RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI REM OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA128
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
NUR INDAH RAMANDA SARI 0613 3033 0976
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI REM OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA128
LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : NUR INDAH RAMANDA SARI 0613 3033 0976
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Sarjana, S.T., M.Kom NIP.196911061995032001
Sholihin, S.T., M.T NIP.197404252001121001 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi
Yudi Wijanarko, S.T., M.T NIP. 196705111992031003
Ciksadan, S.T., M.Kom NIP.196809071993031003
MOTTO
-
Satu tetes keringat orang tuaku, satu langkah aku harus maju.
-
Jadi diri sendiri, cari jati diri, dan dapetin hidup yang mandiri.
-
Berangkat dengan penuh keyakinan, berjalan dengan penuh keikhlasan, istiqomah dalam menghadapi cobaan “Yakin, ikhlas, istiqomah” (TGKH. Muhammad Zainuddin Abdul Madjid).
-
Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu. Dan boleh jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi kamu. Allah Maha mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui (Al-Baqarah: 216).
Kupersembahkan Kepada : - ALLAH SWT - Muhammad SAW - Papa dan Mamaku tercinta - Mbak dan adikku tersayang - Teman-teman seperjuangan - 6TC Teknik Telekomunikasi - Almamaterku
ABSTRAK RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI REM OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA128 (2016 : xiv + 70 Halaman + 45 Gambar + 6 Tabel + 13 Lampiran)
NUR INDAH RAMANDA SARI 0613 3033 0976 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Rem merupakan suatu peranti untuk memperlambat atau menghentikan gerakan roda dan merupakan peranti penting keamanan dalam berkendara, karena tidak berfungsinya rem dapat menimbulkan bahaya dan keamanan berkendara jadi terganggu. Sistem kendali rem otomatis ini adalah sebuat alat yang mempunyai fungsi sebagai pengendali pengereman otomatis pada kendaraan roda empat tanpa si pengemudi harus menekan pedal rem atau pengereman secara manual. Dengan menggunakan empat sensor ultrasonik yang ditempatkan pada keempat sisi yang berfungsi untuk mendeteksi objek dari keempat arah. Sistem pengontrolnya adalah mikrokontroler ATmega128 dengan bahasa pemograman BASCOM – AVR sebagai kontrol untuk pengereman secara otomatis. Cara pengoperasiannya apabila sensor ultrasonik mendeteksi jarak antara mobil dan benda kurang dari jarak yang telah ditentukan, maka mikrokontroler menginstruksikan untuk menurunkan putaran mesin dan mengaktivasi motor rem yang kemudian melakukan pengereman secara otomatis. Kinerja dari penelitian ini adalah melakukan pengukuran pada titik – titik yang terpenting dalam rangkaian sistem kendali rem otomatis, seperti rangkaian pada bagian catu daya, remote control, driver L298N, sensor ultrasonik, sehingga akan mempermudah dalam menganalisa kesalahan atau kerusakan yang terjadi pada saat alat bekerja atau diaktifkan, serta mempermudah dalam memperbaikinya. Adapun hasil dari penelitian ini adalah Pengereman secara otomatis akan aktif apabila sensor ultrasonik depan mendeteksi jarak antara objek dan mobil < 38 cm, sensor belakang mendeteksi jarak antara objek dan mobil < 30 cm dan sensor ultrasonik kanan dan kiri mendeteksi jarak antara objek dan mobil < 10 cm. Apabila jarak yang dideteksi antara mobil dan benda lebih dari jarak yang telah ditentukan maka tidak terjadi pengereman secara otomatis.
Kata Kunci : Sensor Ultrasonik, ATmega128, driver dan motor DC, motor servo
ABSTRACT AUTOMATIC BRAKE CONTROL SYSTEM DESIGN BASED ON ATMEGA128 MICROCONTROLLER (2016 : xiv + 70 Pages + 45 Pictures + 6 Table + 13 Attachment)
NUR INDAH RAMANDA SARI 0613 3033 0976 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Brake is device for slowing or stopping wheel movement and is a important device for safety while driving, because if the brake is not functioning can occur accident and safety driving will be disturbed. Automatic brake control system is an instrument that have a function to control braking automatically on four wheeled vehincle without the driver must press the brake pedal or manual brake. With using four ultrasonic sensor which put in four different side which function for detecting object from four ways. control system is ATmega128 microcontroller with BASCOM programming language as a control for the automatic braking. The operation is if the ultrasonic sensor detects range between car and the object less than specified range, than the microcontroller instructed to decrease the engine rotation and activating the brake motor and than do the automatic brake. Permormance from this study is take measurements at the point the point is most important in a series of control system brakes automatically, such as a series on the power supply, remote control, driver L298N, ultrasonic sensors, so it will be easier to analyze faults or damage that occurs while the device worked or turned on, and facilitate in a fix. The results of this study are braking is automatically activated when the ultrasonic sensor before detecting the distance between the object and the car <38 cm, the rear sensor detects the distance between the object and the car <30 cm and ultrasonic sensors right and left detect the distance between the object and the car <10 cm. If the distance between the car and the object is detected more than a predetermined distance then braking automatically not active.
