RANCANG BANGUN ROBOT WALL FOLLOWER PENYEDOT DEBU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Komputer
Oleh: Dwi Anggraeni 061230701301
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
i
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN ROBOT WALL FOLLOWER PENYEDOT DEBU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
OLEH: Dwi Anggraeni 061230701301
Palembang,
Juli 2015
Disetujui Oleh, Pembimbing I
Pembimbing II
Azwardi, S.T., M.T.
Mustaziri, S.T., M.Kom.
NIP. 197005232005011004
NIP. 196909282005011002
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Komputer
Ahyar Supani, S.T.,M.T NIP 196802111992031002
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat ALLAH SWT, karena berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Akhir pada Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya dengan judul RANCANG BANGUN ROBOT WALL FOLLOWER PENYEDOT DEBU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535. Adapun tujuan penulisan laporan ini adalah untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III serta memenuhi kurikulum yang berlaku di Jurusan Teknik Komputer sehingga penulis dapat memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini penulis menyadari bahwa tanpa adanya bimbingan, bantuan, dan dorongan serta petunjuk dari semua pihak tidak mungkin Lapora Akhir ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Allah SWT yang telah memberi petunjuk dan karunia-Nya. 2. Kedua Orang Tua yang telah memberikan dukungan, semangat dan doa yang tulus. 3. Bapak Ahyar Supani, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Azwardi S.T., M.T. dan bapak Mustaziri, S.T, M.Kom., selaku dosen pembimbing Laporan Akhir. 5. Bapak/Ibu Dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah mendidik dan memberikan ilmunya pada penulis selama di bangku kuliah. 6. Saudaraku, Nurriansyah Mareza. Terima kasih buat bantuan, support, dan doanya. 7. Sahabat-sahabatku, Nur Indah Sari, Ayu Wulandari, dan Rodi Mardoni. Serta Muhammad Ridho Fitriyansyah terima kasih atas semangat dan bantuan tulusnya dalam penyelesaian Laporan Akhir ini.
iii
8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2012 di Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya khusunya anak-anak kelas CD. Semoga Laporan Akhir ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya Laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi penulis sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya penulis menyadari masih banyak kekurangan, baik dari materi maupun teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu penulis memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan.
Palembang,
Penulis
iv
Juli 2015
ABSTRACT
DESIGN OF WALL FOLLOWER VACUUM CLEANER ROBOT BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA8535 (Dwi Anggraeni, 2015; 54 page; 40 picture; 11 table)
The purpose of making the wall follower vacuum cleaner robot is able to design a system of robotic vacuum cleaner that is able to move in autonomous as well as navigate and apply fuzzy logic when the robot finds a obstacle. The wall follower vacuum cleaner robot is working to help people in the dusting, conserve electricity because the robot using the battery, and does not take the time and effort because the robot moves itself around the room. Wall follower robot vacuum cleaner uses a microcontroller based ATMega8535 ping ultrasonic sensor and fuzzy logic algorithm to detect an obstacle. If found the obstacle robot will turn to the right and keep walking around the room up to the middle of the room and will stop automatically with the speed setting proportionally based obstacle detection distance when discovered through the application of fuzzy logic algorithms.
Keywords: Microcontroller ATMega8535, ping ultrasonic sensors, fuzzy logic.
v
ABSTRAK
RANCANG BANGUN ROBOT WALL FOLLOWER PENYEDOT DEBU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 (Dwi Anggraeni, 2015; 54 halaman; 40 gambar; 11 tabel)
Tujuan pembuatan robot wall follower penyedot debu ini dapat merancang suatu sistem robot penyedot debu yang mampu bergerak secara autonomous (mandiri) serta melakukan navigasi dan menerapkan logika fuzzy pada saat robot menemukan halangan. Robot wall follower penyedot debu ini berfungsi untuk membantu manusia dalam membersihkan debu, menghemat penggunaan listrik karena robot menggunakan baterai, dan tidak menyita waktu dan tenaga karena robot bergerak sendiri mengelilingi ruangan. Robot wall follower penyedot debu berbasis mikrokontroler ATMega8535 ini menggunakan sensor ultrasonik ping dan algoritma fuzzy logic dalam mendeteksi halangan. Apabila menemukan halangan robot akan berbelok ke kanan dan terus berjalan mengelilingi ruangan hingga ke tengah ruangan dan akan berhenti sendiri secara otomatis dengan pengaturan kecepatan secara proporsional berdasarkan jarak deteksi ketika menemukan halangan melalui penerapan algoritma fuzzy logic.
