.9. menunjukkan rangkaian osilator penerima Xbee PRO. Rangkaian osilator pada

penerima XBee PRO dengan menggunakan kristal 11.059 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF

[16].

Gambar 3.9. Rangkaian osilator penerima XBee PRO


45

Pada rangkaian penerima XBee PRO terdapat juga rangkaian reset. Bila tombol reset

ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler 2 akan

mengulang proses eksekusi program dari awal. Gambar 3.10. menunjukkan rangkaian reset

untuk penerima XBee PRO.

Gambar 3.10. Rangkaian reset penerima XBee PRO [6].

Gambar 3.11. Rangkaian penerima Xbee PRO


46

Gambar 3.11. menunjukkan rangkaian penerima Xbee PRO. Rangkaian penerima Xbee

PRO berfungsi sebagai penerima untuk komunikasi serial dengan rangkaian pemancar.

Rangkaian ini menggunakan LCD sebagai penampil data yang diterima. Data yang diterima

berupa data penentuan pos atau titik pemberhentian robot. Tabel 3.2. menunjukkan

penggunaan port-port pada mikrokontroler 2 ATmega8535. Nilai baudrate yang digunakan

sama dengan rangkaian pemancar yaitu 9600.



1 PortA.0 - PortA.7 LCD

2 PortC.0 Output Data Tombol 1

3 PortC.1 Output Data Tombol 2

4 PortD.0 XBee (RX)

5 PortD.1 XBee (TX)

3.2.5. Rangkaian Minimum Sistem Line follower

Rangkaian minimum sistem berfungsi sebagai pengontrol rangkaian lain pada robot

line follower. Mikrokontroler 3 yang digunakan adalah IC ATmega8535. Mikrokontroler 3

akan mengolah data 8 bit dari komparator dan kemudian digunakan sebagai input dari

rangkaian driver sebagai penggerak motor. Selain itu, mikrokontroler juga berfungsi sebagai

pengolah data dari sensor ultrasonik dan sensor berat.

Mikrokontroler ATmega8535 sudah memiliki rangkaian osilator internal (On Chip

Osilator) yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Untuk dapat menggunakan

osilator internal, harus ditambahkan sebuah kristal dan dua buah kapasitor pada pin XTAL 1

dan pin XTAL 2. Rangkaian osilator pada perancangan ini menggunakan kristal 12 MHz dan

dua buah kapasitor 22 pF seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.12 [16].

Gambar 3.12. Rangkaian osilator minimum sistem


47

Pada rangkaian minimum sistem line follower tersedia juga fasilitas reset sama sengan

rangkaian pemancar dan penerima yang bertujuan untuk memaksa proses kerja pada

mikrokontroler diulang dari awal. Bila tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat

input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari

awal. Gambar 3.13. menunjukkan rangkaian reset untuk minimum sistem.

Gambar 3.13. Rangkaian reset minimum sistem [6]

Secara keseluruhan gambar minimum sistem mikrokontroler 3 ATmega8535

ditunjukkan oleh Gambar 3.14 dan penggunaan port–port pada mikrokontroler 3 robot line

follower ditunjukan pada Tabel 3.3.



1 PortA.0 Sensor Berat

2 PortB.0 - PortB.7 Komparator

3 PortC.0 Data Tombol 1

4 PortC.1 Data Tombol 2

5 PortC.5 Sensor Ultrasonik

6 PortD.0 - PortD.3 Data Driver

7 PortD.4 PWM Motor Kanan

8 PortD.5 PWM Motor Kiri


48

Gambar 3.14. Rangkaian minimum sistem

3.2.6. Rangkaian LCD

LCD ini digunakan sebagai penampil keluaran mikrokontroler khusus untuk mode

tampilan pesan. LCD yang digunakan adalah LCD yang menggunakan chip kontroler Hitachi

HD44780, misalnya M1632. LCD bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk

mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit,

maka akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan

jalur data 8 bit, maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga

jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select), dan R/W (Read/Write).


49

Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, untuk memudahkan dan mempercepat

pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD [10]. Kode ASCII yang ditampilkan

sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4 bit yang

digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat menjadi 8 bit (pertama dikirim 4 bit

MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Pengiriman data secara paralel

baik 4 atau 8 bit merupakan 2 mode operasi primer. Penentuan mode operasi merupakan hal

yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan

dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin

untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4

untuk data). Penelitian ini menggunakan mode 4 bit agar tidak terlalu banyak menggunakan

port pada mikrokontroler. Interface LCD dengan mode 4 bit dapat dilihat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15. Interface LCD mode 4 bit

3.2.7. Sensor Jalur

Sensor jalur berfungsi sebagai pendeteksi garis pada track. Sensor ini menggunakan

LED sebagai pemancar dan fotodioda sebagai penerima. Pada saat sensor membaca garis


50

putih, sensor akan mengirim data ke komparator dengan logika high dan ketika sensor

mendeteksi garis hitam, sensor akan mengirim data ke komparator dengan logika low. Sensor

ini berfungsi sebagai pengendali robot agar selalu mengikuti garis hitam. Robot ini

menggunakan 8 buah sensor jalur, 7 buah sensor terletak di depan, dan 1 buah sensor terletak

di belakang. Rangkaian sensor jalur dapat dilihat pada Gambar 3.16.

Penentuan nilai komponen resistor pada LED :

Diketahui : iLED = 20mA

Vs = 5V

VLED = 2,4V

Sehingga : RLED =( )

(3.1)

=( , )

= 130Ω

dengan iLED adalah arus yang dibutuhkan LED oleh satu buah LED agar dapat bekerja, VLED

adalah tegangan yang dibutuhkan oleh satu buah LED agar dapat bekerja, dan Vs adalah

tegangan sumber untuk 8 buah LED.

Resistor pada LED (RLED) yang diperoleh melalui persamaan 3.1 adalah 130Ω, namun

tidak terdapat dipasaran sehingga menggunakan resistor 220Ω. Jika digunakan resistor 220Ω,

maka arus yang mengalir adalah 11,8mA, sehingga LED dapat menyala karena arus minimal

yang dibutuhkan oleh LED adalah 10mA.

Berdasakan persamaan 2.11, tegangan pada fotodioda pada saat terdeteksi garis hitam,

dengan Vin (V2) = 5V, I2 = 5nA dan R2 = 10KΩ adalah :

= −= 5 − (5 . 10 )= 4,5V

Pada saat terdeteksi garis putih, nilai tegangan output akan berkebalikan dengan nilai pada saat

terdeteksi garis hitam yaitu dengan logika low (0V).


51

Gambar 3.16. Rangkaian sensor jalur

Berdasarkan gambar 3.16., pada saat cahaya LED belum mengenai fotodioda atau

terdeteksi garis hitam, resistansi pada fotodioda sangat besar atau bisa diasumsikan tak hingga

atau bagaikan saklar terbuka sehingga tidak ada arus yang mengalir, sehingga tegangan

keluaran bernilai 0V. Ketika cahaya LED mengenai fotodioda atau terdeteksi garis putih, arus

mengalir, sehingga tegangan keluaran bernilai sekitar 5V seperti pada perhitungan.

3.2.8. Rangkaian Komparator

Komparator berfungsi sebagai pembanding antara output sensor jalur dengan tegangan

referensi, tegangan referensi yang digunakan adalah 2,5V. IC yang digunakan adalah LM339.

