Perancangan Robot Pengangkut Box Berdasarkan Perbedaan Wrna Berbasis Mikrokontroler

(1)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan teknologi yang pesat saat ini mendorong setiap manusia untuk

meningkatkan kemampuan di bidang teknologi, salah satunya adalah bidang

robot. Perkembangan elektronika juga memberikan kemajuan dalam mengontrol

robot itu sendiri. Sekarang ini, ilmu pengetahuan dan teknologi sangat diperlukan

untuk membantu aktivitas manusia yang semakin berkembang. Perkembangan

ilmu dan teknologi ini didorong oleh kebutuhan akan suatu inovasi dan juga

ketersediaan sumber daya yang dibutuhkan, baik hardware, software maupun

sumber daya manusia. Salah satu teknologi yang banyak digunakan pada saat

sekarang ini adalah teknologi mikrokontroler. Robot merupakan salah satu

kemajuan dalam bidang teknologi mikrokontroler.

Dalam perkembangannya, robot dapat digunakan dalam suatu industri,

dengan adanya robot maka proses produksi dalam industri akan lebih cepat. Robot

juga memiliki tingkat ketelitian yang tinggi jika dibandingkan dengan tenaga

manusia.

Pada industri, untuk membedakan jenis produk biasannya dari kemasan atau

kotak (box) yang diberi tanda seperti warna pada box atau kode – kode lain yang

dapat membedakan box. Warna yang sama pada box menyatakan jenis produk

yang sama. Di dalam industri, barang hasil produksi dikelompokkan berdasarkan

jenis yang sama.

Dengan adanya mobile robot yang dapat mengangkut box secara otomatis

tentu mengurangi bahaya terhadap pekerja dan pekerjaan akan lebih cepat. Dalam

tugas akhir ini mobile robot dapat mengenali benda berdasarkan warna (RGB)

dengan menggunakan basic stamp sebagai pusat kendali. Robot akan

mengelompokkan box yang sejenis secara otomatis sesuai dengan track yang

(2)

Perancangan Robot Pengangkut Box Berdasarkan Perbedaan Warna Berbasis

Mikrokontroler.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari tugas akhir ini adalah merancang sebuah robot pengangkut box

yang dapat memindahkan box dari asal produksi ke tujuan penyimpanan pada

suatu industri secara otomatis, mengurangi bahaya terhadap pekerja dan pekerjaan

akan lebih cepat.

Sedangkan tujuan perancangan robot pengangkut box berdasarkan

perbedaan warna sebagai simulasi robot di bidang industri dimana box

dikelompokkan berdasarkan warna.

1.3 Batasan Masalah

Pada perancangan robot pengangkut box yang dibuat ini terdapat beberapa

batasan masalah yaitu:

1. Menggunakan mikrokontroler basic stamp.

2. Program dibuat dengan menggunakan bahasa basic.

3. Menggunakan motor dc sebagai kendali putaran roda yang dikendalikan

oleh mikrokontroler.

4. Bentuk track 1 meter x 1,5 meter.

5. Box di angkat dengan cara dicapit.

6. Box yang digunakan adalah warna merah, hijau, dan biru dengan dimensi

box panjang 6 cm, lebar 6 cm, tinggi 6 cm dan berat 20 gram.

7. Kondisi box di asal selalu ada dengan penempatan warna box secara

random.

1.4 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini

(3)

3

1. Studi literatur

Suatu metode pengumpulan data dengan membaca atau mempelajari buku

yang berhubungan dengan masalah yang menjadi topik tugas akhir.

2. Perancangan

Mengaplikasikan teori yang didapat dalam perancangan sistem untuk

perangkat keras, perangkat lunak dan pengujian sistem.

3. Eksperimen

Melakukan eksperimen atau uji coba alat, komponen dan kerja robot.

4. Analisa data

Analisa yang dilakukan dari pengujian sistem dan mengambil sebuah

simpulan dari penelitian ini.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan

Bab ini berisi tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan

masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II : Landasan Teori

Bab ini membahas tentang teori- teori pendukung yang digunakan

dalam perencanaan dan pembuatan tugas akhir

BAB III : Perancangan Sistem

Bab ini berisikan tentang perancangan alat yang dibuat untuk tugas

akhir ini, meliputi garis besar sistem, perancangan perangkat keras

dan perancangan software yang digunakan.