Kata kunci: Mikrokontroler ATMega8535, sensor ultrasonic ping, fuzzy logic.
vi
MOTTO: “Jika orang lain bisa melakukannya, mengapa kita tidak? Percayalah pada kemampuan diri sendiri” “Berpegang teguhlah pada pendirian dan prinsipmu. Itulah yang membedakanmu dengan orang lain. Diri sendirilah yang tahu kemampuanmu. Biarlah orang berkata apa, kamu harus yakin dan tidak goyah pada pendirian dan prinsipmu” “Apapun yang terjadi, doa orang tua selalui menyertaimu. Jangan putus asa! “Aku harus bisa!”
Dengan rahmat Allah SWT kupersembahkan kepada: Allah SWT Papa dan Mamaku tercinta Kakakku tercinta Semua keluargaku Sahabat-sahabatku Indah, Ayu, dan Doni serta temanteman kelas 6CD Penyemangatku, M. Ridho Fitriyansyah Teman satu angkatan Teknik Komputer POLSRI 2012 Seluruh staf dosen Teknik Komputer POLSRI Almamaterku
vii
DAFTAR ISI HALAMAN HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii KATA PENGANTAR .................................................................................... iii ABSTRAK ...................................................................................................... v MOTTO ......................................................................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 1.3 Batasan Masalah............................................................................ 1.4 Tujuan dan Manfaat ...................................................................... 1.4.1 Tujuan .................................................................................. 1.4.2 Manfaat ................................................................................
1 2 2 2 2 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori .............................................................................. 2.2 Logika Fuzzy ................................................................................. 2.2.1 Fungsi Keanggotaan ............................................................. 2.2.2 Fuzzification ......................................................................... 2.2.3 Inference............................................................................... 2.2.4 Defuzzification ..................................................................... 2.3 Mikrokontroler ATMega8535 ....................................................... 2.3.1 Arsitektur ATMega9535...................................................... 2.3.2 Pin-Pin Pada Mikrokontroler ATMega8535 ....................... 2.4 Sensor Jarak Ultrasonik Ping ........................................................ 2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 2.6 Motor DC ...................................................................................... 2.7 IC L298 ......................................................................................... 2.8 Dioda ............................................................................................. 2.9 Baterai ........................................................................................... 2.10 CodeVisionAVR........................................................................... 2.11 Bahasa Pemrograman C ............................................................... 2.12 Flowchart .....................................................................................
3 4 5 8 8 8 8 10 11 12 12 14 15 15 16 16 17 18
BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Pengertian Rancang Bangun ......................................................... 3.2 Perancangan Sistem Alat ............................................................... 3.3 Rangkaian Keseluruhan................................................................. 3.3.1 Rangkaian Sistem Minimum ATMega8535 dan LCD....... 3.3.2 Rangkaian Driver Motor ....................................................
21 21 23 24 25
viii
3.3.3 Rangkaian Power Supply ................................................... 3.4 Pemilihan Komponen .................................................................... 3.5 Perancangan Hardware ................................................................. 3.5.1 Langkah-Langkah Pembuatan Alat ...................................... 3.5.2 Langkah-Langkah Pembuatan dan Pencetakan PCB ........... 3.6 Perancangan Software ....................................................................
27 27 29 29 29 30
3.7 Perancangan Mekanik .................................................................... 32 3.8 Pembuatan Program Menggunakan Software CodeVisionAVR ..... 33 3.9 Prinsip Kerja Robot ........................................................................ 38 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian ........................................................................................ 4.2 Tujuan Pengukuran ........................................................................ 4.3 Peralatan yang Digunakan.............................................................. 4.4 Langkah Pengukuran ..................................................................... 4.5 Titik Uji Pengukuran ..................................................................... 4.5.1 Pengukuran pada Regulator .................................................. 4.5.2 Pengukuran Motor DC Ketika Sensor Menemukan Halangan 4.5.3 Pengukuran Driver Motor ..................................................... 4.6 Hasil Algoritma Fuzzy.................................................................... 4.6.1 Fuzzifikasi ............................................................................. 4.6.2 Basis Aturan .......................................................................... 4.6.3 Mekanisme Aturan ................................................................ 4.6.4 Defuzzifikasi ......................................................................... 4.7 Pembahasan ...................................................................................
