Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Skripsi. Sistem Komputer. Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Gunadarma. 2012 https://
[email protected] Oleh : Indra Pati Andhika Pribadi (22108367)
ABSTRAK Belakangan ini teknologi robot banyak digunakan dunia industri untuk melakukan proses produksinya.Robot digunakan untuk menggantikan pekerjaan manusia yang dianggap sulit dan membahayakan manusia, manusia hanya perlu mengendalikan robot disuatu tempat dan dapat melakukan perkerjaan yang lain yang lebih aman dan lebih manusiawi Interaksi manusia dengan Robot bervariasi ada yang menggunakan remot kontrol, Handphone dan menggunakan PC dengan beragam antarmuka dan interaksinya . Robot dapat dikendalikan dari jarak jauh agar interaksi tetap terjaga, sehingga tidak terbatas oleh jarak yang dekat.Sebagai contoh baru baru ini sering terjadi teror dengan bungkusan hitam yang diduga sebagai bom, apa bila bom ini mempunyai daya ledak yang tinggi maka dibutukan robot yang dikendalikan dari jarak yang cukup jauh agar lebih aman. Robot yang sudah ada biasanya menggunakan kabel untuk mengendalikannya atau menggunakan remot kontrol untuk mengendalikannya, terdapat juga robot pengintai yang menggunakan kamera wireless dan masih menggunakan remote control untuk mengendalikannya dan monitor untuk melihat situasi yang ada disekitarnya, dengan cara yang telah disebtkan sebelumnya maka penulis mencoba untuk merancang sebuah robot yang dikendalikan dan dipantau langsung menggunakan PC. Maka atas dasar inilah dibuat suatu alat “ROBOT PENGINTAI MENGGUNAKAN PC BERBASIS AT89S51” yang mengendalikan robot pengintai melalui PC Kata Kunci : Robot, Serial, Mikrokontroler, PC, 1. PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Masalah
Belakangan ini teknologi robot banyak digunakan dunia industri untuk melakukan proses produksinya.Robot digunakan untuk menggantikan pekerjaan manusia yang dianggap sulit dan membahayakan manusia, manusia hanya perlu mengontrol robot
disuatu tempat dan dapat melakukan perkerjaan yang lain yang lebih aman dan lebih manusiawi Penggunaan robot untuk menunjang kebutuhan sehari-hari sangat berperan penting untuk perkembangan teknologi informasi. Macam-macam bentuk robot, Robot mobile, Robot jaringan, Robot manipulator (Tangan), Robot Humanoid,
Robot Berkaki, Robot Terbang (Flying Robot), dan Robot Dalam Air (Under Water Robot). Robot tersebut telah banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari berguna untuk menggantikan kegiatan manusia yang dianggap sulit dan berbahaya. Interaksi manusia dengan Robot bervariasi ada yang menggunakan remote control, Handphone dan menggunakan PC dengan beragam antarmuka dan interaksinya . Robot dapat dikendalikan dari jarak jauh agar interaksi tetap terjaga, sehingga tidak terbatas oleh jarak yang dekat.Sebagai contoh baru baru ini sering terjadi teror dengan bungkusan hitam yang diduga sebagai bom, apa bila bom ini mempunyai daya ledak yang tinggi maka dibutukan robot yang dikendalikan dari jarak yang cukup jauh agar lebih aman. Robot yang sudah ada biasanya menggunakan kabel untuk mengendalikannya atau menggunakan remote kontrol untuk mengendalikannya, terdapat juga robot pengintai yang menggunakan kamera wireless dan masih menggunakan remote control untuk mengendalikannya dan monitor untuk melihat situasi yang ada disekitarnya, dengan cara yang telah disebtkan sebelumnya maka penulis mencoba untuk merancang sebuah robot yang dikendalikan dan dipantau langsung menggunakan PC. Maka atas dasar inilah dibuat suatu alat “ROBOT PENGINTAI MENGGUNAKAN PC BERBASIS AT89S51” yang mengendalikan robot pengintai melalui PC. 1.2.
Rumusan Masalah
Masalah yang akan penulis atasi dibatasi pada pembahasan tentang pengendalian robot menggunakan PC, yang terhubung ke Mikrokontroler AT89S51 menggunakan komunikasi serial dengan kabel RS232, dan pada Robot terdapat kamera yang dapat menginformasikan pada komputer keadaan sekitar 1.3.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah membuat sebuah robot yang dikendalikan oleh pengguna melalui komputer dan dapat memantau keadaan sekitar melalui kamera yang terpasang pada robot pengintai, dan dapat mengurangi resiko yang berbahaya bagi manusia 1.4.