Ketika komparator menerima tegangan lebih dari 2,5V dari sensor jalur, komparator akan

mengirimkan data ke mikrokontroler 3 dengan logika high (5V) dan ketika komparator

menerima tegangan kurang dari 2,5V, komparator akan mengirimkan data kepada

mikrokontroler 3 dengan logika low (0V). Penentuan 2,5V sebagai tegangan pembanding


52

diatur melalui trimpot yang berada pada rangkaian komparator atau bisa disesuaikan dengan

keinginan.

Gambar 3.17. menunjukkan rangkaian komparator pada bagian sebelah kanan.

Rangkaian komparator bagian kanan berfungsi untuk menerima input dari sensor jalur.

Rangkaian komparator bagian kiri akan menunjukkan garis putih atau garis hitam yang

dideteksi oleh sensor jalur bagian kiri, dengan menggunakan indikator LED. Rangkaian

komparator bagian kanan akan menerima input dari sensor jalur 1 – 4, kemudian

mengeluarkan tegangan ke portB.0 – portB.3 mikrokontroler 3 pada robot.

Gambar 3.17. Rangkaian komparator


53

Gambar 3.17. (Lanjutan) menunjukkan rangkaian komparator pada bagian sebelah kiri.

Rangkaian komparator bagian kiri berfungsi untuk menerima input dari sensor jalur.

Rangkaian komparator bagian kana akan menunjukkan garis putih atau garis hitam yang

dideteksi oleh sensor jalur bagian kiri, dengan menggunakan indikator LED. LED akan

menyala pada saat sensor jalur mendeteksi garis putih dan LED akan mati pada saat sensor

mendeteksi garis hitam. Rangkaian komparator bagian kiri akan menerima input dari sensor

jalur 5 – 8, kemudian mengeluarkan tegangan ke portB.4 – portB.7 mikrokontroler 3 pada

robot. Gambar 3.18. menunjukkan rangkaian pembagi tegangan dalam rangkaian komparator.

Gambar 3.17. (Lanjutan) Rangkaian komparator


54

Gambar 3.18. Rangkaian pembagi tegangan

Penentuan komponen resistor pada rangkaian komparator :

Diketahui : = 5Komponen ditentukan yaitu 10KΩ dan tegangan keluaran yang diinginkan adalah 2,5V,

berdasarkan persamaan 2.8 akan diperoleh nilai komponen sebagai berikut :

=2,5 = 10 Ω+ 10 Ω52,55 = 10 Ω+ 10 Ω2,55 ( + 10 Ω) = 10 Ω2,55 + 2,55 10 Ω = 10 Ω


55

2,55 = 10 Ω − 5 Ω= 10 Ω − 5 Ω0,5= 10 Ω

Jika tidak ada arus yang mengalir dari rangkaian sensor jalur ke rangkaian komparator,

maka tegangan input untuk rangkaian ini adalah 0 Volt, akibatnya pada IC tegangan di

terminal (+) lebih besar dari terminal (-), maka LED menyala.

Jika ada arus yang mengalir dari rangkaian sensor jalur ke rangkaian komparator, maka

tegangan masukan untuk rangkaian ini mendekati Vcc, akibatnya pada IC tegangan di

terminal (+) lebih kecil dari terminal (-), maka LED mati.

3.2.9. Rangkaian Driver

Rangkaian driver berfungsi sebagai pengendali kecepatan motor menggunakan IC

driver L298. Port-port yang digunakan sebagai pengendali kecepatan motor adalah PortD.4

dan port D.5. PortD.0 - portD.3 pada mikrokontroler digunakan sebagai komunikasi antara

mikrokontroler dengan driver. Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan

PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi antara 00h – 3FFh (10

bit). Gambar 3.19. menunjukkan rangkaian driver. Motor DC membutuhkan pulsa PWM dan

pengaturan OCR1A/OCR1B untuk menentukan arah putaran motor. Pengaturan program ini

bertujuan untuk membangkitkan pulsa PWM yang digunakan untuk mengendalikan putaran

motor. Progam ini menggunakan fasilitas Timer/Counter1 pada mikrokontroler 3.

Untuk memperoleh lebar pulsa yang akan digunakan pada mode fast PWM dilakukan

pengaturan register sebagai berikut :

1. TCCR1A = 0b11100000

Bit 7:6 dan bit 4:3 merupakan pengaturan keluaran pada pin OCR1A/OCR1B pada

mode fast PWM.


56

2. TCCR1B = 0b00001001

Bit 4:3 dilikukan untuk menentukan mode operasi Timer/Counter1 yaitu fast PWM.

Bit 2:0 merupakan bit pengatur prescaler clock yang masuk ke dalam register TCNT1.

Clock osilator yang digunakan sama dengan clock CPU yaitu 12Mhz.

.

Gambar 3.19. Rangkaian driver


57

Untuk menentukan frekuensi fast PWM dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.5

sehingga diperoleh nilai sebagai berikut :

= /. (1 + )= 12 ℎ256. (1 + 1024)= 45,73

Nilai frekuensi yang diperoleh adalah 45,73 Hz, nilai frekuensi selalu berbanding

terbalik dengan waktu, sehingga dapat diperoleh lebar pulsa untuk satu siklus dengan

perhitungan sebagai berikut :

= (3.2)

= .= 21,86Penelitian ini menggunakan 2 buah IC driver L298, hal tersebut untuk menghindari

kerusakan pada IC. Kapasitas arus IC L298 adalah 4A, sedangkan kedua motor yang

digunakan membutuhkan arus masing-masing adalah 2A.

3.2.10. Rangkaian Pembagi Tegangan Sensor Berat

Nilai hambatan pada sensor berat pada saat beban 2Kg adalah 1MΩ, tegangan input

yang digunakan adalah 5V, dan tegangan output yang diinginkan dari sensor berat adalah

1,5V. Nilai hambatan diperoleh dengan melakukan pengukuran langsung pada sensor berat

yang diberi beban 2Kg. Dengan menggunakan rumus pembagi tegangan seperti persamaan


58

2.8, diperoleh nilai = 100KΩ. Gambar 3.20. menunjukkan rangkaian pembagi tegangan

pada sensor berat.

Gambar 3.20. Rangkaian pembagi tegangan sensor berat

3.2.11. Perhitungan Nilai ADC

Pada perancangan tugas akhir ini digunakan ADC Mikrokontroler 3 ATmega8535

yang memiliki 8 kanal. ADC mikrokontroler ATmega8535 terletak di portA.0 sampai dengan

portA.7 dengan tegangan masukan dari pin AVCC sebesar 5V dan tegangan referensi ( )

dari pin AREF sebesar 5V. Resolusi yang digunakan pada perancangan tugas akhir ini adalah

10 bit. Contoh perhitungan nilai ADC dengan resolusi 10 bit sebagai berikut:

Tegangan masukan dari sensor sebesar 5V, tegangan referensi sebesar 5V. Nilai ADC yang

akan dihasilkan berdasarkan persamaan 2.7 adalah 1024.

Nilai ADC = x 1024= 55 x 1024= 1024


59

3.3. Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Flowchart Utama

Dalam perancangan sistem ini, perangkat lunak yang digunakan sebagai programmer

mikrokontroler adalah Code Vision AVR. Code Vision AVR adalah program yang

menggunakan bahasa basic dan dirancang untuk compiler bahasa mikrokontroler AVR.

Program utama berisi gambaran umum tentang cara kerja sistem utama. Program utama terdiri

dari program pengiriman data, data diterima, pos 1, pos 2, menyalakan buzzer, pengecekan

sampah, dan proses pulang.

