METODE PENELITIAN
A. Desain Mekanik
Desain mekanik yang baik mendukung pergerakan serta
keseimbangan robot wall follower ini menjadi lebih baik dan
efisien, dalam tahap ini merupakan salah satu langkah yang penting
karena dibutuhkan kecermatan dan ketepatan dalam pembuatannya,
hal ini disebabkan karena rancangan mekanik menentukan bentuk
berikut ukuran yang efesien pada alat yang akan dibuat.
Perancangan mekanik sendiri dimulai dari perancangan design
lantai pertama dan lantai kedua dimana lantai pertama ini akan
menjadi tempat bagi sistem minimum dari Arduino Mega, sensor,
motor, beserta baterai. Serta lantai kedua akan menjadi tempat
untuk meletakan barang yang akan dibawa. Perancangan ini
41
Kemudian pada sistem minimum dari ATMega 2560 pada
Arduino diletakan di tengah dan baterai diletakan dibelakang hal
ini bertujuan untuk menyeimbangkan beban yang akan diterima
motor ketika robot sedang berjalan. Dan pada bagian belakang
kanan dan kiri diletakan motor untuk menggerakan roda yang akan
menjalankan robot. Untuk menyatukan alat dan bahan pada
rancangan mekanik ini digunakan mur dan baut hal ini
memungkinkan alat dapat di bongkar pasang sesuai kebutuhan
pengguna (User).
Rangkaian dari sistem minimum ATMega 2560 pada Arduino
Mega dan sensor HC-SR04 adalah box kontrol sendiri yang telah
di intregasikan menjadi satu yang kemudian dihungkan ke motor
42 B. Integrasi Hardware
Tahapan ini merupakan tahap terakhir dalam perancangan
mekanik, dimana pada tahap ini semua hardware di intregasi
sesuai pin yang telah dijelaskan hingga menjadi satu kesatuan dan
dapat melakukan fungsinya masing-masing.
Gambar 3.4 Integrasi Hardware
Dapat diketahui bahwa integrasi hardware satu dengan
hardware lainnya maka akuisisi data dapat diperoleh dari berbagai
alat pada robot wall follower. Pada mikrokontroler ATMega 2560
Echo Trigg Echo Trigg Echo Trigg
22 23 24 25 26 27 4 5 6 7 8 9 10 11 M1+ M1- M2- M2+ Gnd Vin PB1 5 PB2 PB3 PB4 3 2 8 9 1 0 10 11 RS 5 E D4 D5 D6 D7 2 1 2 1 Gnd 12v 12 13 HC-SR 04 HC-SR 04 HC-SR 04 LCD Shield Mosfet LCD
Motor Baterai Motor
Ar d u in o M ega
43
yang terdapat pada Arduino Mega terhubung dengan beberapa
hardware yang diperlukan untuk mendapatkan suatu sistem dari
robot ini.
Selanjutnya dapat dilihat dari Gambar 3.4 pada bagian
sensor. Disini sensor HC-SR04 yang digunakan berjumlah 3 buah,
dimana setiap sensor ditempatkan pada posisi yang berbeda-beda.
Sensor HC-SR04 terdapat 2 bagian fungsi, yaitu Echo dan Trigger
yang dihubungkan ke Arduino Mega pada pin 23, pin 25, pin 27
dan pin 22, pin 24, pin 26. Sensor disini berfungsi untuk
mengirimkan data yang diterima kepada Arduino Mega.
Kemudian pin 8, pin 9, pin 10, dan pin 11 pada Driver Mosfet
dihubungkan ke Arduino Mega pada pin 4, pin 5, pin 6, dan pin 7.
Pada pin 4 dan pin 5 yang dihubungkan ke Driver Mosfet bertujuan
untuk memprogram pergerakan motor sebelah kanan dan pada pin
6 dan pin 7 untuk memprogram pergerakan motor yang ada
disebelah kiri. Dan pada M1+ dan M1- pada Driver Mosfet
dihubungkan ke motor sebelah kanan, dan pada M2- dan M2+
dihubungkan ke motor sebelah kiri M1+, M1-, M2-, dan M2+
berfungsi sebagai penggerak atau output yang diterima dari
Arduino Mega untuk menggerakan motor sebelah kanan dan motor
sebelah kiri. Dan pada port Vin dan Gnd dihubungkan ke port 12V
44
untuk menggerakan semua sistem yang terjadi pada robot wall
follower.
Kemudian pada LCD Shield terdapat 4 buah button dimana
setiap button dihubunkan ke Arduino Mega melalui pin 2, pin 3,
pin 8, dan pin 9. Button ini berfungsi sebagai penggerak atau
pengubah menu yang nantinya akan ditampilkan pada LCD. Lalu
pada LCD port RS, port E, port D4, port D5, port D6, dan port D7
dihubungkan ke pin 0, pin 1, pin 10, pin 11, pin 12, dan pin 13
pada Arduino Mega. LCD disini berfungsi sebagai tampilan
menu-menu dari program yang telah dibuat pada Arduino Mega.
3.4.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Perancangan software merupakan proses pembuatan
program yang akan digunakan untuk mengontrol kerja hardware.
Program ini berperan dalam pengakusisian data dari sensor ke
mikrokontroler, serta menampilkan dan menyimpan hasil
pengukuran. Program yang dibuat menggunakan bahasa
pemograman C dengan software Arduino IDE versi 1.6.7 Pada
program ini memiliki beberapa bagian, diataranya:
a) Bagian Inisialisasi
Bagian ini merupakan penentuan library yang digunakan
45
b) Bagian Setup
Bagian ini merupakan listing program yang menentukan
penggunaan pin I/O dan konektifitas sensor.
c) Bagian Program Utama (loop)
Bagian ini merupakan listing progam utama untuk yang
mengontrol hardware sesuai dengan perintah yang diberikan.
Data yang berbentuk integer (nilai) yang didapat oleh
sensor kemudian akan diubah mencadi string (huruf) sehingga
dapat dibaca pada serial monitor. Berikut merupakan diagram alir
pengolahan data yang digunakan pada mikrokontroler
Gambar 3.5 Diagram Alir Program Utama Mikrokontroler Mulai
Selesai Inisialisasi Program
Setup
Program Utama
46
Error PWM
Pada program utama sendiri merupakan program kontrol
alat dengan kendali PID, berikut merupakan diagram alir kontrol
PID pada program utama.
3.4.3 Desain Kontrol
Perancangan sistem kontrol pada robot wall follower ini terdiri dari
desain kontrol PID dan tunning PID. Pertama diberikan set point pada
sensor yang berada di samping robot. Ketika sensor mendapatkan nilai
error akan dihitung apakan error tersebut bernilai 0 atau tidak. Bila error
tidak 0 maka error akan dihitung oleh PID kemudian motor akan aktif
dengan nilai PWM yang diberikan PID.
Gambar 3.6 Diagram Block Sistem Kontrol
Lalu motor akan menggerakan robot wall follower dan akan
mengirim kembali ke sensor HC-SR04. Sistem yang dibangun merupakan
close loop dan feedback nilai yang berasal dari sensor HC-SR04. Dapat
dilihat pada Gambar 3.6 diatas.
PID Motor Robot Wall
Follower HC-SR04
47
3.4.4 Tahapan Sistem Pengambilan Data
Gambar 3.7 Tahapan Sistem Pengambilan Data Apakah Error = 0? Ambil data sensor samping Hitung Error Aktifkan Motor dengan nilai dasar
Ya
Hitung PID
Aktifkan Motor dengan Nilai PID
Save Data Output Sistem dengan Data
Logger
Selesai Mulai
48