APLIKASI JOYSTICK WIRELESS PS2 SEBAGAI KENDALI PADA MESIN PEMOTONG RUMPUT BERBASIS ATMEGA AVR 8535
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh :
HARISMAN HARAHAP 0612 3032 0226
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
APLIKASI JOYSTICK WIRELESS PS2 SEBAGAI KENDALI PADA MESIN PEMOTONG RUMPUT BERBASIS ATMEGA AVR 8535
LAPORAN AKHIR Disusun untuk menyelesaikan Laporan Akhir Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Harisman Harahap
061230320226 Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Nyayu Latifah Husni, ST.,M.T NIP. 19760503200112 2 002
Ekawati Prihatini, S.T.,M.T NIP. 19790310200212 2 005
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Elektronika
Ir. Ali Nurdin, MT NIP.19621207 199103 1 001
Yudi Wijanarko, S.T., M.T NIP. 19670511 199203 1 003
ii
Motto: Jalankan Kewajibanmu dan Berdoalah untuk Hakmu Kupersembahkan Kepada :
Allah SWT, yang telah memberi kesehatan lahir dan batin dan selalu memberikan pertolongannya setiap saat
Kedua orangtuaku, M. Yunan Harahap dan Hartini
yang telah
membesarkan dan mendidikku sehingga dapat menjadi seperti sekarang .
Untuk Copa yang telah memberikan doa dan materinya serta kepada kakak-kakakku atas dukungannya selama ini.
Dosen pembimbingku Ibu Nyayu Latifah Husni, S.T.,M.T
selaku
Pembimbing I dan Ibu Ekawati Prihatini, S.T.,M.T
selaku
Pembimbing II yang telah membimbing dan mengarahkan ku dalam penyelesaian laporan akhir ini.
Untuk Sahabatku Dori Saka Pradito dan Ines Adelita yang sangat banyak membantu.
Sahabat-sahabatku seperjuangan kelas 6EB, serta teman satu rumah kos-kosan Dwi Setyo Darmawan, Yoda Peruta Pratama, Edo Paleri, Novrizal Ismed, Akbar Tanjung, Hamdhi Pratama, dan Afrizal Eka Jaya .
Almamater kebanggaanku Politeknik Negeri Sriwijaya.
iii
LEMBAR KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini Nama
: Harisman Harahap
NIM
: 0612 3032 0226
Program Studi : Teknik Elektronika Jurusan
: Teknik Elektro
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa laporan akhir yang telah saya buat dengan judul “APLIKASI JOYSTICK WIRELESS PS2 SEBAGAI KENDAL PADA MESIN PEMOTONG RUMPUT BERBASIS ATMEGA AVR 8535” ini adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan duplikasi, serta tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan sumbernya.
Palembang Juli 2015 Penulis
Harisman Harahap
iv
ABSTRAK APLIKASI JOYSTICK WIRELESS PS2 SEBAGAI PENGENDALI MESIN PEMOTONG RUMPUT BERBASIS ATMEGA AVR 8535 (2015 : xiii + 49 halaman + 33 gambar + 12 tabel + 26 lampiran)
HARISMAN HARAHAP 0612 3032 0226 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Mesin pemotong rumput digunakan untuk memotong rumput lapangan yang luas serta berguna untuk menghemat tenaga manusia agar tidak terbuang percuma pada saat memotong rumput. Dalam pembuatan mesin pemotong rumput ini, menggunakan mikrokontroler ATMEGA AVR 8535 yang menjadi pusat kendali dan sebuah perangkat Playstation 2 yaitu Joystick wireless PS2 untuk kontrol. Perangkat Joystick Wireless PS2 ini terdiri dari modul transmitter dan receiver. Perangkat tersebut dikoneksikan dengan mikrokontroler menggunakan komunikasi Serial Peripheral Interface (SPI). Data-data pada modul receiver yang diterima dari modul transmitter diakses oleh mikrokontroler. Setelah diterima oleh mikrokontroler, data tersebut digunakan sebagai acuan dalam mengontrol motor DC pada mesin pemotong rumput. Driver pengendali motor DC pada roda dalam menetukan arah gerak roda untuk mesin pemotong rumput ini ialah menggunakan driver relay DPDT yang menggunakan sistem H-Bridge. Motor DC pemotong rumput menggunakan motor DC 24 Volt yang dikendalikan oleh driver motor BTS 7960. Sumber kelistrikan pada mesin pemotong rumput ini ialah baterai Aki 12V 3,5AH. Untuk memperoleh tegangan sebesar 24 volt digunakan 2 aki yang dipasang secara seri. Kata Kunci : Joystick Wireless PS2, ATMEGA AVR 8535, Driver Relay DPDT, Motor DC, Mesin Pemotong Rumput
