IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Pembuatan Rangkaian Sistem Kendali
Power supply berfungsi sebagai sumber tegangan untuk seluruh rangkaian. Rangkaian power
supply yang dibuat terdiri dua keluaran yaitu 12 volt dan 5 volt. Output menggerakkan motor dan output 5 volt untuk men
supply yang telah dibuat seperti
Sumber tegangan
digunakan beberapa komponen elektronika seperti IC 7805 yang berfungsi regulator tegangan, agar tegangan keluaran tetap 5 Volt meskipun tegangan yang masuk berkurang. Kapasitor 10mF berfungsi untuk meratakan arus yang masuk
dan LED sebagai indikator bahwa rangkaian dalam keadaan berfungsi baik.
Apabila simulasi telah berjalan lancar selanjutnya melakukan pembuatan prototipe rangkaian sistem.
. Tampilan simulasi rangkaian dengan Software ISIS Proteus 7
Rangkaian Sistem Kendali
Rangkaian Power Supply
berfungsi sebagai sumber tegangan untuk seluruh rangkaian. Rangkaian power supply yang dibuat terdiri dua keluaran yaitu 12 volt dan 5 volt. Output 12 volt digunakan
kan motor dan output 5 volt untuk mensupply tegangan ke sensor-sensor. Rangkaian ang telah dibuat seperti Gambar 26.
Gambar 26. Rangkain Power Supply
Sumber tegangan power supply berasal dari Accu Traktor 12 Volt. Dalam rangkaian digunakan beberapa komponen elektronika seperti IC 7805 yang berfungsi regulator tegangan, agar tegangan keluaran tetap 5 Volt meskipun tegangan yang masuk berkurang. Kapasitor 10mF berfungsi untuk meratakan arus yang masuk ke rangkaian, Resistor 330 ohm sebagai regulator penyalaan LED dan LED sebagai indikator bahwa rangkaian dalam keadaan berfungsi baik.
Apabila simulasi telah berjalan lancar selanjutnya melakukan pembuatan prototipe rangkaian sistem.
. Tampilan simulasi rangkaian dengan Software ISIS Proteus 7.10SP0
berfungsi sebagai sumber tegangan untuk seluruh rangkaian. Rangkaian power 12 volt digunakan untuk sensor. Rangkaian power
raktor 12 Volt. Dalam rangkaian digunakan beberapa komponen elektronika seperti IC 7805 yang berfungsi regulator tegangan, agar tegangan keluaran tetap 5 Volt meskipun tegangan yang masuk berkurang. Kapasitor 10mF berfungsi ke rangkaian, Resistor 330 ohm sebagai regulator penyalaan LED
4.3.2 Rangkaian Transmitter
Rangkaian utama kontrol kendali secara nirkabel terdiri tiga bagian yaitu rangk transmitter untuk mengirim perintah, rangkaian receiver untuk menerima dan mengolah perintah, dan rangkaian EMS H – Bridge untuk menggerakkan motor berdasarkan perintah dari receiver.
Modul transmitter – perintah ke modul receiver
melalui wireless dengan frekuensi kerja 433 Mhz. dihubungkan dengan Gamepad (Joystick)
Gambar
Gambar
Transmitter dan Receiver
angkaian utama kontrol kendali secara nirkabel terdiri tiga bagian yaitu rangk transmitter untuk mengirim perintah, rangkaian receiver untuk menerima dan mengolah perintah, dan
Bridge untuk menggerakkan motor berdasarkan perintah dari receiver.
transmitter merupakan sebuah perangkat yang berfungsi untuk m receiver, perintah tersebut dalam bentuk logika high maupun
dengan frekuensi kerja 433 Mhz. Untuk mengirimkan perintah, modul
Gamepad (Joystick) yang dapat diset mode operasinya sesuai dengan keinginan.