39 39 40 40 40 40 42 44 46 46 48 49 50 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.................................................................................... 53 5.2 Saran .............................................................................................. 53 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 54 LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR HALAMAN Gambar 2.1 Struktur Dasar Kendali Fuzzy Logic ....................................... 5 Gambar 2.2 Representasi Kurva Linear ...................................................... 6 Gambar 2.3 Representasi Kurva Segitiga ................................................... 7 Gambar 2.4 Kurva Trapesium ..................................................................... 7 Gambar 2.5 ATMega8535 .......................................................................... 9 Gambar 2.6 Blok Diagram Fungsional ATMega8535 ................................ 10 Gambar 2.7 Konfigurasi IC Mikrokontroller ATMega8535 ...................... 11 Gambar 2.8 Sensor Jarak Ultrasonik Ping .................................................. 12 Gambar 2.9 Liquid Crystal Display ............................................................ 13 Gambar 2.10 Konstruksi Pin IC L298 ........................................................ 15 Gambar 2.11 Dioda ..................................................................................... 16 Gambar 2.12 Struktur Fisik Baterai ............................................................ 16 Gambar 3.1 Diagram Blok .......................................................................... 22 Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan........................................................... 23 Gambar 3.3 Layout Rangkaian Keseluruhan .............................................. 24 Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Minimum ATMega8535 dan LCD ............ 24 Gambar 3.5 Layout Sistem Minimum ATMega8535 dan LCD .................. 25 Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor ......................................................... 26 Gambar 3.7 Layout Driver Motor ............................................................... 26 Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply ........................................................ 27 Gambar 3.9 Layout Power Supply .............................................................. 27 Gambar 3.10 Flowchart Rancangan Sistem ............................................... 32 Gambar 3.11 Tampak Robot dari Atas ....................................................... 33 Gambar 3.12 Tampak Robot dari Samping................................................. 33 Gambar 3.13 Tampilan Awal Membuat Program ....................................... 34 Gambar 3.14 Tampilan Setting Chip Mikrokontroler ................................. 34 Gambar 3.15 Tampilan Pilihan Alphanumeric LCD .................................. 35 Gambar 3.16 Tampilan Pengaturan Port A dan Port B ............................... 35 Gambar 3.17 Tampilan Pengaturan PORT C dan PORT D ........................ 36 Gambar 3.18 Tampilan Pengaturan Timer .................................................. 36 Gambar 3.19 Tampilan Penyimpanan File ................................................. 37 Gambar 3.20 Tampilan Program Utama ..................................................... 37 Gambar 4.1 Pengukuran titik tegangan Input/ Output pada LM7805 ......... 41 Gambar 4.2 Pengukuran titik tegangan pada Motor DC ............................. 43 Gambar 4.3 Titik Pengukuran IC L298 ...................................................... 45 Gambar 4.4 Grafik Himpunan Fuzzy Jarak ................................................. 47 Gambar 4.5 Pseudo-code Fuzzifikasi Input Jarak....................................... 48 Gambar 4.6 Pseudo-code Basis Aturan ...................................................... 49 Gambar 4.7 Himpunan Fuzzy Output pada Mekanisme Aturan ................. 50 Gambar 4.8 Pseudo-code Defuzzifikasi...................................................... 51
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5
HALAMAN Tabel Data Penelitian Sebelumnya ............................................ 3 Tabel Data Penelitian yang Akan Dibuat ................................... 4 Simbol - Simbol Flowchart........................................................ 19 Daftar Komponen yang Digunakan ........................................... 28 Daftar Alat dan Bahan yang Digunakan .................................... 28 Hasil Pengukuran Tegangan Input (Vin) dan Output (Vout) pada LM7805 ...................................................................................... 40 Hasil Pengukuran Tegangan Output pada Motor DC Terhadap Jarak Deteksi Sensor ............................................................................ 42 Hasil Pengukuruan Tegangan Output pada IC L298 ................. 44 Tabel Input Jarak ........................................................................ 46 Basis Aturan Metode Fuzzy ....................................................... 48
Tabel 4.6 Tabel Output Arus Dengan Model Sugeno .......................................................
xi
50