Keywords: Ultrasonic sensor, ATmega128, DC motor and driver, servo motor.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT karena atas berkat, rahmat dan karunia-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Adapun judul yang diambil dalam penulisan laporan akhir ini adalah”Rancang Bangun Sistem Kendali Rem Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATmega128”. Laporan Akhir ini ditulis untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikana Diploma III di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. Selama penyusunan laporan akhir ini penulis juga tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bimbingan baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga dalam penyelesaian laporan akhir ini dapat berjalan dengan tepat sesuai waktunya. Dengan terselesainya laporan kahir ini penulis mengucapkan rasa terima kasih bimbingan serta pengarahan yang telah diberikan oleh dosen pembimbing : 1. Ibu Sarjana, S.T., M.Kom selaku dosen pembimbing I 2. Bapak Sholihin, 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 Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Ciksadan, S.T.,M.Kom., selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Seluruh dosen, staf bengkel dan laboratorium Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Papa, mama, mbak dan adikku tercinta yang telah memberikan dukungan moril dan materil sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan akhir ini. 7. Rekan-rekan yang telah membantu dalam penyelesaikan laporan akhir ini terkhususkan kelas 6TC Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi.
Dalam penyusunan laporan ini tentu saja banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis dengan senang hati menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Politeknik Negeri Sriwijaya,
khususnya
Jurusan
Teknik
Elektro
Program
Studi
Teknik
Telekomunikasi.
Palembang,
Penulis
Juli 2016
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii MOTTO................................................................................................................. iii ABSTRAK ............................................................................................................ iv ABSTRACT .......................................................................................................... v KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi DAFTAR ISI .......................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv
BAB I
PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah.......................................................................... 2 1.4 Tujuan ......................................................................................... 2 1.5 Manfaat ....................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan.................................................................. 3
BAB II
TINJAUAN UMUM .......................................................................... 5 2.1 Mikrokontroler ............................................................................. 5 2.1.1 Pengertian Mikrokontroler ................................................. 5 2.1.2 Macam-macam Mikrokontroler ......................................... 6 2.1.3 Mikrokontroler ATmega128 .............................................. 6 2.1.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega128 .................... 7 2.2 IC Regulator ................................................................................ 8 2.3 Sensor Ultrasonik ........................................................................ 9 2.4 LCD (Liquid Crystal Display)...................................................... 11 2.5 Driver Motor DC L298N ............................................................ 13
2.6 Motor DC .................................................................................... 13 2.7 Motor Servo ................................................................................ 15 2.8 Handphone .................................................................................. 16 2.9 SMS (Short Massage Service) .................................................... 17 2.9.1 SMS Center/ SMSC ........................................................... 18 2.9.2 GSM (Global System For Mobile Communication) .......... 19 2.10 Downloader ................................................................................ 19 2.11 Baterai ........................................................................................ 21 2.12 Remote Control RF .................................................................... 23 2.13 BASCOM – AVR ...................................................................... 25
BAB III
RANCANG BANGUN ALAT .......................................................... 26 3.1 Pendahuluan ................................................................................. 26 3.2 Diagram Blok .............................................................................. 26 3.3 Tujuan Perancangan .................................................................... 27 3.4 Langkah – langkah Perancangan ................................................. 28 3.4.1 Perancangan Hardware....................................................... 28 3.4.2 Perancangan Software ........................................................ 36 3.5 Skematik Rangkaian, Layout dan Tata Letak ............................. 43 3.6 Prinsip Kerja Alat ........................................................................ 49 3.7 Daftar Komponen ........................................................................ 51
BAB IV
PEMBAHASAN ................................................................................ 53 4.1 Pengujian ..................................................................................... 53 4.2 Tujuan Pengukuran ..................................................................... 53 4.3 Rangkaian Pengujian ................................................................... 54 4.4 Peralatan Pengukuran ................................................................... 54 4.4.1 Osiloskop............................................................................ 54 4.4.2 Multimeter .......................................................................... 55 4.5 Langkah – langkah Pengukuran .................................................. 55 4.6 Letak Titik Pengukuran ................................................................ 56
4.7 Hasil Pengukuran ........................................................................ 58 4.7.1 Pengukuran pada Rangkaian Power Supply ...................... 58 4.7.2 Pengukuran pada Rangkaian Remote Control (receiver) ............................................................................ 61 4.7.3 Pengukuran pada Rangkaian driver L298N ....................... 64 4.7.4 Pengukuran pada Rangkaian Sensor Ultrasonik ................ 66 4.8 Analisa Kerja Rangkaian.............................................................. 67 4.9 Analisa Perhitungan pada Sensor Ultrasonik ............................... 68 4.10 Spesifikasi Alat .......................................................................... 71