Gambar 27. Modul Transmiter SPC Wireless Gamepad Interface
Gambar 28. Bagian-bagian Gamepad
Gambar 29. Rangkaian Modul Transmitter secara lengkap. Keterangan tombol:
1. Tombol arah digital 2. Joystick 3. Joystick 4. Tombol aksi 5. Tombol 6. Tombol 7. Tombol
angkaian utama kontrol kendali secara nirkabel terdiri tiga bagian yaitu rangkaian transmitter untuk mengirim perintah, rangkaian receiver untuk menerima dan mengolah perintah, dan
Bridge untuk menggerakkan motor berdasarkan perintah dari receiver.
merupakan sebuah perangkat yang berfungsi untuk mengirimkan perintah maupun low yang dikirim Untuk mengirimkan perintah, modul transmitter sesuai dengan keinginan.
SPC Wireless Gamepad Interface.
secara lengkap. Keterangan tombol:
Tombol arah digital
Joystick analog kiri Joystick analog kanan
Tombol aksi ( ) Tombol Left (L1 dan L2) Tombol Right (R1 dan R2) Tombol select analog
Perubahan mode operasi dapat dilakukan dalam waktu maksimum 10 detik pertama setelah koneksi pertama kali berhasil dilakukan yang ditandai dengan menyalanya LED koneksi. Perubahan dapat dilakukan dengan menekan kombinasi tombol secara bersamaan. Kombinasi masing – masing mode operasi dijelaskan pada tabel berikut ini. Apabila perubahan mode operasi berhasil dilakukan maka LED indikator mode analog atau digital pada gamepad akan berkedip 1 kali.
Berikut ini deskripsi pilihan mode yang dapat dipilih dan kombinasi tombol untuk mengaktifkannya:
Tabel 3. Pilihan Mode Operasi pada Gamepad
Mode Kombinasi Tombol Steering Axis Control Pengendali Output Pengendali Output 0 L1 + L2 + + Digital PWM A Analog Kanan PWM B 1 L1 + L2 + + Digital PWM B Analog Kanan PWM A 2 L1 + L2 + X + Analog Kiri PWM A Analog Kanan PWM B 3 L1 + L2 + X + Analog Kiri PWM B Analog Kanan PWM A 4 L1 + L2 + X + Analog Kanan PWM A Analog Kiri PWM B 5 L1 + L2 + + Analog Kanan PWM B Analog Kiri PWM A 6 L1 + L2 + + + Analog Kanan PWM A Digital PWM B 7 L1 + L2 + ++ X Analog Kanan PWM B Digital PWM A
Sumber: Innovative Electronics,2012.
Pada penelitian ini mode operasi yang digunakan adalah mode 6, cara pengaturan mode operasi 6 ditunjukkan pada Gambar 30. Mode 6 memiliki keluaran PWMA pada analog kanan dan PWM B pada digital.PWM B dipakai untuk kendali belok dan kendali tuas akselerasi, maka tombol digital digunakan sebagai tombol kendali. Arah kanan – kiri untuk kendali belok dan arah atas – bawah untuk kendali tuas akselerasi (Gambar 31).
Gambar 30. Cara pengaturan mode operasi
Gambar 31. Tombol untuk tuas kendali Akselerasi Belok Tombol Digital = ditekan bersamaan
Modul receiver berfungsi sebagai penerima logika yang dikirim oleh modul transmitter, lalu mengolahnya menjadi set output dalam bentuk sinyal PWM (Pulse Width Modulation) yang terdiri dari PWM A dan PWM B. Penekanan tombol akan menghasilkan sinyal PWM100%. PWM tersebut berfungsi sebagai penggerak dan menentukan arah putaran motor. Dalam mengendalikan putaran motor diperlukan modul EMS 30A H Bridge.
Gambar 32. Modul Receiver SPC Wireless Gamepad Interface
Gambar 33. Rangkaian Modul Receiver
Embedded Module Series (EMS)30 A H-Bridge merupakan H-Bridge berbasis IC VNH3SP30
yang didesain untuk menghasilkan drive 2 arah dengan arus kontinu sampai dengan 30 A pada tegangan 5.5 Volt sampai 16 Volt. Modul jenis ini dipilih karena sesuai untuk menggerakkan motor DC 12 Volt, modul ini hanya mampu menggerakkan 1 buah motor. Maka untuk mengendalikan 2 buah motor diperlukan 2 buah modul EMS 30A H Bridge. Pada penelitian ini digunakan 2 buah modul
EMS yaitu modul 1 untuk menggerakkan motor pada roda kemudi dan modul 2 untuk menggerakkan
motor pada tuas akselerasi. Modul Receiver sendiri dapat dihubungkan dengan 4 buah modul EMS
Hubungan Pin pada Modul bawah ini: Tabel Modul Receiver (J9) Pin Nama 1 M3DIR1 2 M3DIR2 3 M3PWM 4 VCC 5 GND 8 atau 10 Sumber: Innovative Electronics, 2012.