Gambar 3.21. menunjukkan alur program utama. Sistem dimulai dengan menekan

tombol pada rangkaian pemancar dan robot akan mulai berjalan. Jika yang ditekan adalah

tombol 1 pada keypad, maka robot akan berjalan menuju ke pos 1. Jika tombol 2 yang ditekan,

maka robot akan berjalan menuju ke pos 2.

Jika robot telah sampai pada pos yang telah ditentukan, maka proses selanjutnya

adalah menyalakan buzzer. Buzzer akan menyala sebagai indikator bahwa robot telah sampai

pada pos yang telah ditentukan. Setelah buzzer menyala, berlanjut pada proses pengecekan

sampah. Sensor ultrasonik akan mendeteksi apakah user telah memasukkan sampah atau

belum. Jika user telah memasukkan sampah, maka buzzer akan berhenti menyala. Sensor berat

dan sensor ultrasonik berfungsi untuk menentukan apakah robot mampu membawa sampah

yang dibuang user. Jika kondisi sensor ultrasonik mendeteksi ketinggian sampah kurang dari

25cm dan sensor berat mendeteksi beban kurang dari 2Kg, maka berlanjut pada proses pulang

dan robot akan berjalan kembali ke base. Jika sensor ultrasonik dan sensor berat mendeteksi

kondisi yang lain, maka robot tidak akan berjalan menuju ke base.


60

Gambar 3.21. Alur pemrograman utama

3.3.2. Flowchart Pengiriman data

Alur pemrograman pengiriman data berfungsi untuk mengirimkan data yang telah

diproses kepada port serial mikrokontroler. Mikrokontroler akan mendeklarasikan port-port

serial, register, dan baudrate. Data yang telah siap untuk dikirim akan dikeluarkan pada port

serial. Gambar 3.22. menunjukkan diagram alir pengiriman data.


61

Gambar 3.22. Alur pemrograman pengiriman data

3.3.3. Flowchart Penerima data

Alur pemrograman penerima data berfungsi untuk menampilkan informasi yang

diperlukan oleh user. Mikrokontroler akan mendeklarasikan port dari modul Xbee PRO dan

mendeklarasikan port untuk LCD. Mikrokontroler akan menerima data yang telah diterima

oleh modul Xbee PRO penerima. Data yang telah diolah oleh mikrokontroler akan dikirimkan


62

ke LCD secara serial sebagai informasi yang diperlukan oleh robot line follower. Gambar

3.23. menunjukkan diagram alur penerima data.

Gambar 3.23. Alur pemrograman penerima data

3.3.4. Flowchart Pos 1, Pos 2, dan Pulang

Alur pemrograman pos 1,pos 2, dan pulang akan dikerjakan setelah mikrokontroler 3

menerima data dari rangkaian penerima XBee Pro. Jika tombol pada tombol rangkaian

pemancar XBee Pro ditekan, maka robot akan menuju pos 1 atau pos 2, setelah itu dilanjutkan

dengan mengerjakan pengecekan sampah dan terakhir mengerjakan fungsi pulang untuk

kembali ke base. Gambar 3.24. menunjukkan alur pemrograman pos 1, pos 2, dan pulang.


63

Gambar 3.24. Alur pemrograman pos 1

Kondisi state menunjukkan data yang diterima oleh sensor jalur. Dalam alur

pemrograman ini terdapat tujuh state, penjelasan kondisi sensor jalur terdapat pada Tabel 3.4.


64

Tabel 3.4. Kondisi sensor jalur

Untuk kondisi selain yang tertera pada tabel (else), robot akan menjalankan proses

maju. Perbedaan kondisi stop pada proses pos 1, pos 2, dan pulang ditunjukkan pada state 7.

Pengaturan nilai kecepatan motor pada masing-masing proses ditunjukkan pada Tabel 3.5.

Kondisi State Kondisi Sensor Jalur

100000001

00000011

00000110

2

10000000

11000000

01100000

11100000

3

00011000

00111100

00010000

00001100

00110000

4 00111000

00110000

5 00011100

00001100

6 00000000

7

Pos 1 : 00111111

01111111

Pos 2 : 11111110

11111100

Pulang :

11111111


65

Tabel 3.5. Kondisi sensor jalur dan pergerakan robot

Proses Pergarakan

Robot

Kecepatan Putar Motor

(% duty cycle)

Kanan Kiri

Mundur 100%* 100%*

Kanan banting 0% 100%

Kiri banting 100% 0%

Maju 100% 100%

Kiri banyak2 50%* 50%

Kanan banyak2 50% 50%*

Stop 0% 0%

Tanda * melambangkan bahwa motor bergerak mundur.

3.3.5. Flowchart Pengecekan Sampah

Proses pengecekan sampah akan dilakukan setelah user membuang sampah. Sampah

yang telah dibuang akan dideteksi oleh sensor berat dan sensor ultrasonik. Gambar 3.25.

menunjukkan alur pemrograman pengecekan sampah.

Gambar 3.25. Alur pemrograman pengecekan sampah


66

Sensor berat akan dihubungkan ke portA.1 yang memiliki fungsi ADC. Sensor

ultrsonik akan dihubungkan pada portC.5. Jika kondisi sensor ultrasonik mendeteksi

ketinggian sampah kurang dari 25cm dan sensor berat mendeteksi beban kurang dari 2Kg,

maka robot akan berjalan kembali ke base. Jika sensor ultrasonik dan sensor berat mendeteksi

kondisi yang lain, maka robot tidak akan berjalan menuju ke base (stop).


67

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Implementasi Robot

4.1.1. Hasil Konstruksi Robot

Hasil akhir perancangan tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh ditunjukkan

pada Gambar 4.1. Peletakan sensor berat dan sensor ultasonik diperlihatkan pada Gambar

4.1.(a). Rangkaian sensor berat terdapat di bagian bawah tempat sampah.

Sensor jalur yang digunakan pada perancangan ini berjumlah 6 buah. Pada

perancangan tugas akhir ini, penampil LCD untuk rangkaian penerima XBee Pro dan data dari

sensor berat dan ultrasonik yang digunakan diperlihatkan pada Gambar 4.1.(b). Gambar 4.1.(c)

menunjukkan posisi robot tampak dari samping.

(a) Tampak Atas

(b) Tampak Depan (c) Tampak Samping

Gambar 4.1. Mekanik robot


68

4.1.2. Denah Jalur

Track yang digunakan dalam perancangan ini menggunakan selotip berwarna hitam.

Lebar selotip yang digunakan sebesar 3cm mengikuti lebar selotip yang tersedia di pasaran.

Gambar 4.2. Track robot

Hasil implementasi track robot ditunjukkan pada Gambar 4.2. Jarak antara base

dengan pos 1 terukur sebesar 1,5m, jarak antara pos 1 dengan pos 2 terukur sebesar 2m, dan

jarak antara pos 2 dengan base terukur sebesar 1,5m.

4.2. Pengujian Keberhasilan

Pengujian dilakukan dengan cara melakukan 4 jenis percobaan dengan beban yang

bervariasi sesuai dengan track robot. Pengujian dilakukan di dalam ruangan dengan lampu

menyala. Hasil pengujian dapat dilihat secara lengkap pada tabel percobaan yang tertera pada

lampiran L1.


69

4.2.1. Pengujian Tanpa beban

Pengujian tanpa beban dilakukan dengan cara menekan salah satu pos yang dituju.

Pada saat robot telah sampai di pos timer akan aktif. Jika timer sama dengan 20 detik dan user

belum membung sampah, maka robot akan langsung kembali ke base. Pada pengujian tanpa

beban, robot memiliki tingkat keberhasilan 95% dalam menuju pos dan kembali ke base.

Gambar 4.3. menunjukkan tampilan hasil pengujian tanpa beban.