Metode Penelitian
Penulisan ini menggunakan beberapa metode penelitian, antara lain: Studi Pustaka, yaitu dengan mengambil referensi dari berbagai sumber baik melalui situs internet maupun buku-buku elektronika dan pemrograman. Eksperimen,Melakukan perancangan dan percobaan menggunakan mikrokontroler kemudian diterapkan langsung pada alat Analisa, melakukan serangkaian pengujian dan pengamatan sehingga diperoleh data dan tujuan yang diharapkan 2. LANDASAN TEORI Untuk memahami alat yang telah penulis buat sekaligus untuk lebih mendalami apa yang akan dibahas selanjutnya, penulis akan menjabarkan dan menjelaskan dasar dasar pengertian yang menjadi landasan dalam membuat alat atau rangkaian yang berkaitan tentang Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis AT89S51 2.1.
Definisi Robot
Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Jadi robot bukan hanya sekedar perkakas biasa, namun merupakan mesin khusus yang dapat dikontrol oleh manusia lewat suatu processor atau controller. [8] 2.2.2. Mikrokontroler AT89S51 AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler 8 bit bertenaga rendah dengan teknologi
CMOS berkinerja tinggi yang dilengkapi memori flash yang dapat diprogram sebesar 8 Kbyte. Komponen ini dibuat dengan teknologi memori atmel yang nonvolatile dan berkapasitas tinggi serta kompatibel dengan set instruksi dan pin out standar industri 80CSI. Flash on-chip memungkinkan memori program diprogram ulang dalam sistem atau oleh pemrograman memori nonvolatile yang konvensional. Dengan menggunakan CPU 8 bit dengan flash yang diprogram dari sistem dalam sebuah monolithic ship, Atmel AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler yang sangat baik untuk menyediakan solusi yang sangat fleksibel dan efektif dalam biaya, untuk banyak dalam masalah aplikasi, serta untuk mengontrol modul tambahan. [1] Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S51 2.2.3. Pin Pin adalah kaki fisik dari sebuah IC AT89S51. Masing-masing pin memiliki fungsi dan karakteristik tersendiri yang harus diperhatikan oleh user. AT89S51 memiliki beberapa pin, ada yang berfungsi sebagai jalur input/output (I/O), ada yang berfungsi sebagai jalur kontrol, dan ada juga yang berfungsi sebagai address bus atau data bus.
pF. Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai 33 MHz. XTAL1 adalah input ke pembalikan penguat oscillator (inverting oscillator amplifier) dan input ke clock internal pengoperasian rangkaian. Sedangkan XTAL2 adalah output dari pembalikan penguat oscillator.
Gambar 2.2 Rangkaian CRYSTAL dan Crystal XTAL/CRYSTAL adalah komponen yang menghasilkan clock yang bisa mengatur frekuensi dengan tepat dan tak akan berubah - ubah. Berikut ini merupakan cara menghitung waktu kerja 1 siklus dari mikrokontroller AT89S51 : T=
1
. (s)
Frekuensi Kristal Misalnya suatu mikrokontroller dengan Kristal 12Mhz, maka waktu kerja 1 siklus dari mikrokontroller tersebut adalah : T=
Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S51 2.2. 2.2.4.Oscilator Oscillator disingkat dengan OSC. Rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai pembangkit frekuensi tinggi. Koneksi dengan on-chip oscillator pada Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari dua pin yaitu XTAL1 dan XTAL2. Oscillator yang disediakan pada chip dikemudikan dengan XTAL yang dihubungkan pada pin 18 dan pin 19. Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 10
1 12.000.000 Hz = 0,083 x 10-6 S = 0,083µs Sensor Cahaya
Sensor adalah suatu elemen (piranti) elektronik yang memiliki sifat yaitu mampu mengubah besaran fisis menjadi besaran listrik. Dalam penulisan ini dipergunakan sensor cahaya yang karakteristiknya mengubah intensitas cahaya (besraan fisis), menjadi perubahan hambatan. Dalam hal ini sensor yang digunakan dikenal dengan nama LDR (light dependent resistor).
Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 μm untuk CdS dan 0,75 μm untuk CdSe. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. Akan lebih mudah mengatur respon rangkaian bila kita menggunakan Op-Amp sebagai penguat atau saklar pada rangkaian LDR. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral: 2.1.
Penguaat Operasional (OP-AMP)
Op-amp adalah suatu komponen elektronik terintegrasi (IC) yang memiliki fungsi umum maupun fungsi khusus, tergantung jenis Op-amp yang digunakan. Dalam karya tulis ini dibutuhkan suatu komparator. Op-amp yang lazim digunakan untuk operasi komparator adalah jenis OPAmp LM741. IC LM 741 merupakan salah satu IC OpAmp dimana IC ini memiliki Op-Amp sebanyak 1 buah. IC ini berfungsi sebagai pembanding dua buah tegangan yang masuk sebagai input. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.7, IC LM741 digunakan untuk menerima masukan dari sensor penerima yaitu LDR.
