Perpustakaan Unika
APLIKASI KOMPAS DIGITAL PADA MOBIL ROBOT PENDETEKSI API LAPORAN TUGAS AKHIR
OLEH: PANGGAH AJI WICAKSONO 02.50.0064
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009
Perpustakaan Unika
PENGESAHAN
Laporan tugas akhir dengan judul “Aplikasi Kompas Digital Pada Mobil Robot Pendeteksi Api” disetujui dan disahkan pada tanggal 15 Oktober 2009 sebagai salah satu syarat menempuh jenjang sarjana (Strata satu) Teknik Elektro Unika Soegijapranata Semarang Semarang, 15 Oktober 2009
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Yulianto Tedjo Putranto, ST.MT 058.1.1993.144
Erdhi Widyarto N., ST. MT 058.1.2002.254 Mengetahui, Dekan
Fakultas Teknologi Industri
Leonardus Heru P., ST., MT 058.1.2000.234
ii
Perpustakaan Unika
ABSTRAK
Dalam kehiupan sehari-hari perangkat instrumentasi sangat berfungsi membantu manusia untuk mengetahui kondisi-kondisi di sekitar kita, yang mudah dibaca salah satunya adalah kompas. Kompas berfungsi untuk mengetahui arah mata angin pada suatu tempat. Pada
perancangan
tugas
akhir
menggunakan
kompas
sistem
digital.
Perancangan kompas digital dapat dikembangkan untuk mendetrksi arah sumber panas menggunakan mobile robot, data pembacaan melalui sensor panas akan menggerakkan mobil menuju sumber panas, dimana kompas magnetik akan membaca posisi sumber panas yang ditampilkan pada LCD. Kata kunci: kompas digital, sensor panas, lcd .
iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT, seru sekalian alam atas limpahan dan berkah dan hidayahNya yang telah diberikan, sehingga Tugas Akhir ini yang berjudul “APLIKASI KOMPAS DIGITAL PADA MOBILE ROBOT PENDETEKSI API” dapat terlaksana dan terselesaikan dengan baik. Sholawat serta salam selalu tertuju kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. Laporan Tugas Akhir ini disusun diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana (Strata satu) Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata. Dalam kesempatan ini penulis juga tidak lupa banyak mendapat bantuan dan dukungan yang telah ikut serta berpartisipasi baik moril maupun materiil selama pembuatan laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis menyampaikan rasa Terima Kasih kepada: 1. ALLAH SWT Yang Maha Pengasih lagi Penyayang beserta Rosululloh Muhammad SAW.. 2. Bapak Leonardus Heru P, ST.MT. Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata yang telah memberikan saran serta masukan dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Yulianto Tedjo Putranto, ST. MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang senantiasa meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan masukan serta saran guna terselesaikannya Tugas Akhir ini.