Gambar 4.3. Tampilan hasil pengujian tanpa beban

4.2.2. Pengujian dengan Berat 2Kg dan Tinggi 25cmP

Pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 25cm dilakukan dengan cara menekan salah

satu pos yang dituju. Pada saat robot telah mencapai pos yang dituju timer akan aktif. Jika

timer kurang dari 20 detik dan user memasukkan sampah dengan berat 2Kg dan tinggi 25cm

atau berat dan tinggi sampah memenuhi, maka robot akan kembali ke base. Pengujian ini

memiliki tingkat keberhasilan sebesar 90%. Gambar 4.4. menunjukkan tampilan pada

pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 25cm.

Gambar 4.4. Tampilan pada pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 25cm

69
















69

















70

Berdasarkan Gambar 4.4. angka 290 yang tertampil pada LCD menunjukkan nilai

desimal ADC untuk beban 2Kg dan angka 10 menunjukkan bahwa tinggi sampah 25cm

sehingga tidak terdeteksi oleh sensor ultrasonik.

4.2.3. Pengujian dengan Berat 2Kg dan Tinggi 30cm




(terlalu tinggi), maka robot tidak akan kembali ke base sampai user mengurangi tinggi beban.

Gambar 4.5. menunjukkan tampilan pada pengujian dengan berat 2Kg dan tinggi 30cm.



desimal ADC untuk beban 2Kg dan angka 3 menunjukkan bahwa sensor ultrasonik

mendeteksi sampah terlalu tinggi. Ketinggian melebihi batas maksimal 25cm yaitu 30cm.

Tingkat keberhasilan dalam pengujian ini mencapai 90%.

4.2.4. Pengujian dengan Berat 2,2Kg dan Tinggi 25cm

Pengujian dengan berat 2,2Kg dan tinggi 25cm dilakukan dengan cara menekan salah

satu pos yang dituju. Pada saat robot telah mencapai pos yang dituju, timer akan aktif. Jika

timer kurang dari 20 detik dan user memasukkan sampah dengan berat 2,2Kg dan tinggi 25cm

(terlalu berat), maka robot tidak akan kembali ke base sampai user mengurangi berat beban.

Gambar 4.6. menunjukkan tampilan pada pengujian dengan berat 2,2Kg dan tinggi 25cm.

Berdasarkan Gambar 4.6. angka 320 menunjukkan nilai desimal ADC melebihi batas

maksimal beban yang ditentukan yaitu 300d. Setelah sensor berat mendeteksi beban yang

melebihi batas maksimal, mikrokontroler tidak akan melakukan pengecekan ketinggian

70
























70

























71

sampah sebelum beban dikurangi dari batas maksimal yaitu 2Kg. Tingkat keberhasilan dalam

pengujian ini mencapai 85%.

Gambar 4.6. Tampilan pada pengujian dengan berat 2,2Kg dan tinggi 25cm

4.3. Analisa Hasil Pengujian Beban

Persentase keberhasilan robot dalam proses menuju ke pos secara keseluruhan

ditunjukkan pada Tabel 4.1. Berdasarkan Tabel 4.1. kondisi robot tanpa membawa beban

memiliki persentase keberhasilan paling besar dalam menuju ke pos. Jika user memasukkan

sampah melebihi batas maksimal yang telah ditentukan, maka robot tidak akan kembali ke

base, sehingga user harus mengurangi beban atau ketinggian sampah.

Tabel 4.1. Persentase keberhasilan pengujian untuk tiap beban yang diuji

Berat (Kg) dan Tinggi (cm) Total Persentase (%)

Tanpa beban 95

Berat 2Kg dan Tinggi 25cm 90


Berat 2,2Kg dan Tinggi 25cm 85

Perhitungan persentase rata-rata keberhasilan robot :

Persentase rata-rata =( )

%

= 90%

Berdasarkan tabel persentase keberhasilan robot, diperoleh persentase rata-rata

keberhasilan yaitu 90%. Nilai persentase rata-rata 90% menunjukkan bahwa tempat sampah

berjalan terkendali jarak jauh telah dapat bekerja dengan baik.

71












Tanpa beban 95






%

= 90%




71












Tanpa beban 95






%

= 90%





72

4.4. Ilustrasi Kegagalan Robot

Gambar 4.7. menunjukkan ilustrasi sensor jalur yang digunakan. Simbol S

menunjukkan sensor jalur S1-S6. Jarak antara sensor yaitu 1.5cm. Gambar ilustrasi sensor

jalur ini bertujuan untuk mempermudah pembaca untuk memahami kegagalan robot dalam

mendeteksi jalur pada pos.

Pada pembuatan tugas akhir ini, sensor jalur yang digunakan adalah 6 buah. Hal

tersebut dikarenakan adanya penambahan rangkaian penampil LCD, sehingga mengurangi

port yang digunakan sebagai input sensor jalur.

Gambar 4.7. Ilustrasi sensor jalur

Gambar 4.8. menunjukkan ilustrasi kegagalan robot dalam mendeteksi jalur pada

pemberhentian pos 1. Kegagalan tersebut dikarenakan sensor yang seharusnya mendeteksi

kondisi 111100 tidak tepat, yaitu robot mendeteksi kondisi 111000 atau kondisi yang lain.

Ilustrasi tersebut berlaku juga untuk pemberhentian pos 2, namun kondisi yang dideteksi oleh

sensor jalur berbeda yaitu 001111.

(Kondisi salah) (Kondisi benar)

Gambar 4.8. Ilustrasi kegagalan robot

72

















72


















73

4.5. Pengujian Rangkaian Pemancar dan Penerima XBee Pro

Pengujian terhadap rangkaian pemancar dan penerima XBee Pro dilakukan dengan

cara melakukan pengiriman dan penerimaan data yang ditampilkan melalui LCD. Gambar 4.9.

menunjukkan hasil perancangan rangkaian pemancar dan rangkaian penerima XBee Pro.

Pengujian rangkaian pemancar dilakukan dengan menekan tombol keypad 1 dan 2. Tombol

keypad 1 berfungsi untuk menentukan tujuan pos 1 dan tombol keypad 2 berfungsi untuk

menentukan tujuan pos 2.

Pada perancangan ini pemancar dan penerima XBee Pro sudah dapat bekerja dengan

baik. Pada saat tombol keypad rangkaian pemancar ditekan, rangkaian telah dapat

mengirimkan data melalui modul XBee Pro dan dapat menampilkannya pada LCD. Setelah

rangkaian pemancar mengirimkan data, rangkaian penerima juga telah dapat menerima data

yang dikirimkan dan menampilkan pada LCD. Setelah rangkaian pemancar dan penerima

diaktifkan, dibutuhkan waktu sekitar 5 detik agar komunikasi serial dapat terjadi. Data hasil

pengujian yang ditampilkan pada LCD ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Pengujian pemancar dan penerima XBee Pro

Tombol yang ditekan Pemancar Penerima

1 “Pos 1” “Pos 1”

2 “Pos 2 “ “Pos 2”

(a) P

e

n

e

r

i

m

a

(a) Penerima (b) Pemancar

Gambar 4.9. Pemancar dan penerima XBee Pro

73

















1 “Pos 1” “Pos 1”

2 “Pos 2 “ “Pos 2”

(a) P

e

n

e

r

i

m

a



73

















1 “Pos 1” “Pos 1”

2 “Pos 2 “ “Pos 2”

(a) P

e

n

e

r

i

m

a




74

Tabel 4.3. Pengujian jangkauan pemancar dan penerima XBee Pro

Jarak (meter) Keterangan

10 Terdeteksi

20 Terdeteksi

30 Terdeteksi

40 Terdeteksi

50 Terdeteksi

60 Terdeteksi

70 Tidak terdeteksi

Tebel 4.3. menunjukkan jarak jangkauan antara pemancar dan penerima XBee Pro.