Gambar 2.5 Rangkaian Comparator
Prinsip dasar dari rangkaian diatas adalah validasi tegangan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.7, dimana validasi tegangan disini membandingkan inputan yang masuk di kaki inverting dan kaki non-inverting apabila perbandingan bernilai positif maka tegangan output akan bernilai 90% dari +Vcc dan apabila perbadingan bernilai negatif maka bernilai 90 % dari – Vcc. [3]
Gambar 2.6 skematik Comparator Persamaannya komparator adalah sebagai berikut:
Vout = sign (Vb-Va) 90% VCC Dari rangkaian tersebut di atas dapat diketahui : Vcc = 5 Volt Pada saat gelap : Vout = sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc = sign ( 4 –3 ) * 90% Vcc = ( 1) * 90 % Vcc = 90% x 5 Volt = 4,5 Volt Sedangkan ketika dalam keadaan terang : Vcc = 5 Volt Pada saat terang : Vout = sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc = sign ( 2 –4 ) * 90% Vcc = ( -2) * 90% Vcc = 90% x 5 Volt = -4.5 Volt 2.2. Motor DC Dalam aplikasinya sering kali sebuah motor digunakan untuk arah yang searah dengan jarum jam maupun sebaliknya. Untuk mengubah putaran dari sebuah motor dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir melalui motor tersebut.
Gambar 2.7 Dasar Perputaran Motor Agar pengubahan polaritas tegangan motor dapat dilakukan dengan mudah, maka hal ini dilakukan dengan menggunakan dua buah saklar seperti pada gambar 2.10 di mana kedua saklar tersebut harus berada pada posisi yang saling berlawanan. Apabila S1 berada di posisi kiri (terhubung dengan positif) maka S2 harus berada di posisi kanan (terhubung dengan negatif) dan demikian pula sebaliknya dengan perubahan yang serempak.
dengan fungsi khusus. Untuk kebutuhan perancangan sistem, dipilih driver motor tipe IC L293D. IC L293D ini adalah suatu bentuk rangkaian daya tinggi terintegrasi yang mampu melayani 4 buah beban dengan arus nominal 600mA hingga maksimum 1.2 A. Keempat channel masukannya didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Biasa dipakai sebagai driver relay, motor DC, motor steper maupun pengganti transistor sebagai saklar dengan kecepatan switching mencapai 5KHz. Driver tersebut berupa dua pasang rangkaian h-bridge yang masing-masing dikendalikan oleh enable 1 dan enable 2.
Gambar 2.10 Pengaturan Arah dengan Menggunakan Saklar Untuk menggerakkan motor DC pada rangkaian ini, kita membutuhkan suatu driver khusus yang dapat kita buat, yaitu menggunakan IC L293D. [5]
Gambar 2.10 Skematik Internal PIN IC L293D
Gambar 2.11 Skematik PIN IC L293D
2.3.
Gambar 2.11 Fisik Motor DC IC L293D (Driver)
Suatu driver adalah sistem penghubung antara mikrokontroler dengan sistem yang akan dikendalikan. Dalam hal ini sistem yang dimaksud adalah motor penggerak. Dewasa ini sudah dikenal berbagai driver
Gambar rangkaian dan cara kerjanya cukup sederhana yakni Dengan memberikan tegangan 5V sebagai Vcc pada pin 16 dan 9 Volt pada pin 8 untuk tegangan motor, maka IC siap digunakan. Saat terdapat tegangan pada input 1,2 dengan memberikan logika tinggi pada enable1, maka output 1,2 akan aktif. Sedangkan jika enable1 berlogika rendah, meskipun terdapat tegangan pada
input1 dan 2, output tetap nol (tidak aktif). Hal ini juga berlaku untuk input dan output 3,4 serta enable2. [9] 2.4.
Interface
Dalam sistem ini menggunakan komunikasi serial. Secara fisik, pembaca disambungkan ke suatu port serial pada komputer dengan menggunakan konektor RS-232 serial. Peralatan pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 (dua) kelompok yaitu Data Communication Equipment (DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE). Spesifikasi elektronik dari serial port merujuk pada Electronic Industry Association (EIA) : 1. “Space” (logika 0) ialah tegangan antara + 3 hingga +25 V. 2. “Mark” (logika 1) ialah tegangan antara –3 hingga –25 V. 3. Daerah antara + 3V hingga –3V tidak didefinisikan /tidak terpakai 4. Tegangan open circuit tidak boleh melebihi 25 V. 5. Arus hubungan singkat tidak boleh melebihi 500mA. Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Pengiriman data serial pada komputer menggunakan standar RS232, sedangkan mikroktroler menggunakan standar TTL. Agar keduanya dapat berinteraksi, maka diperlukan rangkaian antarmuka sehingga perangkat-perangkat dapat saling berhubungan. Rangkaian antarmuka yang akan digunakan adalah rangkaian antarmuka pengubah standar RS232 ke standar TTL, yaitu dengan menggunakan IC MAX232. [10] 2.4.1. Konverter Logika RS232 Jika peralatan yang digunakan menggunakan logika TTL, maka sinyal port serial harus dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan begitu juga sebaliknya. Converter yang paling mudah
digunakan ialah MAX232. Di dalam IC ini terdapat charge pump yang akan membangkitkan tegangan +10 Volt dan -10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual Inline Package) 16 pin ini terdapat 2 buah transmitter dan 2 buah receiver.