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 72 5.1 Kesimpulan ................................................................................. 72 5.2 Saran............................................................................................ 72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
2.1 Mikrokontroler ATmega128 ........................................................................... 7 2.2 Konfigurasi Pin ATmega128 .......................................................................... 7 2.3 IC Regulator 7805 ........................................................................................... 9 2.4 Sensor Ultrasonik ............................................................................................ 10 2.5 LCD 20x4 ........................................................................................................ 12 2.6 IC L298N dan Konfigurasi IC L298N ............................................................ 13 2.7 Motor DC ........................................................................................................ 14 2.8 Motor Servo .................................................................................................... 16 2.9 Handphone ...................................................................................................... 17 2.10 SMS yang diproses oleh SMSC .................................................................... 18 2.11 Downloader usb-asp .................................................................................... 20 2.12 Pemasangan Pin Downloader ke Mikrokontroler ......................................... 21 2.13 Battery LG18650 ........................................................................................... 22 2.14 Remote Control RF ....................................................................................... 23 3.1 Blok Diagram Sistem Kendali Rem Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATmega128 .......................................................................... 27 3.2 Kertas Layout Rangkaian ................................................................................ 30 3.3 Pemberian Minyak pada Kertas ...................................................................... 30 3.4 (a) Ulano (b) Screen/ Layar yang telah dilapisi Ulano................................................... 30 3.5 Alat Pengering................................................................................................. 31 3.6 Proses Transfer dari Gambar (Kertas) ke Screen/ Layar ................................ 31 3.7 Hasil Transfer Gambar (Kertas) ke Screen/ Layar .......................................... 32 3.8 Proses Pensablonan ke Papan PCB ................................................................. 32 3.9 Proses Ferrit Chlorida ..................................................................................... 33 3.10 Proses Pengeboran Papan PCB ..................................................................... 34 3.11 Proses Pemasangan Komponen..................................................................... 34 3.12 Proses Penyolderan ....................................................................................... 35 3.13 Kerangka Mobil Remote Control .................................................................. 36
3.14 Flowchart Sistem Kendali Rem Otomatis ..................................................... 42 3.15 Skematik Rangkaian Keseluruhan ................................................................ 43 3.16 Layout Rangkaian Keseluruhan .................................................................... 44 3.17 Tata Letak Rangkaian Keseluruhan .............................................................. 44 3.18 Skematik Rangkaian Power Supply .............................................................. 45 3.19 Skematik Rangkaian Remote Control ........................................................... 45 3.20 Skematik Rangkaian Sistem Minimum Miikrokontroler ATmega128 ......... 46 3.21 Skematik Rangkaian LCD 20x4.................................................................... 46 3.22 Skematik Rangkaian Driver Motor IC L298N .............................................. 47 3.23 Skematik Rangkaian Sensor Ultrasonik ........................................................ 47 3.24 Skematik Rangkaian Ponsel .......................................................................... 48 3.25 Skematik Rangkaian Motor Servo ................................................................ 48 4.1 Osiloskop......................................................................................................... 55 4.2 Multimeter ....................................................................................................... 55 4.3 Titik Ukur Pada Rangkaian Power Supply ..................................................... 56 4.4 Titik Ukur Pada Rangkaian Remote Control .................................................. 57 4.5 Titik Ukur Pada Rangkaian Driver L298N ..................................................... 57 4.6 Titik Ukur pada Rangkaian Sensor Ultrasonik ............................................... 58
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
3.1 Daftar Komponen ..........................................................................................51 4.1 Data Hasil Pengukuran Power Supply ..........................................................58 4.2 Data hasil Pengukuran Remote Control ........................................................61 4.3 Data Hasil Pengukuran Driver L298N ..........................................................64 4.4 Data hasil Pengukuran Sensor Ultrasonik .....................................................66 4.5 Data Perbandingan Hasil Pengukuran dan Perhitungan Sensor Ultrasonik hc-sr04 ........................................................................................68
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir (LA)
Lampiran 2
Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I
Lampiran 3
Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II
Lampiran 4
Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir I
Lampiran 5
Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir II
Lampiran 6
Surat Permohonan Peminjaman Alat Laboratorium
Lampiran 7
Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir
Lampiran 8
Surat Bukti Penyerahan Karya Rancangan
Lampiran 9
Datasheet Mikrokontroler ATmega128
Lampiran 10
Datasheet Sensor Ultrasonik
Lampiran 11
Datasheet IC L298N
Lampiran 12
Program Alat
Lampiran 13
Dokumentasi Alat