Pengujian dilakukan pada area yang terhalang oleh bangunan disekitarnya. Berdasarkan data

sheet XBee Pro, jarak jangkau maksimal yang mampu terdeteksi adalah 100 meter [4], namun

berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, jarak jangkau maksimal yang mampu terdeteksi

adalah 60 meter.

4.6. Pengujian Sensor Jalur

Pengujian ini meliputi pengukuran tegangan output sensor jalur ketika berada pada

permukaan putih atau hitam. Tujuan dari pengamatan ini untuk mengetahui karakteristik

sensor fotodioda pada robot. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan output pada

sensor fotodioda dengan menggunakan multimeter. Tabel 4.4. menunjukkan hasil pengukuran

tegangan output sensor jalur. Simbol S merupakan sensor jalur yang digunakan.

Tabel 4.4. Pengukuran tegangan output sensor jalur

Sensor JalurTegangan output sensor (Volt)

S1 S2 S3 S4 S5 S6

Permukaan Hitam 2,4 2,5 2,6 2,5 2,3 2,4

Permukaan Putih 0,2 0,4 0,3 0,3 0,2 0,3

Beda Tegangan 2,2 2,1 2,3 2,2 2,1 2,1


75

Tabel 4.4. menunjukkan hasil pengukuran tegangan output sensor jalur. Hasil dari

pengukuran menunjukkan tegangan output yang tidak sama untuk semua sensor, sehingga

perlu ditambahkan rangkaian komparator sebagai pembanding antara tegangan output sensor

jalur dengan tegangan referensi.

Pada perhitungan teoritis, tegangan referensi yang digunakan adalah 2,5V. Pada hasil

pengukuran yang dilakukan terhadap tegangan output sensor jalur, nilai rata-rata yang

diperoleh kurang dari 2,5V, sehingga perlu dilakukan kalibrasi menggunakan trimpot pada

rangkaian komparator.

4.7. Pengujian Rangkaian Komparator

Pengujian rangkaian komparator dilakukan dengan cara mengatur trimpot pada

rangkaian, agar tegangan output yang menuju ke mikrokontroler 3 berlogika high atau low.

Berdasarkan hasil pengujian sensor jalur pada Tabel 4.4. tegangan output untuk permukaan

hitam berkisar 2,3V – 2,5V, sehingga tegangan yang menuju ke mikrokontroler 3 melalui

trimpot diatur 2V. Tegangan 2V digunakan sebagai tegangan referensi. Pada saat tegangan

output sensor jalur di bawah 2V, rangkaian komparator akan membandingkan dengan

tegangan referensi dan kemudian mengirim tegangan tersebut dengan logika low. Tabel 4.5.

menunjukkan hasil pengujian rangkaian komparator.

Tabel 4.5. Hasil pengujian rangkaian komparator

Sensor

Jalur

Permukaan

Hitam (Volt)

Output Komparator

(Volt)

Permukaan

Putih (Volt)

Output Komparator

(Volt)

S1 2,4 4,89 0,2 0,2

S2 2,5 4,89 0,4 0,2

S3 2,6 4,89 0,3 0,2

S4 2,5 4,89 0,3 0,2

S5 2,3 4,89 0,2 0,2

S6 2,4 4,89 0,3 0,2


76

4.8. Pengujian Rangkaian Driver

Pengujian rangkaian driver dilakukan dengan cara memberikan nilai duty cycle pada

portD.4 dan portD.5 yang berfungsi sebagai PWM pada mikrokontroler 3. Hasil pengujian

rangkaian driver ditunjukkan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil pengujian rangkaian driver

Nilai Duty Cycle(%) Teoritis (Volt) Heksa (h)

Hasil Pengujian(Volt)

0 0 0 0

25 2,1 ff 2,1

50 4,2 1ff 4

100 8,4 3ff 8,6

Hasil pengujian rangkaian driver mendekati teori yang sebenarnya. Perbedaan

tegangan dikarenakan suplai yang digunakan tidak tepat 8,4V yaitu 8,6V. Perbedaan tegangan

yang terjadi tidak mempengaruhi kerja sistem secara keseluruhan. Rangkaian driver yang

dibuat dapat bekerja dengan baik. Rangkaian ini dapat berfungsi untuk mengontrol putaran

motor kanan atau motor kiri pada robot.

4.9. Pengujian Sensor Ultrasonik Ping

Pengujian sensor ultrasonik ping dilakukan dengan cara mengukur jarak yang dideteksi

oleh sensor ping dengan membandingkan dengan jarak yang sebenarnya. Tabel 4.7.

menunjukkan hasil pengujian sensor ultrasonik ping.

Tabel 4.7. Hasil pengujian sensor ultrasonik ping

Jarak

Sebenarnya

(cm)

Jarak Terdeteksi di

dalam Tempat

Sampah (cm)

Jarak Terdeteksi

di ruangan

Terbuka (cm)

Persentasi

Error (%)

5 2 6 20

10 6 11 10

15 10 16 6,67

Rata-rata 12,2


77

Berdasarkan Tabel 4.7., hasil pengujian sensor ping di dalam kotak sampah dan di

ruangan terbuka terdapat perbedaan yang cukup signifikan. Presentasi error antara jarak

sebenarnya dengan pengukuran yang dilakukan di ruangan terbuka adalah 12,2%.

4.10. Pengujian Sensor Berat Flexyforce

Pengujian sensor berat dilakukan dengan mengukur tegangan output pada rangkaian

pembagi tegangan dan nilai hambatan pada sensor flexyforce. Nilai hambatan pada

potensiometer ditetapkan sebesar 100KΩ. Hasil pengujian sensor berat ditunjukkan pada

Tabel 4.8.

Tabel 4.8. Hasil pengujian sensor berat flexyforce

Beban (Kg) Hambatan Sensor (KΩ) Tegangan Output (V)

Tanpa beban Tidak terhingga 0

0,5 Tidak terhingga 0,3

1 1670 0,76

1,5 1260 0.9

1.8 1100 1.3

2 945 1,48

2,2 800 1.57

Berdasarkan hasil pengukuran tegangan output pada rangkaian pembagi tegangan, nilai

tersebut akan digunakan sebagai perhitungan nilai ADC pada program. Dengan melakukan

perhitungan menggunakan persamaan 2.7., diperoleh nilai ADC pada saat beban 2Kg adalah

300d dan nilai ADC pada saat pengukuran menggunakan beban 2,2Kg adalah 320d. Nilai

300d akan dijadikan sebagai batas nilai maksimal pada pengaturan program ADC.


78

4.11. Pembahasan Software

4.11.1. Program Utama

Program utama dan instruksi yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Program ini akan dieksekusi pada saat user menekan tombol pada rangkaian pemancar. Pada

saat tombol 1 ditekan, maka portA.0 pada mikrokontroler 2 akan berlogika low. Pada saat

tombol 2 ditekan, maka portA.1 pada mikrokontroler 2 akan berlogika low. Output dari

portA.0 dan portA.1 tersebut akan berfungsi sebagai tegangan input mikrokontroler 3 untuk

menentukan pos yang dituju pada portB.6 dan portB.7.