2.5.
Gambar 2.12 Rangkaian Max232 Kode ASCII
Kode Standar Amerika untuk Pertukaran Informasi atau ASCII (American Standard Code for Information Interchange) merupakan suatu standar internasional dalam kode huruf dan simbol seperti Hex dan Unicode tetapi ASCII lebih bersifat universal, contohnya 124 adalah untuk karakter "|". Ia selalu digunakan oleh komputer dan alat komunikasi lain untuk menunjukkan teks. Kode ASCII sebenarnya memiliki komposisi bilangan biner sebanyak 8 bit. Dimulai dari 0000 0000 hingga 1111 1111. Total kombinasi yang dihasilkan sebanyak 256, dimulai dari kode 0 hingga 255 dalam sistem bilangan. [7]
3. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI 3.1.
Gambaran Umum
Robot pengintai menggunakan kamera yang terpasang pada Robot dan dikendalikan melalui PC yang terhubung dengan Mikrokontroler, Citra dan keadaan sekitar Robot dapat dipantau melalui PC. Robot dapat bergerak ke kiri kanan , maju dan mundur, sesuai dengan perintah yang dikirim melalui PC. Agar dapat dikendalikan dalam
jarak yang jauh maka menggunakan jaringan nirkabel yang terhubung pada mikrokontroler dan Robot. Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler AT89S51 dengan menggunakan bahasa assembler, dan juga menggunakan Catu Daya 9 Volt untuk mengaktivkan mikrokontroler juga mengaktifkan kamera dan robot pengintai, dan menggunakan 3 Volt untuk mengaktifkan Transmitter wireless yang terhubung dengan mikrokontroler 3.1.
Analisa Secara Blok Diagram
Pada sub bab ini akan dijelaskan cara kerja alat ini secara Blok Diagram untuk memudahkan dalam mempelajari alat ini. Blok diagram dibagi menjadi dua bagian masing masing bagian mempunyai fungsi fungsi tertentu dan berhubungan antara satu dan yang lainnya, adapun blok Diagram terdapat pada gambar 3.1
Tiap masukan mempunyai keluaran yang berbeda.
proses
dan
a. Penekanan pada keyboard Terdapat penekanan pada keyboard pada blok diagram, ketika keyboard ditekaan pada PC atau komputer sesuai dengan program yang terdapat pada mikrokontroler maka robot akan bergerak sesuai dengan perintah program yang terdapat pada mikrokontroler Komputer yang digunakan untuk menggerakan atau mengendalikan robot ini terhubung dengan Mikrokontroler melalui konverter usb to db 9 untuk komunikasi serial, data yang dikirim melalui penekanan dari komputer merupakan data ASCII, yang kemudian dikirim melalui komunikasi serial sehingga memungkinkan untuk mengendalikan Mikrikontroler. Software yang digunakan untuk mengirim data dari komputer adalah HYPERTERMINAL, dari software ini dapat diatur Baudrate dan COM yang digunakan agar komunikasi data antara Mikrokontroler dan Komputer dapat terkirikm dengan baik. b.
Intensitas Cahaya dan Sensor Cahaya (LDR)
Pada alat ini menggunakan sensor cahaya (LDR), LDR berfungsi untuk mengindra keadaan gelap atau terang pada keadaan sekitar. Ketika keadaan sekitar gelap maka lampu yang terpasang pada robot akan aktif, dan sebaliknya jika keadaan sekitarrnya terang maka lampu yang terpasang akan mati. Tujuannya agar memudahkan kamera dalam mengamati keadaan sekitar. Gambar 3.1 Blok Diagram 3.2.1. Blok Input Blok ini merupakan masukan, seperti yang telah diketahui input adalah sesuatu yang mempengaruhi output, terdapat tiga masukan yang berbeda yang tertulis pada blok diagram, yaitu penekanan pada keyboard,intensitas cahaya, dan citra lingkungan yang ditangkap oleh kamera.
LDR termasuk dalam jenis Resistor yang berfungsi untuk menghambat tegangan yang masuk, dan tegangan yang masuk dan hambatannya dapat diatur melalui cahaya yang masuk melalui permukaan LDR. c.