BAB IV : Pengujian dan Analisa Sistem

Bab ini berisi tentang pengujian – pegujian dan analisa data pada tugas akhir ini.

BAB V : Simpulan dan Saran

(4)

BAB II

LANDASAN TEORI

Robot telah banyak dikembangkan, karena robot berguna untuk membantu

kerja manusia misalnya, untuk pekerjaan dengan resiko bahaya ataupun

melakukan pekerjaan yang membutuhkan tenaga besar seperti di bidang industri.

Jenis robot yang dipakai merupakan mobile robot, yaitu robot yang ciri khasnya

adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan

robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari

satu titik ke titik yang lain. Dalam bab ini dijelaskan mengenai teori - teori tentang

perancangan robot pengangkut box berdasarkan perbedaan warna. Berikut ini teori

perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan.

2.1 Perangkat Keras (Hardware)

2.1.1 Mikrokontroler Basic Stamp (BS2P40)

Basic stamp adalah mikrokontroler yang dikembangkan oleh

Parallax Inc yang diprogram menggunakan format bahasa pemrograman

basic. Program yang dibuat di-download melalui port serial dan dapat

menggunakan konverter USB to Serial untuk komputer yang tidak memiliki

port serial. Mikrokontroler basic stamp membutuhkan power supply saat

mendownload pemrograman dan tidak kehilangan program yang sudah di

download saat baterai atau power supply dicabut.

Kode PBasic disimpan di dalam EEPROM serial pada board basic

stamp. EEPROM menyediakan penyimpanan yang sulit diubah, yaitu

menjaga memory saat kehilangan power. EEPROM digunakan dalam basic

stamp 1 dan 2 yang dijamin menyimpan selama 40 tahun ke depan dan

mampu ditulisi ulang 10.000.000 kali per lokasi memori.

Mikrokontroler basic stamp memiliki versi yang berbeda - beda.

Basic stamp memiliki tujuh versi, yaitu basic stamp 1, basic stamp 2, basic

(5)

5 stamp jalan pada tegangan DC 5 sampai 15 volt. Pada modul basic stamp

terdapat IC regulator LM7805 dengan output 5 volt yang mengubah input 6

hingga 15 volt (pada pin VIN) turun menjadi 5 volt yang dibutuhkan

komponen. Basic stamp yang di pakai adalah basic stamp BS2P40 yang

mempunyai 40 pin I/O. Pemilihan basic stamp ini karena membutuhkan

banyak input atau output yang dipakai. Berikut ini adalah tampilan basic

stamp BS2P40.

Gambar II.1. Modul basic stamp (BS2P40)

Basic stamp ini mempunyai spesifikasi hardware sebagai berikut:

1. Mikrokontroler basic stamp 2P40 Interpreter Chip (PBASIC48W/P40)

2. 8 x 2Kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4000 instruksi.

3. Kecepatan prosesor 20MHz Turbo dengan kecepatan eksekusi program

hingga 12000 instruksi per detik.

4. RAM sebesar 38byte (12 I/O, 26 variabel) dengan Scratch Pad sebesar

128 byte.

5. Jalur input / output sebanyak 32 pin.

6. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9.

(6)

Berikut ini adalah alokasi pin yang terdapat pada mikrokontroler

basic stamp BS2P40.

Gambar II.2. Alokasi pin basic stamp

2.1.2 Sensor Garis

Sensor garis adalah jenis sensor yang yang berfungsi mendeteksi

warna garis hitam atau putih. Sensor ini sangatlah penting karena sensor

menentukan arah dan gerakan robot.

Sensor pendeteksi garis yang digunakan dalam robot adalah

mendasarkan pada prinsip pemantulan cahaya dan phototransistor sebagai

penerima cahaya. Dengan memanfaatkan IC komparator sebagai pembanding

tegangan, yang nantinya akan menghasilkan output digital dari sensor.