Gambar 4.10. Program utama

Pada saat tombol tidak ditekan, LCD penampil akan menampilkan tulisan “Tekan

Tombol”. Pada saat robot telah mencapai base, user bisa memberikan perintah kembali untuk

menuju ke pos. Jika user tidak memberikan perintah, maka robot akan menjalankan fungsi

stop dan robot tetap berhenti di base.

78














78















79

Tabel 4.9. Perbandingan program utama dengan pengukuran pin yang digunakan

Pin Kondisi Program Hasil Pengukuran (V) Tampilan pada LCD

PinB.7 0 0.1 Pos 1

PinB.6 0 0.1 Pos 2

PinB.7 1 4.89 Tekan Tombol

PinB.6 1 4.89 Tekan Tombol

Berdasarkan Tabel 4.9., kondisi program terdapat pada mikrokontroler 2 rangkaian

penerima XBee Pro. Pengukuran dilakukan pada pinB.7 dan pinB.6 yang dihubungkan dengan

PinB.4 dan pinB.5 pada mikrokontroler 3 digunakan sebagai penentu titik pemberhentian

robot. Pada saat user tidak menekan tombol pada rangkaian pemancar, kondisi pinB.7 dan

pinB.6 pada mikrokontroler 2 berlogika high.

4.11.2. Program Pos 1

Program pos 1 akan dieksekusi pada saat tombol 1 ditekan. Pada saat tombol 1

ditekan, portA.0 mikrokontroler 2 pada rangkaian pemancar akan berlogika low. Tegangan

output dari portA.0 tersebut akan digunakan sebagai input pada portB.7 mikrokontroler 3 yang

terdapat pada robot. Program pos 1 yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.11.

Pembuatan tugas akhir ini hanya menggunakan 6 buah sensor jalur. Hal tersebut dikarenakan

adanya penambahan penampil LCD pada robot.

Robot akan berhenti di pos 1 ketika mendeteksi kondisi jalur “001111”. Setelah

kondisi tersebut terdeteksi, robot secara otomatis akan berhenti dan kemudian akan melakukan

proses pengecekan sampah dengan variabel “ping”.


80

Gambar 4.11. Program pos 1





terdapat pada robot. Program pos 2 yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.12. Robot

akan berhenti di pos 2 ketika mendeteksi kondisi jalur “111100”. Setelah kondisi tersebut

terdeteksi, robot secara otomatis akan berhenti dan kemudian akan melakukan proses

pengecekan sampah dengan variabel “ping”.

80










80











81


4.11.4. Program Pengecekan Sampah

Program pengecekan sampah akan dieksekusi ketika robot telah mendeteksi

pemberhentian pada pos 1 atau pos 2. Mikrokontroler 3 akan melakukan pengecekan terhadap

berat sampah terlebih dahulu menggunakan fungsi ADC pada portA.0. Jika nilai ADC yang

dideteksi lebih dari 300d, maka robot tidak akan kembali ke base yang menandakan bahwa

berat telah melebihi 2Kg. Setelah melakukan pengecekan berat, mikrokontroler 3 akan

melakukan pengecekan terhadap ketinggian sampah menggunakan sensor ultrasonik yang

terdapat pada portD.7. Ketika ketinggian sampah melebihi 25cm, robot tidak akan kembali ke

base. Jika user mengurang beban atau ketinggian dari batas maksimal, maka robot akan

kembali ke base.

81











kembali ke base.

81











kembali ke base.


82

4.11.4.1. Program Pengturan TimerProgram pengaturan timer pada perancangan ini berfungsi untuk menentukan lama

waktu robot setelah sampai ke pos. Simbol Z pada program merupakan lama waktu yang

digunakan. Pada perancangan ini waktu yang digunakan adalah 20 detik. Jika setelah 20 detik

robot berada di pos dan user tidak membuang sampah, maka robot akan memanggil fungsi

“PULANG” atau kembali menuju base. Selama waktu 20 detik belum habis, robot akan selalu

melakukan pengecekan sampah. Gambar 4.13. menunjukkan program pengturan timer.

Gambar 4.13. Program pengaturan timer

4.11.4.2. Program Pengaturan ADC

Program pengaturan ADC pada perancangan tugas akhir ini berfungsi untuk

mendeteksi berat sampah yang dibuang oleh user. Sensor yang digunakan yaitu sensor

flexyforce. Sensor ini akan bekerja dengan memanfaatkan perubahan hambatan. Semakin berat

beban yang digunakan, semakin kecil nilai hambatan yang dikeluarkan.

82













82














83

Gambar 4.14. menunjukkan program pengaturan ADC yang digunakan dalam

pembuatan tugas akhir ini. Variabel “data” yang digunakan menunjukkan nilai ADC. Jika nilai

ADC lebih dari 300d, maka robot tidak akan kembali ke base karena beban terlalu berat. Nilai

ADC 300d menunjukkan berat beban 2Kg. Jika nilai ADC kurang dari 300d, maka robot akan

melakukan pengecekan ketinggian sampah.

Gambar 4.14. Program pengaturan ADC

4.11.4.3. Program Ketinggian Sampah

Program ketinggian sampah ini berfungsi untuk mendeteksi ketinggian sampah

yang dibuang. Pada saat sensor ultrasonik mendeteksi jarak lebih dari 15cm, robot masih

83










83











84

mampu untuk menampung sampah tersebut. Jika sensor ultrasonik mendeteksi jarak kurang

dari 15cm, maka sampah yang dibuang melebihi batas maksimal yaitu ketinggian maksimal

25cm sehingga robot tetap berada di pos sampai user mengurangi ketinggian sampah tersebut.

Gambar 4.15. Program ketinggian sampah

Berdasarkan Gambar 4.15. dan Gambar 4.15., jika kondisi beban kurang dari sama

dengan 2Kg dengan ketinggian kurang dari sama dengan 25cm, maka mikrokontroler 3 akan

mengeksekusi fungsi pulang. Pada fungsi pulang, ketika sensor jalur mendeteksi kondisi

111111 maka robot akan berhenti yang menandakan telah mencapai base.

4.11.5. Pengujian Program Pos 1, Pos2 dan Pulang

Pengujian program pos 1, pos 2 dan pulang dilakukan dengan cara membandingkan

kondisi program degan pergerakan robot pada track yang digunakan. Tabel 4.10.

menunjukkan hasil pengujian pos 1, pos2 dan pulang.

84













84














85

Tabel 4.10. Pengujian program pos 1, pos 2 dan pulang

KondisiVariabel Program Pergerakan Robot

Pos 1 Pos 2 Pulang Pos 1 Pos 2 Pulang

000000 Mundur Mundur Mundur Mundur Mundur Mundur

000001Kanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

Banting

000011Kanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

BantingKanan

Banting

000101Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2

000111Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2

001111 Stop Maju Maju Stop Maju Maju

000010Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2

000110Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2Kanan

Banyak2

000100 Maju Maju Maju Maju Maju Maju

001000Kiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

Banting

100000Kiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

Banting

110000Kiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

BantingKiri

Banting

101000Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2

111000Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2Kiri

Banyak2

111100 Maju Stop Maju Maju Stop Maju

111111 Maju Maju Stop Maju Maju Stop

Berdasarkan Tabel 4.10., robot dapat melakukan pergerakan sesuai dengan instruksi

pada program, dengan kondisi tersebut robot dapat melintasi track yang telah dibuat dengan

baik.


86

4.11.6. Program Pemancar XBee Pro

Software pemrograman yang digunakan pada rangkaian pemancar dan penerima

XBee Pro adalah Bascom AVR. Gambar 4.16. menunjukkan program yang digunakan pada

rangkaian pemancar XBee Pro. Nilai baudrate yang digunakan adalah 9600 yang telah

disesuaikan dengan program XC-TU yang digunakan untuk pemrograman modul XBee Pro.