Citra Lingkungan
Keadaan sekitar dapat dilihat karna terdapat kamera yang terpasang pada badan
Robot. Kamera ini diaktifkan menggunakan batrei 9V, yang terhubung langsung. 3.2.2. Blok Proses Setelah input masuk maka input tersebut akan diproses agar dapat menghasilkan output yang sesuai dengan yang diharapkan, maka proses juga harus berjalan dengan baik. tiga masukan yang telah dijelaskan sebelumnya akan diproses dengan tiga media proses yang berbeda juga a. Mikrokontroler, Transmitter , Receiver 27Mhz Data ASCII yang dikirim dari komputer dengan penekanan dari keyboard yang tehubung dengan Mikrokontroler melalui komunikasi serial. Akan diproses oleh mikrokontroler susuai dengan program yang ada pada mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S51 dengan menggunakan bahasa assembler. Setalah data ASCII dikirim, mikrokontroler akan menjalankan program yang telah terdapat pada mikrokontroler dan keluaran dari mikrokontroler yaitu logika 0 dan 1. Dari keluaran mikrokontroler ini lalu akan diproses kembali di modul transmitter wireless 27Mhz, masukan dan keluaran pada modul transmitter ini merupakan logika 0 dan 1, dan setelah mendapat masukan dari mikrokontroler maka akan mengirim data 0 dan satu ke modul Receiver yang terhubung dengan IC L293D yang merupakan IC penggerak motor DC yang terhubung pada robot b. IC 741 (Comparator) IC 741 merupakan IC operating amplifier, dalam alat ini IC 741 digunakan sebagai comparator untuk membandingkan dua tegangan. IC ini memproses cahaya yang masuk melalui LDR, dan LDR terhubung ke IC ini lalu keluaran dari IC ini terhubung dengan LED atau lampu yanag akan menyala jika keadaan gelap.
c. Wireless camera dan Easy Capture Dari Citra lingkungan yang tertangkap oleh kamera akan diproses dan dikirim oleh wireless kamera dan keluaranya akan diproses oleh Easy Capture. Easy Capture ini merupakan Converter dari jack wireless kamera ke USB. Dimaksudkan agar keluaran yang akan ditampilkan dapat dilihat pada komputer ataupun Laptop melalui software dari Easy Capture.
3.3.3 Blok Output Output adalah hasil dari masukan yang telah diproses degan alat pemrosesan sehingga akan menghasilkan keluaran yang diinginkan. Dalam alat ini terdapat tiga keluaran yang berbeda . a.
Pergrerakan Motor menggerakan Robot
DC
yang
Motor akan bergerak sesuai dengan penekanan pada keyboard yang ditekan, robot akan bergerak maju, mundur , kanan dan kiri. Mikrokonroler yang terhubung dengan Transmitter remote control yang akan mngirim data berupa logika 0 dan 1, dan Receiver Remote Control terhubung dengan motor DC. Motor DC akan bergerak jika ada beda potensial yang masuk dari kedua lilitan yang terdapat pada motor DC b. LED Lampu LED yang terpasang pada robot akan aktif jika keadaan gelap dan tidak aktif jika keadaan terang. Akan membantu dalam pemantauan dalam gelap, agar gambar dari kamera akan terlihat jelas pada layar komputer c. Tampilan Kamera Kamera akan mengambil gambar yang telah ditangkap pada robot, lalu gambar
tadi akan ditampilkan pada pc melalui software yang telah disediakan oleh easy caputur
dan mengaktifkan seluruh komponen agar komponen bekerja sesuai dengan fungsinya.
Catu Daya merupakan pembangkit seluruh rangkaian, Catu Daya ini dapat berupa Power Supply, adaptor maupun batrai. Besarnya tegangan tergantung dari kompponen yang dibutuhkan.
Pada alat ini terdapat rangkaian pengendali yaitu rangkaian yang mengendalikan Robot melalui PC. Rangkaian ini terdri dari kabel RS232 atau kabel DB 9 , kabel ini digunakan sebagai kominikasi serial penghubung antara computer dan Mikrokontroler agar bias mengendalikan Robot
Untuk kit mikrokontorler menggunakan tegangan 9V dari adaptor, mikrokontroler menggunakan tegangan 5V yang masuk dari ki mikrokontroler, untuk kamera wireless menggunakan tegangan 9V dari batrei, dan untuk rangkaian Motor DC menggunakan 9V dari batrai dan untukk rangkaian OP-Amp menggunakan tegangan 5V.
Data yang masuk dari PC melaui DB 9 akan di Proses kembali di IC Max 232. Fungsi IC ini adalah sebagai pengubah sinyal atau logika RS232 dari Port serial DB9 menjadi sinyal atau logika TTL (Transistor – transistor Logic). Output dari IC ini langsung terhubung ke Mikrokontroler kaki 10 dan 11.
3.2.
