BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.3. Sensor Ultrasonik Ping Parallax
Ping ini adalah sebuah modul Ultra sonic, yang biasanya digunakan untuk mendeteksian jarak [4]. Walaupun diapilkasikan untuk berbagai keperluan. Mulai dari yang paling sederhana sampai sebagai mata sebuah robot. Modul ping ini adalah memiliki komponen utama, sepasang Tranduser Ultrasonik. Yang satu
digunakan untuk memancarkan sinyal ultrasonik, dan yang satunya lagi digunakan untuk menerima pantulan sinyal ultra sonic tersebut. Lama waktu antara dikirimkannya sinyal dengan diterimanya sinyal itulah yang kemudian dapat diasumsikan sebagai besaran jarak. Sensor ini memiliki 3 kaki yaitu ground, 5v untuk sumber tegangan dan sig untuk signal
Gambar2.3 sensor ultrasonik ping parallax
Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Gelombang ini dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas, hal disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya.Sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver
dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya memberikan perintah kepada robot agar bergerak menjauhi penghalang tersebut sesuai dengan
algoritma program mikrokontroler yang dibuat, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Gambar2.4 prinsip kerja sensor ultrasonik
a. Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik dan sinyalnya difokuskan melalui sebuah corong / pipa. Pada penggunaannya, akan digunakan 3 buah pemancar yang masing-masing mengirimkan sinyal dengan frekuensi yang berbeda-beda.
b. Penerima Ultrasonik (Receiver)
Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal
keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalah low (logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).
PERANCANGAN ROBOT
Pada bab ini menjelaskan mengenai perancangan robot penghindar halangan baik perancangan hardware maupun software.
3.1. Kebutuhan Perangkat Keras
Untuk membuat robot ini diperlukan beberapa hardware diantaranya sebagai berikut:
a. Aluminiium
Dalam pembuatan robot ini memerlukan aluminium yang berfungsi sebagai bahan dasar untuk pembuatan kerangka robot.
b. EDT progammerhardware
Alat yang digunakan untuk mendownload / memasukkan software yang telah di buat ke dalam mikrokontroller. EDT progammer hardware ini terhubung ke komputer dengan kabel RS 232.
Dalam hal ini digunakan EDT progammaer untuk komunikasi serial data program ke PC mikrokontroller.
c. Rangkaian mikrokontroler AT89C51
AT89C51 adalah mikrokontroler dari keluarga MCS-51 yang dikeluarkan oleh perusahaan Atmel dengan 4Kbyte flash PEROM (programmable and arasable read only memory). Mikrokontroler ini memiliki teknologi memori nonvotile artinya isi memori dapat dihapus
dilepaskan.
d. Rangkaian driver motor DC
Untuk dapat menggerakkan robot diperlukan motor DC sebagai alat yang berfungsi sebagai penggerak roda maju dan mundur. Motor DC adalah alat yang mengubah pulsa listrik menjadi gerak, mempunyai prinsip dasar yang sama dengan motor stepper namun gerakannya bersifat kontinyu atau berkelanjutan. Adapun Motor DC dipakai nantinya mengunakan tegangan 24V.
e. Sensor ultrasonik
Agar dapat menghindari halangan sensor ultrasonik digunakan dikarenakan dapat mengeluarkan gelombang sinyal ultrasonik dan jika ada halangan gelombang akan terpantul dan ditangkap kembali oleh sensor ultrasonik.
f. Aki dan baterai
Dalam sistem nantinya digunakan aki dan baterai 36V yang digunakan untuk mikrokontroler dan driver motor. 24V digunakan untuk driver motor dan 12V unttuk mikrokontroler yang diturunkan menjadi 5V oleh IC regulator.
3.2. Kebutuhan Perangkat Lunak
Software yang digunakan dalam robot penghindar halangan dengan
a. Bahasa pemrograman C ++
Sebuah software yang digunakan untuk merancang program atau mengatur jalannya robot sesuai yang kita inginkan yang nantinya akan digunakan untuk mengontrol driver motor dan sensor ultrasonik.
b. Keil C51
Sebuah software yang digunakan untuk merubah / mengkonvert bahasa pemrograman C ++ yang telah kita buat ke dalam bentuk heksa maupun biner yang nantinya akan dimasukkan / didownload kedalam mikrokontroller AT89C51.
c. EDT programmersoftware.
EDT programmer software adalah sebuah software downloader yang digunakan untuk menanamkan software yang telah dibuat dalam bahasa pemograman C ++yang telah dirubah ke biner pada mikrokontroler
AT89C51.
