TRAINER ROBOT MULTIAPLIKASI DENGAN PROTOKOL I2C UNTUK

MENGAKSES PERANGKAT SENSOR ATAU AKTUATOR

Oleh

I Putu Suarya Ariwibawa

NIM: 612014046

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2019

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah dan akan

selalu memberi rahmat serta karuniaNya, sehingga penulis mampu menyelesaikan

perancangan serta penulisan tugas akhir berjudul “Trainer Robot Multiaplikasi Dengan

Protokol I2C Untuk Mengakses Perangkat Sensor Atau Aktuator” ini, sebagai syarat

kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya

Wacana.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah secara

langsung maupun tidak langsung membantu dalam penyelesaian pembuatan dan

penulisan tugas akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih khusus kepada :

1. Tuhan Yang Maha Kuasa yang selalu memberi rahmat serta karuniaNya dalam

setiap kegiatan yang penulis telah tempuh selama pendidikan S1 di FTEK

UKSW dari awal hingga akhir.

2. I Nyoman Suarka dan Ni Luh Ari Pituwi selaku orang tua penulis yang selalu

memberikan doa, motivasi, dukungan, dan didikan.

3. Bapak Deddy Susilo, M.Eng. serta bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M.T selaku dosen

pembimbing yang telah memberikan banyak arahan dan bimbingan selama

pembuatan tugas akhir.

4. Ni Kadek Dias Anggun P. , Kadek Sunerti dan Ni Made Leny F. yang telah

memberikan motivasi dan semangat kepada penulis dalam menjalani kuliah.

5. Keluarga besar FTEK angkatan 2014 yang telah memberi memotivasi, dan ilmu

penulis.

6. Keluarga besar FTEK yang telah membantu penulis dalam segala hal.

7. Seluruh staf dosen, karyawan, dan laboran FTEK UKSW yang telah

memfasilitasi penulis selama pendidikan S1 di FTEK UKSW.

8. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu

penulis mengharapkan saran dan kritik agar tugas akhir ini dapat lebih bermanfaat bagi

kemajuan pendidikan di FTEK UKSW.

Salatiga, Mei 2019

Penulis

ABSTRACT

Given the importance of early age recognition of technology, encourage the author

to design a trainer which was an essay development from Ilafya Nur Isnina (612015703).

This trainer is designed using protocol I2C. This trainer function to help introduction of

robotic technology and algorithm for junior high school student. I2C has a serial

synchronous half duplex bidirectional communication properties.

I2C is a standard two way serial communication, using two special lines to send

and receive data. I2C consist of two line, the first is SDA for data line and the second is

SCL for clock lines. I2C has a serial synchronous half duplex bidirectional communication

properties. The data take a turns sent to SDA. The data sent is bidirectional. Clock I2C

bus only from master and has synchronous properties.

This system operates with four alkaline batteries and can last for 40 minutes. Line

follower robot complete the track with average time of 12,4 seconds. Light seeker robot

can receive the light at maximum distance of 25 cm. Avoider robot succeeded to avoid

obstacle. Wall follower robot can complete the track with average time of 12,49 seconds.

Fire seeker robot can extinguishing the fire from a distance 20 cm with average time of

16,9 seconds and from a distance 50 cm with average time of 28,4 seconds. Sumo robot

can push object as far as 1 m with average time of 16,9 seconds. Soccer robot can dribble

a ball during 10 seconds. Pick and place robot can move the object as far as 1m with

average time 15,2 seconds.

Keywords : Trainer, I2C, Protocol

INTISARI

Mengingat pentingnya pengenalan dini terhadap teknologi, mendorong penulis

untuk merancang sebuah trainer yang merupakan pengembangan dari skripsi Ilafya Nur

Isnina (612015703). Trainer yang akan penulis rancang merupakan trainer yang

menggunakan protokol I2C ( Inter Integrated Circuit) yang dirancang untuk membantu

pengenalan dini mengenai teknologi robotika pada anak usia sekolah SMP ( Sekolah

Menengah Pertama ) sehingga dapat meingkatkan minat dan kreativitas anak pada bidang

robotika dan algoritma.

I2C merupakan standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang

didisain khusus untuk mengirim dan menerima data. Sistem dari I2C terdiri dari 2 jalur

yang disebut dengan SDA dan SCL, dimana SCL merupakan jalur untuk clock dan SDA

jalur untuk data.

Dari pengujian yang dilakukan, sistem beroperasi menggunakan empat buah

batrai alkaline dan dapat bertahan selama 40 menit. Robot line follower berhasil melewati

lintasan dengan waktu rata rata 12,4 detik. Robot light seeker dapat menerima cahaya

pada jarak maksimal 25 cm. Tingkat keberhasilan robot avoider melewati halangan

adalah 100%. Robot fire seeker dapat memadamkan api pada jarak 20 cm dengan waktu

rata rata 16,9 detik dan pada jarak 50 cm dngan waktu rata rata 28,4 detik .Robot wall

follower dapat menyusuri lintasan dengan waktu rata rata 12,49 detik. Robot sumo dapat

mendorong benda sejauh sejauh 1 meter dengan waktu rata rata 16,9 detik. Robot sepak

bola berhasil menggiring bola selama 10 detik. Robot pick and place dapat memindahkan

benda sejauh 1 meter dengan waktu rata rata 15,2 detik.