Setelah data dikirim berupa kode ASCII maka mikrokontroler akan menjalankan perintah sesuai dengan program yang telah tertanam pada mikrokontroler, keluaran akan dihsilkan melalui PORT 2 karna PORT 2 terhubung dengan transmitter 27MHz, jika ‘a’ pada keyboard ditekan maka mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada PORT 2 F5h, jika di tekan ‘w’ maka mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada PORT2 F6h, jika di tekan ‘s’ maka mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada PORT2 F9h, jika di tekan ‘d’ maka mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada PORT2 Fah, dan Spasi akan menghasilkan nilai FFH pada PORT2.
3.2.4. Catu Daya
Analisa Secara Detail
Untuk memudahkan pemahaman tentang analisa dan cara kerja alat ini maka akan dijelaskan analisa secara detail, berikut gambar rangkaian keseluruhan dari alat Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51.
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Rangkaian tersebut dibagi menjadi beberapa bagian , yaitu rangkaian pengendali, rangkaian mikrokontroler sebagai proses , rangkaian pengendali motor, dan rangkaian Comparator dengan IC LM741. Rangkaian tesebut menggunakan catu daya atau tegangan DC (Direct Current)
Semua Keluaran dihasilkan dari P2.0-P2.3 yang terhubung ke Wireless Transmitter 27Mhz, yang mempunyai 4 Masukan. Keadaan awal pada Transmitter berupa logika 1, dan ketika diberi logika 0 maka Transmitter akan mengirim ke Receiver yang terhubung dengan IC Driver Motor DC. Setelah Transmitter diberikan logika 0 dari mikrokontroler maka Receiver akan menghasilkan keluaran berlogika 1, dan output dari Receiver ini akan menjadi masukan ke IC Driver Motor Dc.
IC Driver diberi tegangan 9 dan 5 volt untuk mengaktifkannya, dan Kaki Enable diberi tegangan sebesar 5 volt . Motor DC akan bergerak sesai Input yang masuk. Jika Input 1 diberi logika maka Output 1 berlogika 0. Perputaran motor DC akan mengikuti Output yang berlogika nol, dan akan bergerak CW dan CCW sehingga akan menggerakan Robot maju, mundur ,putar kanan , dan putar kiri, berikut Tabel pergerakan Robot dan kode ASCII yang diterima oleh mikrokontroler Tabel 3.1 Pergerakan Robot, Data dan Kode ASCII Yang Dikirimkan Dari Komputer
Penekanan
ASCII
Nilai pada Port2
Arah Gerak
a
61H
11111010b
Putar kiri
s
73H
11111001b
Putar kanan
w
77H
11110110b
Maju
d
64H
11110101b
Mundur
Space
20H
11111111b Berhenti
tegangan yang masuk pada kaki non inverting diatur lebih lebih besar menggunakan trimpot sehingga tegangan dan arus yang keluar lebih besar dari kaki katoda yang terhubung dengan output IC 741, maka LED akan aktif 3.3.
FLOWCHART
Untuk memudahkan pemahaman dan pembuatan Robot ini maka penulis merancang diagram alur, untuk meminimalisir kesalahan yang terjadi. Diagram alur ini dibagi menjadi diagram untuk Robot dan untuk komparator
Gambar 3.13 Flowchart Komparator
. Untuk membantu kamera mengambil gambar dikeadaan gelap maka digunakan sensor Cahaya atau LDR, LDR ini dapat mendeteksi gelap atau terang dari cahaya yang mengenai permukaannya. Sensor ini dipadukan dengan rangkaian komparator mengguanakan IC LM741 agar dapat berfungsi dengan baik. berikut skematik rangkaiannya: Untuk mengaktifkan IC ini dibutuhkan tegngan 5Volt, ketika keadaan gelap maka LDR akan menghambat Arus dan tegangan yang masuk pada kaki inverting IC 741, dan
Gambar 3.14 Flowchart Pergerakan Robot
Pada gambar 3.13, flowchart untuk komparator, komparator akan terus bekerja selama seruh rangkaian terhubung dengan 5Volt , dan tidak aktif jika tidak ada Catu daya yang mengaktifkannya. Lalu jika kondisi gelap maka lampu atau LED yang terpasang akan menyala dan jika tidak maka LED tidak aktif.