3.3 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras ini, akan ada penjelasan proses tentang mikrokontroler AT89C51, EDT programmer hardware, driver motor dc, sensor ultrasonik.
3.3.1. Perancangan kerangka robot
Pada perancangan kerangka robot ini, kami menggunakan bahan aluminium dengan alasan karena bahan ini kuat, namun ringan.
Gambar3.1 perancangan kerangka robot tampak bawah
Gambar3.2 perancangan kerangka robot tampak samping
Proses selanjutnya setelah pembuatan kerangka robot adalah pemasangan motor dc dan roda pada kerangka robot. Langkah awal yaitu motor dc dipasang pada kerangka robot lalu buat baris untuk pemasangan roda. Supaya roda dapat bergerak sendiri – sendiri antara yang kanan dengan yang kiri tidak berputar, kami menggunakan bearing. Untuk dapat menggerakkan roda menggunakan motor dc, kami menggunakan optibelt dan bearing sebagai penyambungnya.
Pada rancangan ini rangkaian yang ada pada mikrokontroler AT89C51 adalah rangkaian clock dan rangkaian reset. Rangkaian osilator clock menggunakan kristal 11,0592 Mhz dengan dua kapasitor 33Pf seperti ditunjukkan dalam gambar 3.3, nilai clock tersebut disesuaikan dengan kebutuhan dalam penentuan timer pada sensor ultrasonik
Dan pada rangkaian reset digunakan untuk menghentikan kerja mikrokontroler dengan kembali ke alamat 00h. Untuk mereset mikrokontroler
AT89C51 yaitu dengan memberikan logika tinggi pada pin reset (pin 9). Logika tinggi ini dibuat minimal dua machine cycle (24 periode osilator). Jika menggunakan clock 11,0592 Mhz. Maka logika tinggi minimal kurang lebih selama 2 ms.
Perancangan ini menggunakan mikrokontroler AT89C51 dengan tiga buah sensor ultrasonik ping parallax yang dimana terdapat tiga buah pin pada sensor ultrasonik yaitu vcc, gnd ( ground ) dan sig. Untuk memfungsikan sensor ultrasonik ini, pin sig perlu di seri dengan dioda 4148 yang diserikan kepada dua pin pada mikrokontroler AT89C51.
3.3.4. Driver Motor DC
Pada driver motor DC ini saya menggunakan 8 buah dioda 1N 5819, 1 buah IC L 298, 1 buah IC regulator 7805, 2 buah resistor 47 k, 2 buah resistor 2,2 k, 2 buah LED warna merah dan 2 LED warna hijau. IC L298 dihubungkan dengan 4 dioda untuk 1 motor dc sebagai penyearah arus yang akan diterima oleh motor dc. Sedangkan resistor berfungsi sebagai hambatan agar arus listrik dari bateray / akumulator tidak terlalu besar. Untuk LED yang dihubungkan ke motor dc berguna untuk indikator motor dc apakah maju atau mundur. IC regulator berfungsi untuk menurunkan tegangan yang diterima oleh L298
Pada rangkaian keseluruhan ini merupakan gabungan dari semua rangkaian – rangkaian yang sebelumnya telah dirancang yaitu blok rangkaian
mikrokontroller AT89C51, rangkaian driver motor dc yang menggunakan IC L
298, dan rangkaian sensor ultrasonic ping parallax.
Gambar 3.6. Rangkaian keseluruhan robot penghindar halangan
Keterangan untuk gambar rangkaian diatas adalah untuk roda kanan robot mendapatkan port P1.4 dan P1.5 sedangkan untuk roda kiri robot mendapatkan port P1.2 dan P1.3. Untuk sensor ultrasonik mendapatkan port 0 yaitu ( P0.5, P0.6, P0.7 ) dan port 2 yaitu ( P2.5, P2.6, P2.7 ).
3.3.6. Perancangan arena robot
Pada arena robot yang kami buat, kami menggunakan kayu triplek, engsel dan juga sekrup. Alasan kami menggunakan engsel adalah agar arena dapat dilipat sehingga mudah untuk dibawa kemana – mana.
Gambar 3.7. PerancanganArena
Pada gambar diatas menjelaskan bahwa kami menggunakan 20 potong triplek dan setiap potongan triplek memiliki penjang 28 cm dan Lebar 15 cm. Setiap potongan triplek disambungkan menggunakan engsel yang disekrup.