4.3.3 Rangkaian Mikrokontroler dan
Rangkaian mikrokontroler dan sensor pengolahan dan penyimpanan data
Mikrokontroler DT AVR ATmega 128L Rangkaian Alarm (LED dan Buzzer) dan atau konfigurasi pin-pin ditunjukkan
a. Rangkaian Mikrokontroler
DT AVR ATmega 128 L merupakan unit mikrokontroler AVR yang berfungs kendali dari seluruh sistem, untuk menerima data
sensor suhu, dan potensiometer lalu mengolah data tersebut dan ditampilkan ke LCD Display, Buzzer dan EMS Data Flash memory.
Gambar 34. Modul EMS 30 A H-Bridge
Hubungan Pin pada Modul Receiver dengan EMS 30 A H-Bridge disajikan pada Tabel di Tabel 4. Hubungan modul receiver dan EMS 30 A H Bridge
EMS 30 A H Bridge
ke -1 (J1)
Modul Receiver (J9)
EMS 30 A H Bridge
Pin Nama Pin Nama Pin 1 MIN1 6 GND 8 atau 10 2 MIN2 7 M4DIR1 1 6 MPWM 8 M4DIR2 2 7 atau 9 VCC 9 M4PWM 6 8 atau 10 PGND 10 VCC 7 atau 9 mber: Innovative Electronics, 2012.
Mikrokontroler dan Sensor – sensor
n mikrokontroler dan sensor – sensor berfungsi sebagai bagian sistem pembacaan, pengolahan dan penyimpanan data. Komponen – komponen yang digunakan terdiri dari Mikrokontroler DT AVR ATmega 128L, Potensiometer, Sensor Ultrasonik, Modul LCD 16 x 2, Rangkaian Alarm (LED dan Buzzer) dan EMS Data Flash Memory. Adapun hubungan tiap komponen
pin ditunjukkan Lampiran 3. Rangkaian Mikrokontroler
DT AVR ATmega 128 L merupakan unit mikrokontroler AVR yang berfungs
luruh sistem, untuk menerima data-data input dari hasil pengukuran sensor ultrasonik, sensor suhu, dan potensiometer lalu mengolah data tersebut dan ditampilkan ke LCD Display, Buzzer
EMS Data Flash memory.
disajikan pada Tabel di
EMS 30 A H Bridge EMS 30 A H Bridge ke -2 (J1) Pin Nama 8 atau 10 PGND 1 MIN1 2 MIN2 6 MPWM 7 atau 9 VCC
bagian sistem pembacaan, komponen yang digunakan terdiri dari , Sensor Ultrasonik, Modul LCD 16 x 2, Adapun hubungan tiap komponen
DT AVR ATmega 128 L merupakan unit mikrokontroler AVR yang berfungsi sebagai pusat pengukuran sensor ultrasonik, sensor suhu, dan potensiometer lalu mengolah data tersebut dan ditampilkan ke LCD Display, Buzzer
Gambar
Pada gambar rangkaian Mikrokontroler di membunyikan buzzer, PA.1
– PC.3 digunakan sebagai input dari sensor ultrasonik, PD.0
tampilan LCD, serta PF.0 merupakan input pembacaan sensor suhu LM 35, sedangkan PF.1 dan PF.2 sebagai input dari Potensiometer
b. Rangkaian Sensor Ultrasonik
Sensor yang digunakan pada rangkaian ini adalah sensor
Ranger (USIRR). Yang merupakan modul pengukur jarak non kontak dengan pemancaran gelombang
ultrasonik. Spesifikasi dari USIRR adalah: Terdiri dari sebuah
Infrared Ranger Memiliki 2 buah Pulse Width I2C-bus Dapat di I2C-bus). Single supply Supply Current Aktif: 17 mA typ. Reduced Operation: Power Down: Power Down
Pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz Spesifikasi
Jangkauan: 2 cm hingga 3 m Objek 0
Gambar 35. Skematik hubungan pin-pin Mikrokontroler ATmega 128L
ar rangkaian Mikrokontroler di atas, PA.0 berfungsi sebagai output untuk membunyikan buzzer, PA.1- PA.5 dihubungkan ke EMS Data Flash Memory, PB.2
PC.3 digunakan sebagai input dari sensor ultrasonik, PD.0 – PD.7 dipakai sebagai output ke tampilan LCD, serta PF.0 merupakan input pembacaan sensor suhu LM 35, sedangkan PF.1 dan PF.2 sebagai input dari Potensiometer.