2.1.2.1 Phototransistor

Phototansistor merupakan suatu jenis transistor yang sangat

peka trahadap cahaya yang ada disekitarnya. Ketika basis

menangkap cahaya maka collector akan terhubung dengan emitter

dalam hal ini transistor bekerja. Prinsip kerja phototransistor sama

seperti transistor pada umumnya dengan kata lain phototransistor

akan bekerja seperti saklar dengan parameter cahaya untuk

mendapatkan kondisi on dan off. Berikut ini adalah simbol

(7)

7

Gambar II.3. Bentuk fisik phototransistor dan simbol phototransistor

2.1.2.2 Komparator

Komparator adalah sebuah rangkaian elektronik yang

berfungsi untuk membandingkan sebuah sinyal masukan dengan

tegangan referensi (VRef). Asumsi sebuah garis bilangan, dimana nol

dianggap sebagai tegangan referensi atau threshold atau pembatas,

jika ada bilangan yang lebih dari nol maka bilangan itu disebut

bilangan positif tetapi sebaliknya, jika ada bilangan di bawah nol

maka disebut bilangan negatif. [4]

Gambar II.4. Bentuk fisik IC LM 393 dan simbol komparator

Pada komparator, threshold berfungsi membandingkan

sebuah sinyal input, sedangkan outputnya akan memiliki dua kondisi

berbeda yaitu low atau high, tergantung rancangan dan konfigurasi

dari rangkaian op-amp yang digunakan. Ilustrasi sebuah rangkaian

(8)

Gambar II.5. Rangkaian komparator

Dari dua gambar di atas, komparator terbagi ke dalam dua

konfigurasi, yaitu mode inverting atau mode non-inverting. Pada

rangkaian inverting (gambar sebelah kiri), sinyal input masuk ke pin

+ dari op-amp, dan tegangan referensi masuk ke pin -. Jika sinyal

input melewati / di atas threshold, maka output akan berlogika low,

dan jika sinyal input di bawah threshold, maka output berlogika

high.

Untuk konfigurasi non-inverting ada di (gambar sebelah

kanan), jika sinyal input di bawah threshold, maka output akan

berlogika low, dan jika sinyal input di atas threshold maka output

akan berlogika high. Detil ilustrasi sinyal input, threshold dan output

ada di gambar II.5. bagian bawah kiri dan bawah kanan. [4]

2.1.3 Penggerak Mobil Robot 2.1.3.1 Motor DC

Roda digerakkan menggunakan dua buah motor DC yang

dipasang pada roda sebelah kiri dan kanan. Motor DC merupakan

(9)

9 tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Secara umum, kecepatan

putaran poros motor DC akan meningkat seiring dengan

meningkatnya tegangan yang diberikan. Dengan demikian, putaran

motor DC akan berbalik arah jika polaritas tegangan yang diberikan

juga dirubah.

Gambar II.6. Motor DC

Motor gear DC tidak dapat dikendalikan langsung oleh

mikrokontroler, karena kebutuhan arus yang besar sedangkan

keluaran arus dari mikrokontroler sangat kecil. Motor driver

merupakan alternatif yang dapat digunakan untuk menggerakkan

motor DC.

2.1.3.2 IC Motor Driver

L298 adalah IC yang dapat digunakan sebagai driver motor

DC. IC ini menggunakan prinsip kerja H-Bridge. Tiap H-Bridge

dikontrol menggunakan level tegangan TTL yang berasal dari output

mikrokontroler. L298 dapat mengontrol 2 buah motor DC. Tegangan

yang dapat digunakan untuk mengendalikan robot bisa mencapai

tegangan 46 VDC dan arus 2 A untuk setiap kanalnya. Berikut ini

bentuk IC L298 yang digunakan sebagai motor driver.

(10)

Pengaturan kecepatan kedua motor dilakukan dengan cara

pengontrolan lama pulsa aktif (mode PWM – Pulse width

Modulation) yang dikirimkan ke rangkaian driver motor oleh

pengendali (mikrokontroler basic stamp). Duty cycle PWM yang

dikirimkan menentukan kecepatan putar motor DC.