iv
Perpustakaan Unika
4. Bapak Erdhi Widyarto N, ST.MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang juga senantiasa telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan masukan serta saran dalam pelaksanaanTugas Akhir ini. 5. Seluruh Dosen Pengajar dan Staf Tata Usaha dan Laboraturium Fakultas Teknologi Industri Soegijapranata yang selama ini memberikan ilmu pengetahuan dan membantu dalam urusan administrasi dan surat ijin. 6. Bapak Sugiyo, SH dan Ibu Sri Suwarni tersayang yang senantiasa dengan sabar mendidik menasehati serta Kakak ku Santi dan Mas Doni berserta keponakan ku Anindya yang imut dan lucu, serta adik-adikku Kusuma Dewi Palupi, S.Kom dan Bramantyo Nugroho, SE. yang senantiasa memberikan support agar cepat menyelesaikan kuliahnya. 7. Mama Nurmulatasih, Papa Purwaka, Lina, Alya yang selalu menyemangati dan mengingatkan udah sampai mana Tugas Akhirnya. Serta My Hunny Anisa Fadilla, S.Si. ”Ayo Bunny Semangat, Adhek selalu menyayangimu” beserta teman-tamannya (Sinta, Opiq, Laras, Bryan, Arip, Danti, Puri, Tine) yang selalu mendukung dan menanyakan ”kapan Lulusnya Mas”. 8. Temen Kos ku (Tian, Rizal, Mas Agus, Amri, Niko, Adel, Yunas, Rangga, Andi, Dodik, Eka, Yustin) yang dengan sabarnya mendengarkan keluh kesahku dan mau disuruh maupun diajakin kemana aja kalau masalah tugas akhir dan memberikan semangat biar cepet selesai kuliahnya. 9. Temen-temen ku Angkatan 2002 “Ayo Terus berjuang demi cita-citamu. Temen bermainku (Tato, Anjas, Fando, Murie, Baskoro, Krisna, Risky, Imam, Hendra, Yuda, Aditiya) yang selalu menanyakan ”Piye alatmu, wes iso mlaku
v
Perpustakaan Unika
durung”. Serta Teman-temanku (Vita, Yuni, Deasy, Fera, Tata, Trya, Angel) yang menyemangatiku setiap saat ”Ayo Mas wisuda bareng, ben iso foto bareng” serta adik-adik angkatanku (Abri, Siska, Avid, Baskoro, Don, Hendra, Panji, Nando, Jajank, Lilik, Wiwin, Satya, Damar) ”Ojo Sinau wae, dolane kapan” Lek ndang Lulus, lek makan-makan yo Kang. 10. Mas Amad dan Mas Agung yang telah membimbing dan meluangkan waktunya dalam pelaksanaan tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini disadari oleh penulis masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu diharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaannya. Semoga laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca maupun yang hendak menyusun laporan tugas akhir.
Semarang, 15 Oktober 2009 Penulis
Panggah Aji Wicaksono
vi
Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................
ii
KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii DAFTAR ISI ...................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ..............................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1. Latar Belakang Masalah ..........................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ................................................................
1
1.3. Pembatasan Masalah ...............................................................
2
1.4. Tujuan Penulisan .....................................................................
3
1.5. Manfaat Penulisan ...................................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan .............................................................
4
KAJIAN LITERATUR ....................................................................
5
2.1. Sistem Navigasi .......................................................................
5
2.2. Mikrokontroller AT89S52 ......................................................
7
2.2.1. Arsitektur Mikrokontroller AT89S52 .........................
7
2.2.2. Penjelasan Fungsi Kaki Pada AT 89S52 .....................
8
2.2.3. Organisasi Memori ...................................................... 14 2.2.3.1. Memori Program .......................................... 15 2.2.3.2. Memori Data ................................................ 16 vii
Perpustakaan Unika
2.2.4. Program Status Word (PSW) ...................................... 18 2.2.5. Sistem Pengalamatan .................................................. 19 2.2.5.1. Pengalamatan Langsung ............................... 19 2.2.5.2. Pengalamatan Data ....................................... 20 2.2.5.3. Pengalamatan Tak Langsung ....................... 20 2.2.5.4. Pengalamatan Kode ...................................... 21 2.3. Liquid Crystal Display (LCD) ................................................ 21 2.4. Penggerak Motor DC .............................................................. 30 2.5. Penggerak Motor Stepper ........................................................ 31 BAB III
PERANCANGAN ALAT ................................................................. 33 3.1. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) .............................. 33 3.1.1. Konstruksi Kerangka Robot ........................................ 34 3.2. Sistem Minimum Mikrokontroller AT89S52 .......................... 34 3.2.1. Kompas Digital ........................................................... 37 3.2.2. Sensor Thermophile Array .......................................... 41 3.2.3. Penggerak Motor DC .................................................. 43 3.2.4. Display LCD (Lyquid Crystal Display) ...................... 44 3.2.5. Catu Daya .................................................................... 45 3.3. Perancangan Software ............................................................. 46 3.3.1. Prosedur Penggerak Motor DC ................................... 49 3.3.2. Prosedur LCD ............................................................. 50
viii
Perpustakaan Unika
BAB IV
ANALISA ALAT ............................................................................ 53 4.1. Pendahuluan ............................................................................ 53 4.2. Kompas Digital ....................................................................... 53 4.3. Sensor Thermophile ................................................................. 56 4.4. Penggerak Motor ..................................................................... 58 4.4.1. Driver Motor DC ........................................................... 60 4.4.2. Tegangan Pengatur Kecepatan Motor Dc ...................... 61 4.4.3. Program Mikrokontroller AT89S52 .............................. 63
BAB V
PENUTUP ........................................................................................ 73 5.1. Kesimpulan ............................................................................. 73 5.2. Saran ........................................................................................ 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 74
ix
Perpustakaan Unika
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Kompas Digital ............................................................