Gambar 4.16. Program pemancar XBee Pro.

PortC.0 – portC.3 dalam program ini digunakan sebagai output pada tombol keypad,

sedangkan pinC.4 – pinC.6 digunakan sebagai input. Pada perancangan tugas akhir ini,

penampil LCD dihubungkan dengan portA. Untuk pemrograman keypad secara jelas

ditunjukkan pada lampiran.

86











86












87

4.11.7. Program Penerima XBee Pro

Program penerima XBee Pro akan dieksekusi pada saat modul XBee Pro menerima

data dari rangkaian pemancar. Port yang digunakan sebagai komunikasi serial antara

rangkaian pemancar dengan penerima adalah portD.0 dan portD.1, baik untuk mikrokontroler

1 atau mikrokontroler 2. Gambar 4.17. menunjukkan program rangkaian penerima.

Gambar 4.17. Program penerima XBee Pro

Pada saat mikrokontroler 2 yang terletak pada rangkaian penerima memperoleh data

dari rangkaian penerima, portC.0 akan berlogika low karena tombol 1 pada rangkaian

pemancar ditekan. PortC.1 akan berlogika low pada saat tombol 2 yang ditekan. Tegangan

output portC.0 dan portC.1 akan digunakan sebagai input mikrokontroler 3 pada robot untuk

penentuan pos.

87











penentuan pos.

87











penentuan pos.


88

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan pengujian sistem tempat sampah berjalan terkendali

jarak jauh dapat disimpulkan bahwa:

1. Sistem yang dirancang telah bekerja dengan baik.

2. Proses robot menuju pos dan kembali ke base memiliki tingkat keberhasilan

sebesar 90%.

3. Pemancar XBee Pro dapat mengirimkan data serial dan penerima XBee Pro dapat

menerima data yang dikirim oleh pemancar XBee Pro.

4. Sensor ultrasonik ping bekerja dengan persentasi error sebesar 12.2%.

5. Sensor berat flexyforce dapat bekerja dengan baik dalam mendeteksi beban yang

digunakan.

5.2. Saran

Saran untuk pengembangan tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh adalah

sebagai berikut :

1. Menggunakan jenis track yang berbeda, sebagai contoh wall follower.

2. Penambahan mekanik pada robot agar robot secara otomatis dapat mengosongkan

tempat sampah tanpa bantuan manusia.


89

DAFTAR PUSTAKA

[1] Pujiyanto, M.R., 2010, Robot Pengantar Barang Berbasis Kontrol PD (Proporsional

Deferensial) Digital, Tugas Akhir Prodi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

[2] Hartono Rudi, 2011, http://www.scribd.com/doc/36276348/introduction- wireless, diakses

tanggal 24 Januari 2012.

[3] Nugroho, S.A., 2011, http://www.scribd.com/doc/42556531/jaringan-wireless-di dunia-

berkembang, diakses tanggal 24 Januari 2012 .

[4] -----,2005, XBee PRO product manual, Max Stream.

[5] Andrianto, Heri, 2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA 16, Bandung :

Informatika.

[6] Winoto, Ardi, 2008, Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535, Bandung : Informatika.

[7] Edminister, Joseph, 1988, Rangkaian Listrik Edisi 2, Jakarta : Airlangga.

[8] D. Stanley, William, 1994, Operational Amplifier With Linear Integrated Circuit, New

York : Old Dominion University.

[9] -----, 2004, Data Sheet IC LM339, National Semiconductor.

[10] -----, 2000, Data Sheet IC LM33, SGS-THOMSON Microelectronics.

[11] Suprayudi, Ricky, 2000, Timbangan Digital Berbasis Sensor Flexyforce,

http://www.innovativeelectronics.com/innovative...files/.../AN119.pdf, diakses tanggal24

Mei 2012.

[12] -----, 2004, Data Sheet Sensor Ping, Parallax.

[13] Sumanto, 1993, Motor Arus Bolak-Balik, Yogyakarta : Andi Offset.

[14] Rashid, Muhammad H., 2003, Power Electronics Circuits, Devices, and Applications,

Florida.

[15] -----, 2008, Data Sheet IC ATmega8535, ATmel.


90

LAMPIRAN


L 1

Lampiran Tabel Hasil Pengujian Robot

Simbol √ merupakan kondisi benar dan symbol x merupakan kondisi salah yang

dilakukan oleh robot.

Tabel L1. Hasil pengujian tanpa beban

Pengujian

kePos 1

Kembali ke

basePos 2

Kembali ke

base

1 √ √ √ √2 √ √ √ √3 √ √ √ √4 √ √ √ √5 √ √ √ √6 √ √ √ √7 √ √ √ √8 √ √ x x

9 √ √ √ √10 √ √ √ √

Tabel L2. Persentase kegagalan dan keberhasilan robot tanpa beban

Total Pengujian

(Kali)

Total Keberhasilan

(Kali)

Total Kegagalan

(Kali)

Persentase

Keberhasilan (%)

Persentase

Kegagalan (%)

20 19 1 95 5

Tabel L3. Hasil pengujian beban 2Kg dengan ketinggian 25cm

Pengujian

kePos 1

Kembali ke

basePos 2

Kembali ke

base

1 x x √ √

2 √ √ √ √3 √ √ √ √4 √ √ √ √

5 √ √ √ √6 √ √ √ √

7 x x √ √

8 √ √ √ √

9 √ √ √ √

10 √ √ √ √


L 2

Tabel L4. Persentase kagagalan dan keberhasilan robot dengan beban 2Kg

dan ketinggian 25cm

Total Pengujian

(Kali)

Total Keberhasilan

(Kali)

Total Kegagalan

(Kali)

Persentase

Keberhasilan (%)

Persentase

Kegagalan (%)

20 18 2 90 10

Tabel L5. Hasil pengujian beban 2Kg dengan ketinggian 30cm

Pengujian

kePos 1

Tidak kembali

ke basePos 2

Tidak kembali

ke base

1 x x √ √2 √ √ √ √3 √ √ √ √4 √ √ √ √5 √ √ √ √6 √ √ √ √7 √ √ √ √8 √ √ x x

9 √ √ √ √10 √ √ √ √

Tabel L6. Persentase kegagalan dan keberhasilan robot dengan beban

2Kg dengan ketinggian 30cm

Total Pengujian

(Kali)

Total Keberhasilan

(Kali)

Total Kegagalan

(Kali)

Persentase

Keberhasilan (%)

Persentase

Kegagalan (%)

20 18 2 90 10


L 3

Tabel L7. Hasil pengujian beban 2.2Kg dengan ketinggian 25cm

Pengujian

kePos 1

Tidak kembali

ke basePos 2

Tidak kembali

ke base

1 √ √ √ √2 x x √ √3 √ √ √ √4 √ √ x x

5 √ √ √ √6 √ √ √ √7 x x √ √8 √ √ √ √9 √ √ √ √10 √ √ √ √

Tabel L8. Persentase kegagalan dan keberhasilan robot dengan beban 2.2Kg

dan ketinggian 25cm

Total Pengujian

(Kali)

Total Keberhasilan

(Kali)

Total Kegagalan

(Kali)

Persentase

Keberhasilan (%)

Persentase

Kegagalan

(%)

20 17 3 85 15


L 4

Lampiran Program

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V1.25.8 Standard

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 10/9/2012

Author : F4CG

Company : F4CG

Comments:

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

Clock frequency : 12.000000 MHz

Memory model : Small

External SRAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

#include <stdio.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC


L 5

#endasm

#include <lcd.h>

#define TE PORTD

#define SigOut PORTD.6

#define SigIn PIND.6

#define DirSig DDRD.6

#define Buzzer PORTD.7

unsigned char baris[16],baris1[16],baris2[16];

unsigned int i,x,z,o;

unsigned char sensor ;

unsigned int counter,distance;

void mundur(void)

TE =0b00000110; //

OCR1B=0x3ff;//kanan

OCR1A=0x3ff;

void kanan_banyak2 (void)

TE =0b00000101;

OCR1B=0x1ff;

OCR1A=0x1ff;

void kanan_banting (void)

TE =0b00000101;

OCR1B=0x3ff;

OCR1A=0x00;

void kiri_banyak2 (void)

TE =0b00001010;

OCR1B=0x1ff;


L 6

OCR1A=0x1ff;

void kiri_banting (void)

TE =0b00001010;

OCR1B=0x00;

OCR1A=0x3ff;

void maju (void)

TE =0b001001;

OCR1B=0x3ff;//kanan

OCR1A=0x3ff;

void stop (void)

TE =0b00001010;

OCR1B=0x00;

OCR1A=0x00;

// Timer 0 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

// Reinitialize Timer 0 value

TCNT0=0x8A;

// Place your code here

if (x==100)

z++;

x=0;

else


L 7

x++;

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

unsigned int data;

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

void tampil(void)

//lcd_clear();

sprintf(baris,"%3d",z) ;lcd_gotoxy(0,0) ;lcd_puts(baris); //tampilkan detik

void ADC(void)

//lcd_clear();

data=read_adc(0);

delay_ms(500);

sprintf(baris2,"%3d",data) ;lcd_gotoxy(10,0) ;lcd_puts(baris2);//baca data adc 0

sprintf(baris1,"%3d",distance) ;lcd_gotoxy(6,0) ;lcd_puts(baris1); //tampilkan jarak sensor ping


L 8

// Declare your global variables here

void alarm(void)

Buzzer=1; //buzzer hidup

delay_ms(100);

Buzzer=0; //buzzer mati

delay_ms(100);

void MISI(void)

lcd_clear();

again:

i++;

delay_ms(100);

if (i>=20)

i=0;

goto keluar;

else

TE =0b00001010;

OCR1B=0x00;

OCR1A=0x00;

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Misi Selesai");


delay_ms(100);


delay_ms(100);


L 9

goto again;

keluar:

void PULANG(void)

while(1)

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Kembali Ke Base");

sensor=PINB;

sensor&=0b111111;

switch(sensor)

case 0b111111: MISI();goto keluar;

break;

case 0b000001: kanan_banyak2 ();

break;


break;


break;


break;

case 0b100000: kiri_banyak2 ();

break;


break;


break;


L 10


break;

case 0b000100: kanan_banyak2 (); //blkng. letak sensor belakang pd hardware kebalik dengan yang depan.

break;

case 0b000000: kanan_banyak2();

break;

case 0b001100: maju ();

break;

case 0b001000: maju (); //dpn

break;

case 0b001111: maju ();

break;

case 0b011111: maju ();

break;

case 0b111110: maju ();

break;

case 0b011110: maju ();

break;

case 0b111100: maju();

break;

keluar:

void ping(void)

lcd_clear();

z=0;

x=0;

lagi:


L 11

o++;

if (o>=1)

while(1)

BER =0b00001010;

OCR1B=0x00;

OCR1A=0x00;


if(z==20)

lcd_clear();

PULANG();

z=0;

x=0;

goto out;

else

lcd_clear();


lagi1: tampil();

cek: ADC();

//berat=data/2;

if ((data>=0)&&(data<=20))

tampil();

if (z==20)

lcd_clear();


L 12

PULANG();

z=0;

x=0;

goto out;

else

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("BUANGLAH SAMPAH");

goto lagi1;

else if (data>=80)//semakin berat nilai ADC semakin besar

lcd_clear();

z=0;

alarm();

BER =0b00001010;

OCR1B=0x00;

OCR1A=0x00;

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("TERLALU BERAT");

goto cek;

else

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("BERAT MEMENUHI");

delay_ms(1000);


L 13

putar1: counter=0; //Initial value

DirSig=1; //Set as output

SigOut=1;

delay_us(5);

SigOut=0;

DirSig=0; //Set as input

SigOut=1;

while (SigIn==0)

while (SigIn==1)

counter++;

distance=(counter*0.034442)/2;

delay_ms(10);

if (distance<=2)

lcd_clear();

z=0;

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("TERLALU TINGGI");

delay_ms(1000);

ADC();

alarm();

goto cek;

else

z=0;

ADC();


L 14

delay_ms(5000);

lcd_clear();

PULANG();

goto out;

else


goto lagi;


lcd_clear();

out:


void POS1(void) //stop kanan

while(1)

sensor=PINB;

sensor&=0b111111;

switch(sensor)


break;



L 15

break;


break;


break;


break;


break;


break;


break;

case 0b000100: kanan_banyak2 (); //blkng. letak sensor belakang pd hardware kebalik dengan yang depan.

break;

case 0b000000: kanan_banyak2();

break;

case 0b001100: maju ();

break;


break;

case 0b111100: ping (); goto out;

break;

case 0b001111: maju ();

break;

case 0b111111: maju ();

break;

case 0b011111: maju ();

break;

case 0b111110: maju ();


L 16

break;

case 0b011110: maju ();

break;

out:

void POS2(void)//stop kiri

while(1)

sensor=PINB;

sensor&=0b111111;

switch(sensor)

case 0b000001: kanan_banting ();

break;

case 0b000010: maju ();

break;

case 0b000011: kanan_ banting ();

break;


break;


break;


break;

case 0b110000: kiri_ banting ();

break;

case 0b111000: kiri_ banting ();


L 17

break;

case 0b000100: kanan_banyak2 (); //blkng

break;


break;

case 0b001100: maju ();

break;


break;

case 0b111100: maju ();

break;

case 0b001111: ping (); goto out;

break;

case 0b111111: maju ();

break;

case 0b011111: maju ();

break;

case 0b111110: maju ();

break;

case 0b011110: maju ();

break;

out:


void main(void)

// Declare your local variables here


L 18

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization



PORTB=0xC0;

DDRB=0b00000000;

// Port C initialization



PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization



PORTD=0x00;

DDRD=0b10111111;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: 11.719 kHz

// Mode: Normal top=FFh


L 19

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x05;

TCNT0=0x8A;

OCR0=0x00;



// Clock value: Timer 1 Stopped

// Mode: Normal top=FFFFh

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer 1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0xa3;

TCCR1B=0x0b;

TCNT1=0x0000;

OCR1B=0x3ff;

OCR1A=0x3ff;



// Clock value: Timer 2 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;


L 20

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x01;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 750.000 kHz

// ADC Voltage Reference: AVCC pin

// ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: Free Running

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0xA4;

SFIOR&=0x0F;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("YOSAPHAT SAMODRA");

lcd_gotoxy(4,1);


L 21

lcd_putsf("085114013");

delay_ms(5000);

lcd_clear();

while (1)

// Place your code here

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Tekan Tombol");

if (PINB.7==0)

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Menuju POS 1");

POS1();

else if (PINB.6==0)

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Menuju POS 2");

POS2();

else

stop();

delay_ms(500);

lcd_clear();

;


L 22

Rangkaian Keseluruhan


L 23PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

tempat sampah berjalan terkendali jarak jauh · mempublikasikannya di internet atau media lain...

Documents