Rangkaian Sensor Ultrasonik
Sensor yang digunakan pada rangkaian ini adalah sensor DT Sense Ultrasonic and Infrared Yang merupakan modul pengukur jarak non kontak dengan pemancaran gelombang . Spesifikasi dari USIRR adalah:
Terdiri dari sebuah Ultrasonik Ranger dan dapat dihubungkan dengan 2 buah sensor
Infrared Ranger GP2D12 (opsional).
Memiliki 2 buah antarmuka yang dapat aktif bersama yaitu:
Pulse Width / Lebar Pulsa (10 µs/mm)
bus
Dapat di-cascade hingga 8 modul dengan hanya 2 pin I/O (menggunakan antarmuka bus).
Single supply 5 VDC.
Supply Current (tanpa sensor infrared ranger):
17 mA typ.
Reduced Operation: 13 mA typ. Power Down: 7 mA typ.
Power Down + Reduced Operation: 2 mA typ.
Pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz rate). Spesifikasi Ultrasonic Ranger:
Jangkauan: 2 cm hingga 3 m 0 – 2 cm diukur berjarak 2 cm.
pin Mikrokontroler ATmega 128L
atas, PA.0 berfungsi sebagai output untuk PA.5 dihubungkan ke EMS Data Flash Memory, PB.2 – PB.3 dan PC.2 PD.7 dipakai sebagai output ke tampilan LCD, serta PF.0 merupakan input pembacaan sensor suhu LM 35, sedangkan PF.1 dan PF.2
DT Sense Ultrasonic and Infrared
Yang merupakan modul pengukur jarak non kontak dengan pemancaran gelombang Ranger dan dapat dihubungkan dengan 2 buah sensor
DT Sense Ultrasonic and Infrared Ranger (USIRR)
sebagai titik referensi Ground,
pin 4 (Busy/ready) sebagai pin output. Untuk memicu dan membaca d buah pin mikrokontroler yang terhubung ke pin 3 (SIG) pada USIRR. Pin
dihubungkan ke Port B Mikrokontroler yaitu pin 3 (Port B.2) dan pin 4 (Port B.4), sedangkan ultrasonik 2 ke Port C Mikrokontroler.
ultrasonik adalah PWM. pada gambar di bawah ini:
Gambar
Pada penelitian ini digunakan 2 buah sensor ultrasonik sebagai pendeteksi adanya
di depan traktor, sensor ultrasonik 1 dipasang pada bagian atas depan chassis traktor dan sensor ultrasonik 2 dipasang pada bagian bawah dari rangka traktor.
c. Rangkaian Buzzer
Buzzer dalam rangkaian sistem kendali ini berfungsi sebagai
depan traktor dari hasil pengukuran sensor ultrasonik yang telah diolah oleh mikrokontrol ketika mendeteksi objek
dihubungkan dengan PA.0 pada mikrokontroler.