Kata Kunci : Trainer, I2C, Protokol

DAFTAR ISI

INTISARI .................................................................................................................... i

ABSTRACT................................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI................................................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL........................................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

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

1.2. Tujuan ............................................................................................................ 4

1.3. Spesifikasi Sistem .......................................................................................... 4

1.4. Sistematika Penulisan .................................................................................... 5

BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 6

2.1. Landasan Teori .............................................................................................. 6

BAB III PERANCANGAN ALAT ............................................................................. 11

3.1. Gambaran Cara Kerja Alat ............................................................................ 11

3.1.1. Robot Line Follower ........................................................................... 12

3.1.2. Robot Light Seeker.............................................................................. 13

3.1.3. Robot Avoider ..................................................................................... 14

3.1.4. Robot Wall Follower .......................................................................... 15

3.1.5. Robot Fire Seeker ............................................................................... 16

3.1.6. Robot Sumo dan Sepakbola ................................................................ 17

3.1.7. Robot Pick and Place ......................................................................... 18

3.2. Perancangan Perangkat Keras ....................................................................... .19

3.2.1. Modul I2C Slave Sensor Cahaya Untuk Line Follower ..................... .19

3.2.2. Modul I2C Slave Sensor Api Untuk Fire Seeker ................................ 20

3.2.3. Modul I2C Slave Sensor Cahaya Untuk Light Seeker ......................... 21

3.2.4. Modul I2C Slave Sensor Ultrasonik Untuk Avoider ............................. 22

3.2.5. Modul I2C Slave Sensor Ultrasonik Untuk Wall Follower................... 23

3.2.6. Modul Kipas Pada Fire Seeker ............................................................. 23

3.2.7. Modul I2C Slave Bluetooth Untuk Robot Sumo, Sepakbola Dan Pick And

Place ..................................................................................................... 24

3.2.8. Modul I2C Slave Servo Untuk Pick And Place ..................................... 24

3.2.9. Antar Muka Pengguna .......................................................................... 25

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ..................................................................... ….26

3.3.1. Robot Line Follower ............................................................................ .26

3.3.2. Robot Light Seeker................................................................................ 30

3.3.3. Robot Fire Seeker ................................................................................. 34

3.3.4. Robot Wall Follower ............................................................................ 38

3.3.5. Robot Avoider ....................................................................................... 41

3.3.6. Robot Pick and Place, Sumo dan Sepakbola ........................................ 44

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ....................................................................... 47

4.1. Pengujian Sensor Ultrasonic HC-SR 04 ............................................................. 47

4.2. Pengujian Sensor Api .......................................................................................... 49

4.3. Pengujian Pengiriman Data Dari Setiap Sensor Robot Avoider ........................ 50

4.4. Pengujian Pengiriman Data Dari Setiap Sensor Robot Line Follower ............... 51

4.5. Pengujian Pengiriman Data Dari Setiap Sensor Robot Fire Seeker ................... 52

4.6. Pengujian Pengiriman Data Dari Setiap Sensor Robot Light Seeker .................. 53

4.7. Pengujian Pengiriman Data Dari Setiap Sensor Robot Wall Follower ............... 54

4.8. Pengujian Pengiriman Data Bluetooth Ke Master .............................................. 55

4.9. Pengujian Pengiriman Data Master Kepada Aktuator Servo ............................. 56

4.10. Pengujian Robot Avoider .................................................................................... 57

4.11. Pengujian Robot Line Follower .......................................................................... 58

4.12. Pengujian Robot Fire Seeker .............................................................................. 59

4.13. Pengujian Robot Light Seeker ............................................................................. 60

4.14. Pengujian Robot Wall Follower.......................................................................... 61

4.15. Pengujian Robot Sumo ....................................................................................... 63

4.16. Pengujian Robot Sepakbola ................................................................................ 64

4.17. Pengujian Robot Pick And Place ........................................................................ 65

4.18. Pengujian Daya Tahan Baterai............................................................................ 67

4.19. Pengujian Penggabungan Sensor Robot Avoider Dan Fire Seeker .................... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 70

5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 70

5.2. Saran ................................................................................................................... 71

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 72

LAMPIRAN................................................................................................................... 73

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. I2C Bus ......................................................................................................... 6

Gambar 2.2. Start Sequence Dan Stop Sequence .............................................................. 7

Gambar 2.3. Pengiriman Alamat Perangkat Slave ............................................................ 7

Gambar 2.4. Protokol Komunikasi I2C ............................................................................. 8

Gambar 2.5. Write Pada I2C.............................................................................................. 9

Gambar 2.6. Read Pada I2C ............................................................................................ 10

Gambar 3.1. Diagram Sistem Keseluruhan .................................................................... 11