7
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port 3 .................................................................... 12 Tabel 2.3 Perintah-perintah M1632 ................................................................. 25 Tabel 2.4 Diskripsi Pin LCD ............................................................................ 28 Tabel 2.5 Pengatur IC Driver Motor ................................................................ 31 Tabel 3.1 Register CMPS03 ............................................................................. 39 Tabel 3.2 Konfigurasi dan Register TPA81 ..................................................... 42 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kompas Digital dan Perhitungan Matematis ......... 54 Tabel 4.2 Deviasi Data Perhitungan dengan Data Pengukuran ....................... 54
x
Perpustakaan Unika
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Kompas Digital CMPS03 ...........................................................
6
Gambar 2.2
Blok Diagram Mikrokontroler AT89S52 ...................................
8
Gambar 2.3
Konfigurasi Kaki AT89S52 .......................................................
9
Gambar 2.4
Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 .............................. 14
Gambar 2.5
RAM 128 Byte Bawah ............................................................... 17
Gambar 2.6.
Peta SFR ..................................................................................... 18
Gambar 2.7
Register PSW dalam AT89S52 .................................................. 18
Gambar 2.8
DDRAM M1632 ........................................................................ 22
Gambar 2.9
Hubungan Antara CGROM dan DDRAM ................................. 23
Gambar 2.10 Timing Diagram Penulisan Data Ke Register Perintah Mode 4 bit Interface ............................................................................. 24 Gambar 2.11 Timing Diagram Pembacaan Register Perintah Mode 4 bit Interface ............................................................................. 26 Gambar 2.12 Timing Diagram Penulisan Data ke Register Perintah Mode 4 bit Interface ............................................................................. 27 Gambar 2.13 Timing Diagram Pembacaan Data dari Register Data Perintah Mode 4 bit Interface ..................................................... 28 Gambar 2.14 Modul LCD 2 x 16 ..................................................................... 29 Gambar 2.15 Ilustrasi Pulse Width Modulation .............................................. 30 Gambar 2.16 Ilustrai Pengendalian Motor di dalam IC Driver Motor ............. 31 Gambar 2.17 Motor Stapper dan Penggeraknya .............................................. 32 xi
Perpustakaan Unika
Gambar 3.1
Blok Diagram Alat ..................................................................... 33
Gambar 3.2
Konstruksi Perangkat Robot ...................................................... 33
Gambar 3.3
Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 .............................. 35
Gambar 3.4
Perangkat Simulasi Input Output ............................................... 36
Gambar 3.5
Koneksitas Kompas Digital dengan AT89S52 .......................... 38
Gambar 3.6
Arah Utara dari CMPS03 ........................................................... 40
Gambar 3.7
Sensor Thermophile Array TPA81 ............................................ 42
Gambar 3.8
Penggerak Motor DC ................................................................. 43
Gambar 3.9
Koneksitas LCD dengan Port 0 .................................................. 44
Gambar 3.10 Regulasi Catu Daya .................................................................... 45 Gambar 3.11 Flowchart Sistem Alat ................................................................ 47 Gambar 3.12 Ilustrasi Pergerakan Robot ......................................................... 49
xii