Hubungkan PC dengan Mikrokontroler menggunakan Kabel RS 232, lalu hubungkan mikrokontroler dengan catu daya. Kemudian atur baudrate 9600bps dan Com Port pada hyperterminal Pada Mikrokontroler digunakan Port2.0Port2.3 sebagai Output, berikut List Prgram dari alat ini
Pada Gambar 3.14 flowchart untuk Robot Pengintai, sama halnya seperti komparator , robot ini akan aktif bila terhubung degan Catu Daya , lalu robot ini akan berjalan atau bergerak sesuai dengan perintah penekanan dari keyboard, dan akan selalu menunggu penekanan dari keyboard, dan akan selesai bila tegangan pada Catu Daya tidak dihubungkan . 4. UJI COBA ALAT HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perancangan sistem yang telah dibuat. Pengujian Robot Pengintai menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51 ini dilaksanakan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dirancang berfungsi sesuai dengan apa yang diinginkan. Pengujian pertama dilakukan secara terpisah, selanjutnya secara keseluruhan. 4.1
Pengujian Terpisah
Pengujian akan dibagi menjadi beberapa bagian :
Gambar 4.1 List Program Mikrokontroler Hasil Dari Pengujian dapat dilihat pada table beikut : Tabel 4.1 Hasil pengujian Mikrokontroler 1
Pengujian Mikrokontroler Motor Driver L293D 4.1.1 Pengujian Mikrokontroler Pengujian pada Mikrokontroler AT89S51 dilakukan dengan melakukan pengamatan disetiap Port yang digunakan dengan Penekanan dari keyborad PC, Mikrokontroler Tersebut akan ditanam Program yang telah dibuat sebelum dilakukan pengujian.
KET : 0V-0,4 V logika rendah (0) dan 2,5V-5V logika high (1) Pada table diatas dapat diambil kesimpulan bahwa PC tidak dapat
mengendalikn Mikrokontroler, karena Driver serial pada PC belum terpasang atau terinstall dengan baik
Motor DC 1 dihubungkan Ke Out 1 dan Out 2 lalu Motor DC 2 dihubungkan ke Out 3 dan 4
Tabel 4.2 Hasil pengujian Mikrokontroler 2
Tabel 4.7 Data pengamatan Pin IC L293D
Berdasarkan Tabel diatas mikrokontroler bekerja seusai dengan program yang ditulis didalamnya dan PC dapat mengendalikan sesuai dengan program
Dari data pengamatan diatas, Driver motor DC berfungsi dengan baik.
Tabel 4.3 Hasil pengujian Mikrokontroler3
4.2.
Pengujian Keseluruhan
Pengujian keseluruhan ini untuk menguji dan mencoba kinerja Robot Pengintai Penggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51, sehingga dapat diketahui kinerja sistem sesuai dengan perancangan dan berfungsi dengan baik
Pada Tabel diatas dapat diperhatikan bahwa Keluaran diseluruh Port2 sebesar 2,5V, hal ini disebabkan karna pengaturan pada hypertreminal tidak sesuai 4.1.2 Pengujian Driver Motor DC Pengujian Motor Driver L293D ini bertujuan untuk mengetahui apakah motor driver ini dapat bekerja dengan baik sehingga dapat menjalankan motor dc sebagai aktuator /pemggerak yang dapat menggerakan robot maju mundur putar kanan atau putar kiri Pengujian menggunakan IC Driver yang di aktifkan dan dihubungkan dengan supply atau daya sebesar 9V dan 5V, lalu Input High dihubungkan dengan 5V dan Input Low dihubungkan ke ground, lalu 2 motor DC dihubungkan ke Out pada IC Driver
Pengujian secara keseluruhan dilakukan dengan cara menghubungkan PC dengan mikrokontroler yang telah terpasang Modul Transmitter , lalu Kabel RS232 dihubungkan ke PC dan Mikrokontroler. Rangkaian Robot berupa dua Motor DC yang telah dihubungkan dengan IC Driver. Modul Receiver yang hubung pada Input IC Driver. Lampu LED yang terhubung pada kaki Output IC 741 dan Input dari IC 741 terhubung dengan LDR (sensor cahaya) Jika semua telah terpasang degan benar maka hubungkan semua rangkaian dengan catu daya sesuai dengan yang dibutuhkan rangkaian. Pengaturan COM Port dan Baudrate pada Hyperterminal Tabel 4.8 Percobaan 1 PENEKANAN PERGERAKAN A
Putar Kiri
S
Mundur
Tabel 4.10 Percobaan 3
PENEKANAN PERGERAKAN W
Maju
PENEKANAN PERGERAKAN
D
Putar kanan
A
Putar Kiri
Space
Berhenti
S
Mundur
S
Mundur
w
Maju
W
Maju
d
Putar kanan
A
Putar Kiri
s
Mundur
Space
Berhenti/rem
s
Mundur
s
Mundur
Table diatas menunjukan Robot berjalan sesuiai dengan program yang telah terdapat di Mikrokontroler, pengujian dilakukan pada jarak kurang dari 1 meter Tabel 4.9 Percobaan 2 PENEKANAN PERGERAKAN