Gambar 3.2. Blok Diagram Kerja Line Follower ........................................................... 12

Gambar 3.3. Blok Diagram Kerja Light Seeker .............................................................. 13

Gambar 3.4. Blok Diagram Kerja Avoider ..................................................................... 14

Gambar 3.5. Blok Diagram Kerja Wall Follower ........................................................... 15

Gambar 3.6. Blok Diagram Kerja Fire Seeker ............................................................... 16

Gambar 3.7. Blok Diagram Kerja Robot Sumo Dan Sepakbola .................................... 17

Gambar 3.8. Blok Diagram Kerja Robot Pick And Place .............................................. 18

Gambar 3.9. I2C Slave Sensor Cahaya Line Follower .................................................... 19

Gambar 3.10. I2C Slave Sensor Api ................................................................................ 20

Gambar 3.11. I2C Slave Sensor Cahaya .......................................................................... 21

Gambar 3.12. I2C Slave Sensor Ultrasonic Avoider ....................................................... 22

Gambar 3.13. I2C Slave Sensor Ultrasonic Wall Follower ............................................ 23

Gambar 3.14. Modul Kipas Fire Seeker ......................................................................... 23

Gambar 3.15. I2C Slave Bluetooth .................................................................................. 24

Gambar 3.16. I2C Slave Servo ........................................................................................ 24

Gambar 3.17. Antar Muka Pengguna ............................................................................. 25

Gambar 3.18. Diagram Alir Program Robot Line Follower ........................................... 26

Gambar 3.19. Diagram Alir Program Robot Light Seeker ............................................. 30

Gambar 3.20. Diagram Alir Program Robot Fire Seeker ............................................... 34

Gambar 3.21. Diagram Alir Program Robot Wall Follower .......................................... 38

Gambar 3.22. Diagram Alir Program Robot Avoider ..................................................... 41

Gambar 3.23. Diagram Alir Program Robot Pick And Place, Sumo dan Sepakbola ..... 44

Gambar 4.1. Pengujian Sensor Ultrasonic HC-SR04 ..................................................... 47

Gambar 4.2.Pengujian Sensor Api .................................................................................. 49

Gambar 4.3.Pengujian Pengiriman Data Robot Avoider ................................................ 50

Gambar 4.4.Pengujian Pengiriman Data Robot Line Follower ...................................... 51

Gambar 4.5.Pengujian Pengiriman Data Robot Fire Seeker .......................................... 52

Gambar 4.6.Pengujian Pengiriman Data Robot Light Seeker ......................................... 53

Gambar 4.7.Pengujian Pengiriman Data Robot Wall Follower...................................... 54

Gambar 4.8.Pengujian Pengiriman Data Bluetooth Kepada Master .............................. 55

Gambar 4.9.Pengujian Pengiriman Data Master Kepada Slave Berupa Servo .............. 56

Gambar 4.10.Pengujian Robot Avoider .......................................................................... 57

Gambar 4.11.Lintasan Line Follower ............................................................................. 58

Gambar 4.12.Grafik Pengujian Robot Line Follower..................................................... 58

Gambar 4.13.Pengujian Robot Line Follower ................................................................ 59

Gambar 4.14.Pengujian Robot Fire Seeker .................................................................... 59

Gambar 4.15.Grafik Pengujian Robot Fire Seeker ......................................................... 60

Gambar 4.16.Pengujian Robot Light Seeker ................................................................... 60

Gambar 4.17.Lintasan Wall Follower............................................................................. 61

Gambar 4.18.Pengujian Robot Wall Follower................................................................ 62

Gambar 4.19.Grafik Pengujian Robot Wall Follower .................................................... 62

Gambar 4.20.Pengujian Robot Sumo .............................................................................. 63

Gambar 4.21.Grafik Pengujian Robot Sumo .................................................................. 63

Gambar 4.22.Pengujian Robot Sepak Bola .................................................................... 64

Gambar 4.23.Pengujian Robot Pick And Place .............................................................. 65

Gambar 4.24.Grafik Pengujian Robot Pick And Place ................................................... 66

Gambar 4.25.Grafik Pengujian Daya Tahan Baterai ...................................................... 67

Gambar 4.26.Grafik Pengujian Robot Penggabungan Dua Sensor Berbeda .................. 68

Gambar 4.27.Lintasan Robot Penggabungan Dua Sensor Berbeda ................................ 69

Gambar 4.28.Pengujian Robot Penggabungan Dua Sensor Berbeda ............................. 69

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbandingan Alat Yang Dirancang Dengan Jogja Robotika........................... 3

Tabel 1.2 Tabel Penelitian ................................................................................................ 3

Tabel 4.1 Pengujian Sensor Ultrasonic HC-SR04 .......................................................... 48

Tabel 4.1 Pengujian Sensor Api ..................................................................................... 49

Tabel 4.2 Pengujian Robot Avoider ................................................................................ 57

Tabel 4.3 Pengujian Robot Light Seeker ........................................................................ 61