DT Sense Ultrasonic and Infrared Ranger (USIRR) memiliki 4 buah pin. Pin 1 berfungsi Ground, pin 2 sebagai input tegangan 5 Volt, pin 3 (SIG) sebagai pin pulsa dan
sebagai pin output. Untuk memicu dan membaca data pengukuran diperlukan 1 buah pin mikrokontroler yang terhubung ke pin 3 (SIG) pada USIRR. Pin –
dihubungkan ke Port B Mikrokontroler yaitu pin 3 (Port B.2) dan pin 4 (Port B.4), sedangkan ultrasonik 2 ke Port C Mikrokontroler. Yang dibaca pada sistem pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik adalah PWM. Rangkaian hubungan sensor ultrasonik dengan mikrokontroler dapat dilihat
bawah ini:
Gambar 36. DT Sense Ultrasonic and Infrared Ranger (USIRR)
Pada penelitian ini digunakan 2 buah sensor ultrasonik sebagai pendeteksi adanya
depan traktor, sensor ultrasonik 1 dipasang pada bagian atas depan chassis traktor dan sensor ultrasonik 2 dipasang pada bagian bawah dari rangka traktor.
Buzzer dalam rangkaian sistem kendali ini berfungsi sebagai output
depan traktor dari hasil pengukuran sensor ultrasonik yang telah diolah oleh mikrokontrol
ketika mendeteksi objek ≤1500 mm, buzzer akan aktif dan sebaliknya. Rangkaian Buzzer dihubungkan dengan PA.0 pada mikrokontroler.
Gambar 37. Rangkaian alarm (Buzzer)
memiliki 4 buah pin. Pin 1 berfungsi pin 2 sebagai input tegangan 5 Volt, pin 3 (SIG) sebagai pin pulsa dan ata pengukuran diperlukan 1 pin sensor ultrasonik 1 dihubungkan ke Port B Mikrokontroler yaitu pin 3 (Port B.2) dan pin 4 (Port B.4), sedangkan ang dibaca pada sistem pengukuran jarak dengan sensor n hubungan sensor ultrasonik dengan mikrokontroler dapat dilihat
(USIRR)
Pada penelitian ini digunakan 2 buah sensor ultrasonik sebagai pendeteksi adanya rintangan depan traktor, sensor ultrasonik 1 dipasang pada bagian atas depan chassis traktor dan sensor
output adanya halangan di
depan traktor dari hasil pengukuran sensor ultrasonik yang telah diolah oleh mikrokontroler dimana 1500 mm, buzzer akan aktif dan sebaliknya. Rangkaian Buzzer
d. Rangkaian Sensor posisi (Potensiometer)
Potensiometer digunakan sebagai pengatur posisi sudut, karena potensio sudut putar 3600, tetapi dengan desain khusus sudut putarnya bisa melebihi 360 digunakan adalah potensiometer linear 10k karena potensiometer jenis ini pe
sangat halus dengan jumlah putaran sebanyak 10 kali. Potensiometer linier memiliki 3 pin yaitu pin VCC, pin GND dan pin Output. Pin VCC dan GND dihubungkan dengan catu daya 5 volt, sedangkan pin Output dihubungkan ke pin ADC
keluaran dari potensiometer dan diubah menjadi data digital. Potensiometer 1 berfungsi untuk membaca putaran motor dalam menggerakkan tuas akselerasi, dimana pin output potensiometer 1 ini dihubungkan ke pin ADC1 (Port F.1). Sedangkan potensiometer 2 berfungsi sebagai sensor posisi putaran sudut roda depan, pin output potensiometer 2 dihubungkan ke pin ADC2 (Port F.2).
Gambar e. Rangkaian modul LCD
LCD 16 x 2 merupakan modul LCD untuk menampilkan karakter dengan u x 2 baris. Dalam penelitian ini modul LCD digunakan untuk menampilkan data pengukuran oleh sensor dan menge
mengaktifkan LCD 16 x 2, modul ini dikonfigurasikan dengan pin ini pin yang digunakan adalah pin pada Port.D (PD.0 disajikan pada tabel di bawah ini:
Tabel Pin Mikrokontroler PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 Gambar
Rangkaian Sensor posisi (Potensiometer)
digunakan sebagai pengatur posisi sudut, karena potensio , tetapi dengan desain khusus sudut putarnya bisa melebihi 360 digunakan adalah potensiometer linear 10k karena potensiometer jenis ini pe
sangat halus dengan jumlah putaran sebanyak 10 kali. Potensiometer linier memiliki 3 pin yaitu pin VCC, pin GND dan pin Output. Pin VCC dan GND dihubungkan dengan catu daya 5 volt, sedangkan pin Output dihubungkan ke pin ADC (Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler untuk dibaca keluaran dari potensiometer dan diubah menjadi data digital. Potensiometer 1 berfungsi untuk membaca putaran motor dalam menggerakkan tuas akselerasi, dimana pin output potensiometer 1 ini in ADC1 (Port F.1). Sedangkan potensiometer 2 berfungsi sebagai sensor posisi putaran sudut roda depan, pin output potensiometer 2 dihubungkan ke pin ADC2 (Port F.2).