Robot berjalan dengan baik degan jarak 5 meter dan ruangan tertutup dengan Tembok. Tabel 4.11 Percobaan 4
A
Putar Kiri
S
Mundur
PENEKANAN PERGERAKAN
W
Maju
A
Diam
W
Berhenti
S
Diam
D
Berhenti
W
Diam
Space
Berhenti
D
Diam
s
Berhenti
Space
Diam
s
Berhenti
S
Diam
a
Berhenti
W
Diam
A
Diam
Tabel diatas menunjukan ketika bergerak maju hingga 10 meter lalu robot berhenti tidak bergerak , ini disebabkan karna modul Wireless tidak bias melebihi 10 meter , maka Transmitter tidak bisa mengirim data ke Receiver
Pada Tabel diatas menunjukan robot diam tidak bergerak setelah berpindah komputer. Data yang dikirim tidak bisa sampai ke mikrokontroler disebabkan serial Port pada komputer tersebut tidak terpasang degan baik
Tabel 4.17 Percobaan 10 Tabel 4.13 Percobaan 6
PENEKANAN PERGERAKAN
PENEKANAN PERGERAKAN
A
Putar Kiri
A
Diam
S
Mundur
S
Diam
W
Maju
W
Diam
D
Putar kanan
D
Diam
Space
Berhenti
Space
Diam
S
Mundur
S
Diam
W
Maju
W
Diam
A
Diam
Robot Tidak bergerak Disebabkan Modul Transmitter rusak dan tidak berfungsi dengan baik. kerusakan disebabkan daya yang masuk sebesar 5V, sehingga tidak bertahan lama Tabel 4.15 Percobaan 8
Dari table 8,9,10 motor berjalan dengan baik setelah diganti degan batrei yang baru. Jika konfigurasi pada komputer , hyperterminal , dan pengkabelan pada rangkaian Robot dan mikrokontroler telah diatur dengan baik maka Robot akan berjalan degan baik sesuai dengan perintah User yang menjalankan Robot ini 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan
PENEKANAN PERGERAKAN A
Putar Kiri
S
Mundur
W
Maju
D
Putar kanan
Space
Berhenti
S
Mundur
W
Maju
A
Putar Kiri
Setelah perancangan, perencanaan sistem dan pengujian dan analisisnya, maka dapat diambil bebrapa kesimpulan tentang sistem kerja dari Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51 yang dibuat oleh penulis : 1. Modul wireless 27MHz yang digunakan Penulis mempunyai batasan jarak ±10 meter 2. Rangkaian robot diaktifkan dengan Catu daya 9V menggunakan batrei 3. Robot dikendalikan dan dipantau melalui komputer 4. Modul Transmitter pada modul wireless 27MHz diaktifkan dengan tegangan 3Volt
5. Pengendalian Robot menggunakan PC dengan komunikasi serial, satu arah (Simplex) dari PC ke Mikrokontroler 6. Dalam keadaan gelap tetap dapat memantau situasi dengan adanya sensor cahaya yang mengaktifkan LED 7. Citra Lingkungan yang ditangkap oleh Kamera akan Ditampilkan Pada PC
5.2 Saran Berdasarkan hasil pengujian dan hasil analisa yang telah penulis lakaukan maka penulis memeliki beberapa saran agar alat ini dapat diperbaiki dan kesalahan kesalahn yang terjadi dapat diatasi 1. Driver Usb To Serial harus terpasang dengan baik pada komputer yang akan digunakan
[3] Anonim, Modul Panduan Elektronika Dasar , Laboratorium Elektronika dan Komputer Universitas Gunadarma, Depok, 2005. [6] Anonim,staff.ui.ac.id/internal/040603019/ma terial/DCMotorPaperandQA.pdf [6] Anonim, http://jurnal.unikom.ac.id/_s/data/jurnal/v08n02/volume-82-artikel5.pdf/pdf/volume-82-artikel-5.pdf, juni 2012 [7] Anonim, http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, Juli 2012.
[8] Anonim , http://id.wikipedia.org/wiki/ASCII,Juli 2012.
2. Konfigurasi dan pengaturan Pada PC dan Hyperterminal harus sesuai dengan ketentuan
[9] Anonim, http://tutorialelektronika.blogspot.com/2009/ 02/rangkaian-driver-motordc-motorstepper.html
3. Tidak menggunakan Supply atau Catu Daya melebihi ketentuan karena akan mengurangi daya tahan
[10] Widodo, Romy Budhi, Embedeed System Menggunakan Mikrokontroler dan Pemrograman C, Andi 2009
4. Memakai batrei yang bisa diisi kembali (charge)
[11] Anonim, http://www.slideshare.net/rumahbelajar/mikr okontroler-pertemuan-2
5. Penataan komponen yang baik akan mengurangi resiko kerusakan pada robot ini 6. Driver untuk Easy Capture terpasang Dengan baik agar menampilkan gambar dengan baik
harus dapat
6. DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim, Modul Traning Mikrokontroler 8051 level basic,Prasimax Technologi Development Center , Depok, 2001. [2] Anonim, Modul Panduan Mikroprosesor, Laboratorium Elektronika dan Komputer Universitas Gunadarma, Depok, 2005.
[12] Putra, Agfianto eko, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi edisi 2, Gaava media, 2006
