PENGUKURAN FILTERROBOT DIGITAL PADA DIGITAL SIGNAL GAS RANCANG BANGUN MOBILE PENDETEKSI KEBOCORAN DENGAN MENGGUNAKAN MODUL XBEE PROCESSING MENGGUNAKAN UNITRAIN-I DAN BERBASIS MCLS MODULAR MIKROKONTROLLER ATMEGA32U4
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : AMBAR AMELYA 0611 3033 0982
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
i
PERANCANGAN ROBOTROBOT LINE TRAKER PEMINDAH OBJEK GAS RANCANG BANGUN MOBILE PENDETEKSI KEBOCORAN DENGAN MENGGUNAKAN MODUL XBEE BERBASIS BERWARNA DENGAN SENSOR CAMERA TAOS TCS3200 MIKROKONTROLLER ATMEGA32U4
Oleh : AMBAR AMELYA 0611 3033 0982
Palembang,
Agustus 2014
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Hj. Ade Silvia Handayani, S.T., M.T. NIP. 19760930 200003 2 002
Sopian Soim, S.T., M.T. NIP. 19710314 200112 1 001
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi
Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 19621207 199103 1 001
Ciksadan, S.T., M.Kom. NIP. 19680907 199303 1 003 ii
Motto When you want to give up remember why you started. -9GAG Santai – Serius - Sukses
Kupersembahkan kepada: My Parents My Brother, My Sister and My Beloved Families My ClassMate 6 TD All my bestfriend My Almamater
iii
ABSTRAK RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS DENGAN MENGGUNAKAN MODUL XBEE BERBASIS MIKROKONTOLLER ATMEGA32U4 ( 2014 : xii + 52 Halaman + 16 Tabel + 26 Gambar + Lampiran )
AMBAR AMELYA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Mobile robot pendeteksi kebocoran gas dengan menggunakan modul xbee berbasis mikrokontroller ATMega 32u4 adalah suatu mobile robot yang dapat mendeteksi suatu gas. Mobile robot pendeteksi kebocoran gas ini dikendalikan oleh Arduino Leonardo&Xbee yang berbasis Mikrokontroller ATMega32u4. Mikrokontroller ini mengendalikan sensor jarak jenis SRF04 sebagai sistem navigasi dari robot pendeteksi kebocoran gas, sensor TGS 2600 sebagai pendeteksi gas dan robot bergerak menggunakan aplikasi dari Motor DC. Jika sensor srfo4 mendeteksi adanya penghalang maka robot akan berbelok dan berjalan secara otomatis tanpa menabrak penghalang dan benda disekitarnya. Ketika sensor TGS2600 mendeteksi adanya bau gas, maka robot akan berhenti dan akan mengirimkan data ke modul Xbee series 1. Data tersebut akan ditampilakan melalui Laptop dengan aplikasi coolterm. Kata kunci : Arduino Leonardo&Xbee, Sensor SRF04, Sensor TGS2600, Motor DC, Modul Xbee Series 1.
iv
ABSTRACT DESIGN FOR GAS LEAKAGE ROBOT MOBILE DETECTOR BY USING ATMEGA 32U4 BASED MICROCONTROLLER XBEE MODULE ( 2014 : xii + 52 Page + 16 List Table + 26 List Image + Appendix )
AMBAR AMELYA MAJOR IN ELECTRICAL ENGINEERING TELECOMMUNICATION ENGINEERING COURSES SRIWIJAYA STATE OF POLYTECHNIC Mobile robot with gas leak detection using xbee module based microcontroller atmega 32u4 is a mobile robot that can detect a gas. Mobile robots gas leak detector is controlled by Arduino Leonardo & XBee-based microcontroller ATMega32u4. This microcontroller controls the type of distance sensor SRF04 as a navigation system of the robot gas leak detection, sensor gas detector TGS 2600 as the robot moves and use applications of DC motors. If the sensor detects the presence of a barrier srfo4 robot will turn and run automatically without crashed into the barrier and the surrounding objects. When TGS2600 sensor detects the presence of a gas odor, then the robot will stop and will send the data to the XBee Series 1 modules. Such data will display from Laptop with coolterm applications. Keyword : Arduino Leonardo&Xbee, Sensor SRF04, Sensor TGS2600, Motor DC, Modul Xbee Series 1.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadiran Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini. Laporan akhir ini dibuat untuk memenuihi syarat menyelesaikan program Pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. Dengan judul “Rancang Bangun Mobile Robot Pendeteksi Kebocoran Gas Dengan Menggunakan Modul XBee Berbasis Mikrokontroller ATMega32u4" sebagai bahan untuk laporan akhir. Dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini tidak terlepas dari berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan serta masukan baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga dalam penyelesaian Laporan
Akhir
ini
dapat
berjalan
sesuai
dengan
waktunya.