Gambar 38. Rangkaian hubungan Potensiometer dengan mikrokontr LCD (Liquid Crystal Display)
LCD 16 x 2 merupakan modul LCD untuk menampilkan karakter dengan u alam penelitian ini modul LCD digunakan untuk menampilkan data pengukuran oleh sensor dan mengetahui kinerja dari sensor dalam melakukan pengukuran. mengaktifkan LCD 16 x 2, modul ini dikonfigurasikan dengan pin-pin pada mikrokontroler. dalam hal ini pin yang digunakan adalah pin pada Port.D (PD.0 – PD.7). konfigurasi dari pin
bawah ini:
Tabel 5. Konfigurasi Pin LCD dengan Pin Mikrokontroler Pin Mikrokontroler Pin LCD Keterangan
PD.0 RS Data/Instruction code
PD.1 RW Read/Write
PD.2 E Chip enable signal
PD.3 - -
PD.4 D4 Data bit 4 PD.5 D5 Data bit 5 PD.6 D6 Data bit 6 PD.7 D7 Data bit 7
Gambar 39. Rangkaian konfigurasi pin LCD dengan Mikrokontroler
digunakan sebagai pengatur posisi sudut, karena potensiometer ini mempunyai , tetapi dengan desain khusus sudut putarnya bisa melebihi 3600. Potensiometer yang digunakan adalah potensiometer linear 10k karena potensiometer jenis ini perubahan tahanannya sangat halus dengan jumlah putaran sebanyak 10 kali. Potensiometer linier memiliki 3 pin yaitu pin VCC, pin GND dan pin Output. Pin VCC dan GND dihubungkan dengan catu daya 5 volt, sedangkan pada mikrokontroler untuk dibaca keluaran dari potensiometer dan diubah menjadi data digital. Potensiometer 1 berfungsi untuk membaca putaran motor dalam menggerakkan tuas akselerasi, dimana pin output potensiometer 1 ini in ADC1 (Port F.1). Sedangkan potensiometer 2 berfungsi sebagai sensor posisi putaran sudut roda depan, pin output potensiometer 2 dihubungkan ke pin ADC2 (Port F.2).
. Rangkaian hubungan Potensiometer dengan mikrokontroler.
LCD 16 x 2 merupakan modul LCD untuk menampilkan karakter dengan ukuran 16 karakter alam penelitian ini modul LCD digunakan untuk menampilkan data – data hasil tahui kinerja dari sensor dalam melakukan pengukuran. Untuk pin pada mikrokontroler. dalam hal PD.7). konfigurasi dari pin-pin tersebut . Konfigurasi Pin LCD dengan Pin Mikrokontroler
Data/Instruction code Chip enable signal
Gambar 40. Modul LCD 16 x 2
Pada Gambar 37 menunjukkan data hasil pengukuran oleh sensor – sensor. U1 dan U2 adalah hasil pengukuran jarak dalam satuan mm oleh sensor ultrasonik dan T adalah data pengukuran suhu oleh sensor Suhu LM 35. Data suhu tersebut digunakan dalam kalibrasi pengukuran jarak.
Sebelum dilakukan pemasangan rangkaian pada traktor, dilakukan pembuatan prototipe untuk mengetahui kinerja dari seluruh rangkaian. Dalam membangun prototipe kemudi traktor digunakan mobil-mobilan yang telah di bongkar, hanya dimanfaatkan bodi mobil-mobilan, sumber tenaga dan gear boxnya. Mobil-mobilan disini sebagai pengganti traktor. Rangkaian yang telah disambung sesuai konfigurasi pin-pin kemudian dipasang pada mobil-mobilan seperti gambar di bawah ini:
Gambar 41. Prototipe Sistem Kendali Kemudi