v
ABSTRACT THE APPLICATION OF PS2 WIRELESS JOYSTICK AS MOWER LAWN CONTROLLER BASED ATMEGA AVR 8535 (2015 : xiii + 49 pages + 34 picture +12 table + 26 attachment)
HARISMAN HARAHAP 0612 3032 0226 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Lawn mowers used to mow a large field as well as useful to save human labor in order not to be wasted when mowing the lawn. In the making of this lawn mower, using a microcontroller AVR ATMEGA 8535 that becomes the control center and a Playstation 2 devices is wireless PS2 Joystick to control. The wireless joystick device consists of a transmitter and receiver modules. The device is connected to the microcontroller using Serial Peripheral Interface (SPI) communication. The received data in the receiver module from the transmitter module is accessed by the microcontroller. When it’s received by the microcontroller, the data is used as reference in the control of DC motors on mower. DC motor controller drivers at the wheel in determining the direction motion of the wheel for this lawn mower is using a DPDT relay driver systems that use H-Bridge. DC motor mower uses a 24 Volt DC motor that is controlled by a motor driver BTS 7960. The Sourcing of electricity on this lawn mower battery is a 12V Battery 3,5AH. To obtain a voltage of 24 volts uses two batteries that are assemblied in series. Voltage, current and power used on lawn mower can be seen at this report. Keyword : Wireless Joystick PS2, ATMEGA AVR 8535, DPDT Relay Driver, Motor DC, Lawn Mower
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas selesainya penulisan laporan akhir yang berjudul “Aplikasi Joystick Wireless PS2 Pada Mesin Pemotong Rumput Otomatis Berbasis ATMEGA AVR 8535 Dengan Baterai Aaki Sebagai Sumber Kelistrikan”. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan ini membahas tentang pengaplikasian tentang Joystick Wireless PS2 yang dapat digunakan sebagai kontrol alat atau navigasi alat untuk menentukan arah dan tujuan gerak alat. Pembahasan selengkapnya mengenai mesin pemotong rumput ini dapat dilihat secara lengkap pada laporan akhir ini.
Dengan selesainya laporan ini, penulis mengucapkan terima kasih atas bimbingan dan saran yang telah diberikan oleh : 1. Ibu Nyayu Latifa Husni, S.T.,M.T sebagai dosen pembimbing I 2. Ibu Ekawati Prihatini, S.T., M.T. sebagai dosen pembimbing II
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian laporan akhir ini. 1. Bapak RD. Kusumanto, S.T, M.M selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politteknik Negeri Sriwijaya 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika. 5. Seluruh staff dan dosen yang telah membantu dalam menyelesaikan Laporan akhir ini.
vii
6. Keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan dan materinya. 7. Teman-teman program studi Teknik Elektronika khususnya Kelas 6EB yang saya cintai. Penulis menyadari bahwa penulisan laporan akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Sebagai akhir prakata ini, penulis berharap semoga laporan ini memberikan manfaat bagi pembaca yang tertarik menekuni dunia elektronika.