Dengan
terselesaikannya laporan Akhir ini penulis mengucapkan rasa terimakasih atas bimbingan serta pengarahan yang telah diberikan oleh dosen pembimbing: 1. Hj. Ade Silvia Handayani, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing I 2. Sopian Soim, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing II Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan 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 Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 4. Bapak Ciksadan S.T., M.Kom selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 5. Seluruh dosen serta staf Administasi Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Para
teknisi
Jurusan
Teknik
Elektro
Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
vi
Program
Studi
Teknik
7. Kepada Orang Tua, saudara dan seluruh anggota keluarga penulis yang telah memberikan dorongan moril dan materil. 8. Rekan seperjuangan Teknik Telekomunikasikasi Angkatan 2011 khususnya kelas 6 TD. Kepada semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan Laporan Akhir ini, penulis mengucapkan terimakasih semoga amal perbuatannya dibalas oleh Tuhan Yang Maha Esa. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk perbaikan di masa yang akan datang.
Palembang,
Penulis
vii
Juli 2014
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii MOTTO ............................................................................................................... iii ABSTRAK ............................................................................................................ iv KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ..................................................................................................x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................................................1 1.2 Perumusan masalah ................................................................................2 1.3 Pembatasan masalah...............................................................................2 1.4 Tujuan dan Manfaat ...............................................................................2 1.4.1 Tujuan ..........................................................................................2 1.4.2 Manfaat ........................................................................................3 1.5 Metode Perancangan Alat ......................................................................3 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontroller ......................................................................................7 2.1.1 Fitur AVR ATMega32u4 .............................................................8 2.1.2 Konfigurasi Pin ATMega32u4 .....................................................9 2.2 Gas LPG ...............................................................................................10 2.3 Sensor TGS 2600 .................................................................................11 2.4 Sensor SRF04 .......................................................................................13 2.5 Motor DC .............................................................................................15 2.5.1 Konstruksi Motor DC ................................................................16 2.5.2 Bagian-bagian Motor DC ..........................................................17 2.5.3 Jenis Motor DC..........................................................................17 2.6 Driver Motor DC L293D .....................................................................18 2.7 Modul Xbee Series 1 ............................................................................19 2.8 LCD ......................................................................................................21 2.8.1 Cara Kerja LCD .........................................................................23 2.9 Resistor.................................................................................................24 2.10 IC Regulator 7805 ..............................................................................27 2.10.1 Keunggulan ..............................................................................28 2.10.2 Kekurangan ..............................................................................28 BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Perancangan Alat .................................................................................29 3.2 Tujuan Perancangan .............................................................................29
viii
3.3 Perancangan Blok Diagram..................................................................29 3.4 Perancangan Rangkaian Robot ............................................................31 3.4.1 Gambar Rangkaian Motor DC ...................................................32 3.4.2 Gambar Rangkaian Power Supply Regulator ............................32 3.4.3 Gambar Rangkaian LCD 2x16 ..................................................32 3.4.4 Gambar Rangkaian Keseluruhan Robot Pendeteksi Kebocoran Gas .............................................................................................33 3.4.5 Desain Layout ............................................................................34 3.4.6 Desaian Tata Letak Komponen .................................................34 3.4.7 Prinsip Kerja Alat ......................................................................35 3.4.8 Pembuatan dan Penceteakan PCB .............................................35 3.4.9 Pemasangan dan Penyolderan Komponen .................................36 3.5 Perancangan Konstruksi Mekanik........................................................37 3.5.1 Dimensi Robot ...........................................................................37 3.5.2 Material Robot ...........................................................................38 3.6 Rancanagan Tampilan Robot ...............................................................39 3.6.1 Rancangan Tampilan Robot Tampak Atas ................................39 3.6.2 Rancangan Tampilan Robot Tampak Depan .............................39 3.6.3 Rancangan Tampilan Robot Tampak Samping .........................40 3.7 Spesifikasi Alat ....................................................................................41 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Alat Dan Bahan Pengukuran ................................................................42 4.1.1 Multimeter .................................................................................42 4.2 Langkah-langkah Pengukuran ..............................................................43 4.3 Hasil Pengukuran .................................................................................44 4.3.1 Hasil Pengukuran Motor DC .....................................................44 4.4 Hasil Pengukuran Untuk Motor DC Kondisi Maju..............................45 4.5 Hasil Pengukuran Untuk Motor DC Kondisi Mundur .........................45 4.6 Hasil Pengukuran Untuk Motor DC Kondisi Belok Kiri .....................46 4.7 Hasil Pengukuran Untuk Motor DC Kondisi Belok Kanan .................46 4.8 Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Masing-Masing kaki (pin) Pada L293D ..................................................................................................47 4.9 Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Input IC Regulator 7805 .............48 4.10 Hasil Pengukuran Untuk Tegangan output IC Regulator 7805 .........48 4.11 Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Kanan .................................49 4.12 Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Depan .................................49 4.13 Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Kiri .....................................49 4.14 Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Sensor TGS 2600 ......................50 4.15 Analisa Kerja Rangkaian ...................................................................50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..........................................................................................52 5.2 Saran .....................................................................................................52 DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Perancangan Alat .................................................................................3 Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega32u4 ............................................................9 Gambar 2.2 Sensor TGS 2600 ..............................................................................11 Gamabr 2.3 Rangkaian Sensor TGS 2600 ............................................................13 Gambar 2.4 Diagram Timing Sensor SRF04 ........................................................14 Gambar 2.5 Sensor SRF04 ...................................................................................15 Gambar 2.6 Motor DC ..........................................................................................15 Gambar 2.7 Konstruksi Motor DC ........................................................................16 Gambar 2.8 Rangkaian Driver Motor DC L293D ................................................18 Gambar 2.9 Modul Xbee Series 1 .........................................................................20 Gambar 2.10 LCD Tipe 2x16 ................................................................................22 Gambar 2.11 Resistor ............................................................................................25 Gambar 2.12 IC Regulator 7805 ...........................................................................27 Gambar 3.1 Diagam Blok Mobile Robot Pendeteksi Kebocoran Gas ..................30 Gambar 3.2 Rangkaian Motor DC ........................................................................32 Gambar 3.3 Power Supply Regulator ....................................................................32 Gambar 3.4 Rangkaian LCD .................................................................................32 Gambar 3.5 Rangkaian Mobile Robot Pendeteksi Kebocoran Gas ......................33 Gambar 3.6 Rancangan Layout Robot Pendeteksi Kebocoran Gas ......................34 Gambar 3.7 Rancangan Tata Letak Komponen Robot .........................................34 Gambar 3.8 Rancangan Tampilan Robot Tampak Atas ........................................39 Gambar 3.9 Rancangan Tampilan Robot Tampak Depan ....................................39 Gambar 3.10 Rancangan Tampilan Robot Tampak Kanan ..................................40 Gambar 3.11 Rancangan Tampilan Robot Tampak Kiri ......................................40 Gambar 4.1 Multimeter .........................................................................................43 Gambar 4.2 Tampilan Kadar Gas Pada CoolTerm ...............................................52
x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi Pin RF Modul Xbee ..........................................................20 Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD ............................................................................22 Tabel 2.3 Warna Pada Resistor .............................................................................26 Tabel 3.1 Material Robot ......................................................................................38 Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Motor DC ........................................................44 Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Motor DC saat Kondisi Maju ..........................45 Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Motor DC saat Kondisi Mundur .....................45 Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Motor DC saat Kondisi Belok Kiri .................46 Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Motor DC saat Kondisi Belok Kanan .............47 Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Masing-masing Kaki Pada IC L293D ...................................................................................................47 Tabel 4.7 Data Hasil Pengukuran Input IC Regulator 7805 .................................48 Tabel 4.8 Data Hasil Pengukuran Output IC Regulator 7805 ...............................48 Tabel 4.9 Data Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Kanan ...........................49 Tabel 4.10 Data Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Depan .........................50 Tabel 4.11 Data Hasil Pengukuran Untuk Sensor SRF04 Kiri .............................50 Tabel 4.12 Data Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Sensor TGS 2600 ..............51
xi
DAFTAR LAMPIRAN 1. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I 2. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II 3. Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir I 4. Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir II 5. Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir 6. Lembar Revisi Laporan Akhir 7. FlowChart 8. List Program 9. Data Sheet IC L293D 10. Data Sheet Sensor TGS 2600 11. Data Sheet Mikrokontroller ATMega32u4
xii