Palembang, Juni 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... ii MOTTO .......................................................................................................... iii LEMBAR KEASLIAN .................................................................................. iv ABSTRAK ..................................................................................................... v KATA PENGANTAR ................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................. ix DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan dan Manfaat.................................................................................. 3 1.2.1 Tujuan.............................................................................................. 3 1.2.2 Manfaat................................................................................ 3 1.3 Batasan Masalah ...................................................................................... 3 1.4 Metodelogi Pengumpulan Data ................................................................ 3 1.4.1 Metode Literatur .............................................................................. 3 1.4.2 Metode Observasi............................................................................ 3 1.4.3 Metode Wawancara ......................................................................... 3 1.7 Sistematika Penulisan Laporan Akhir ...................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6 2.1 Joystick Playstation 2 Wireless .................................................... 6 2.1.1 Komponen Joystick Wireless............................................... 7 2.1.2 Pin Konfigurasi.................................................................... 8 2.1.3 Data Protokol....................................................................... 9 2.1.4 Frame Data .......................................................................... 9
ix
2.2 Mikrokontroler ......................................................................................... 10 2.2.1 Mikrokontroler ATMEGA 8535 ......................................... 11 2.2.2 Arsitektur ATMEGA 8535.................................................. 11 2.2.3 Fitur ATMEGA 8535 .......................................................... 12 2.2.4 Konfigurasi Pin ATMEGA 8535......................................... 14 2.2.5 Keterangan Pin ATMEGA 8535 ......................................... 14 2.3 SPI (Serial Peripheral Interface) ................................................. 16 2.4 Aki (Accu) ................................................................................................ 17 2.5 Motor DC.................................................................................................. 19 2.5.1 Bagian Atau Komponen Utama Motor DC ......................... 19 2.5.2 Jenis-Jenis Motor DC .......................................................... 20 2.5.2.1 Motor DC Tipe Shunt .............................................. 21 2.5.2.2 Motor DC Tipe Seri ................................................. 21 2.5.2.3 Motor DC tipe Kompon/Gabungan ......................... 21 2.5.3 Prinsip Kerja Motor DC ...................................................... 22 2.5.3.1 Mekanisme kerja Motor DC secara umum.............. 24 2.5.3.2 Prinsip Arah Putaran Motor..................................... 25 2.6 Relay ..................................................................................................... 25 2.6.1 Prinsip Kerja Relay ............................................................ 26 2.6.2 Jenis-jenis Relay ................................................................ 27 2.7 Driver Motor DC BTS7960B................................................................... 28
BAB III RANCANG BANGUN ALAT ....................................................... 29 3.1 Perancangan Elektronik .......................................................................... 29 3.2 Diagram Blok.......................................................................................... 30 3.3 Rangkaian Elektronik.............................................................................. 30 3.3.1 Sistem Minimum ATMEGA 8535................................................. 30 3.3.2 Layout PCB Sistem Minimum ATMEGA 8535............................ 31 3.3.3 Layout PCB Power Supply 5V ...................................................... 31 3.3.4 Layout PCB Rangkaian Driver Relay DPDT ................................ 32 3.4 Rancangan Design Alat Pemotong Rumput ............................... 32
x
3.5 Flowchart .................................................................................... 34 3.6 Prinsip Kerja Alat ................................................................................... 35
BAB IV PEMBAHASAN .............................................................................. 36 4.1 Tujuan Pengukuran ................................................................................. 36 4.2 Peralatan Pengukuran.............................................................................. 36 4.3 Langkah-langkah Pengukuran ................................................................ 36 4.4 Titik Pengukuran Data Joystick Wireless PS2 di Osiloskop................... 37 4.5 Hasil Pengukuran Data Joystick Wireless PS2 menggunakan Osiloskop 38 4.5.1 Joystick dalam keadaan normal ..................................................... 38 4.5.2 Joystick ketika tombol panah kiri ditekan ..................................... 39 4.5.3 Joystick ketika tombol panah bawah ditekan................................. 40 4.5.4 Joystick ketika tombol panah kanan ditekan ................................. 41 4.5.5 Joystick ketika tombol panah atas ditekan ..................................... 42 4.5.6 Joystick ketika tombol KOTAK ditekan........................................ 43 4.5.7 Joystick ketika tombol X ditekan................................................... 44 4.5.8 Joystick ketika tombol O ditekan................................................... 45 4.6 Analisa................................................................................................... 46 4.7 Hasil Pengukuran Data Joystick Wireless PS2 pada Alat Pemotong Rumput ................................................................ 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 48 5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 48 5.2 Saran ....................................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel
halaman
2.1 Pertukaran Data untuk Joystick Digital................................................... 9 2.2 Penjelasan Port B .................................................................................... 15 2.3 Penjelasan Port D .................................................................................... 16 4.1 Tabel Joystick tidak ada tombol yang ditekan ........................................ 38 4.2 Tabel Joystick ketika tombol panah kiri ditekan..................................... 39 4.3 Tabel Joystick ketika tombol panah bawah ditekan................................ 40 4.4 Tabel Joystick ketika tombol panah kanan ditekan................................. 41 4.5 Tabel Joystick ketika tombol panah atas ditekan .................................... 42 4.6 Tabel Joystick ketika tombol Kotak ditekan ........................................... 43 4.7 Tabel Joystick ketika tombol X ditekan.................................................. 44 4.8 Tabel Joystick ketika tombol O ditekan.................................................. 45 4.9 Tabel Output data dari hasil pengukuran Joystick Wireless PS2 ............ 47
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
halaman
2.1 Joystick PS2 ............................................................................................ 5 2.2 Directional Pad pada Joystick PS2 ........................................................ 6 2.3 Potensiometer (Variabel Resistor) pada Joystick PS2 ............................ 6 2.4 Motor listrik yang terdapat pada Joystick PS2........................................ 7 2.5 Connector Modul Receiver PS2 Controller ............................................ 8 2.6 Mikrokontroler ATMega8535 ................................................................ 11 2.7 Konfigurasi Pin ATMega 8535............................................................... 14 2.8 Interkoneksi SPI (Serial Peripheral Interface)....................................... 17 2.9 Aki Basah dan Aki Kering ...................................................................... 18 2.10 Motor DC .............................................................................................. 20 2.11 Motor DC Sederhana ............................................................................ 22 2.12 Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor .......... 23 2.13 Reaksi Garis Fluks ................................................................................ 23 2.14 Prinsip Kerja Motor DC........................................................................ 24 2.15 Gambar dan Simbol Relay .................................................................... 26 2.16 Struktur Sederhana Relay...................................................................... 26 2.17 BTS7960B Driver 43A H-Bridge Drive PWM .................................... 28 3.1 Diagram Blok.......................................................................................... 30 3.2 Sistem Minumum ATMEGA AVR 8535 ............................................... 30 3.3 Layout PCB Sismin ATMEGA AVR 8535 ............................................ 31 3.4 Layout PCB Power Supply 5V ............................................................... 31 3.5 Layout PCB Rangkaian Driver Relay DPDT ......................................... 32 3.6 Rancangan Design Alat Pemotong Rumput ........................................... 32 4.1 Titik Pengukuran Data pada Modul Receiver Joystick PS2 ................... 37 4.2 Titik Pengukuran data pada sistem minimum ATMEGA 8535.............. 37
xiii
4.3 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop dalam keadaan tidak ditekan.............................................................................. 38 4.4 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol panah kiri ditekan ....................................................................... 39 4.5 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol panah bawah ditekan................................................................... 40 4.6 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol panah kanan ditekan ................................................................... 41 4.7 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol panah atas ditekan....................................................................... 42 4.8 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol □ ditekan ..................................................................................... 43 4.9 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika tombol X atas ditekan ............................................................................. 44 4.10 Hasil pengukuran joystick wireless PS2 menggunakan osiloskop ketika O atas ditekan.......................................................................................... 46
xiv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Lampiran B Lembar Bimbingan Laporan Akhir Lampiran C Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir Lampiran D Datasheet
xv