2.1.3.3 PWM (Pulse Width Modulation)

PWM (Pulse width Modulation), adalah sebuah metode

untuk pengaturan kecepatan perputaran, dalam hal ini adalah motor

DC untuk gerak robot. PWM dapat dihasilkan oleh empat metode,

sebagai berikut :

1. Metode analog

2. Metode digital

3. IC diskrit

4. Mikrokontroler

Pada robot ini, metode PWM dikerjakan oleh

mikrokontroler. Metode PWM ini akan mengatur lebar atau

sempitnya periode pulsa aktif yang dikirimkan oleh mikrokontroler

ke driver motor. Pada pengaturan kecepatan robot, nilai PWM mulai

dari 0-255. Secara analog besaran PWM dihitung dalam prosentase,

nilai ini didapat dari perbandingan: T high / (T high + T low ) *

100%. Dimana T adalah periode atau waktu tempuh untuk sebuah

pulsa, yang terbagi menjadi bagian puncak positif (T high) dan

(11)

11 Gambar II.8. Ilustrasi prosentase PWM

Semakin rapat periode antar pulsa, maka frekuensi yang

dihasilkan akan semakin tinggi, ini berarti kecepatan akan

bertambah. Semakin lebar jarak antar pulsa, maka frekuensi semakin

rendah ini berarti kecepatan berkurang atau menurun. Kondisi

pemberian kecepatan harus disesuaikan dengan kondisi track yang

akan dilewati oleh robot, misal pada saat jalan lurus, naik atau turun

harus mendapatkan nilai PWM yang tepat. [1]

2.1.4 Catu Daya

Catu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal

perancangan sebuah robot. Tanpa bagian ini robot tidak akan berfungsi.

Begitu juga bila pemilihan catu daya tidak tepat, maka robot tidak akan

bekerja dengan baik.

Penentuan sistem catu daya yang akan digunakan ditentukan oleh

banyak faktor, diantaranya :

1. Tegangan

Setiap aktuator tidak memiliki tegangan yang sama. Hal ini akan

berpengaruh terhadap disain catu daya. Tegangan tertinggi dari salah

satu aktuator akan menentukan nilai tegangan catu daya.

2. Arus

(12)

lama daya tahan baterai bila digunakan pada beban yang sama.

3. Teknologi Baterai

Baterai isi ulang ada yang dapat diisi hanya apabila benar-benar

kosong, dan ada pula yang dapat diisi ulang kapan saja tanpa harus

menunggu baterai tersebut benar-benar kosong.

Baterai yang digunakan pada mobile robot ini adalah baterai berjenis

Nickel Metal Hydride. Hal ini karena jenis baterai ini merupakan jenis

baterai yang dapat diisi ulang (rechargeable). Baterai ini memiliki tegangan

kerja 1,2 Volt. Berikut ini adalah contoh sebuah baterai Ni-MH 2700 mAh.

Gambar II.9. Baterai Ni-MH 2700 mAh

Untuk pengisian baterai ini dapat dilakukan kapan saja, selain jenis

baterai Ni-MH, masih banyak lagi jenis baterai yang tersedia di pasaran

dengan spesifikasi yang beragam dan dapat digunakan untuk catu daya pada

sebuah robot. Diantaranya baterai Ni-cd, Alkaline, Lithium, Lead Acid dan

sebagainya, yang masing-masing mempunyai kelebihan dan

kekurangannya. [8]

2.1.5 Penggerak Gripper

Gripper / penjepit digunakan untuk alat pengangkat box, gripper

digerakkan dengan menggunakan 2 buah mini servo, dimana untuk menjepit

dan mengangkat box. Berikut adalah mini servo yang dipakai:

(13)

13

Sebuah motor servo standard adalah alat yang dapat mengendalikan

posisi, dapat membelokkan dan menjaga suatu posisi berdasar penerimaan

pada suatu signal elektronik itu. Karena motor DC servo merupakan alat

untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, maka magnit

permanent motor DC servo yang mengubah energi listrik ke dalam energi

mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit.

Gambar II.11. Servo standar

Bagian - bagian dari sebuah motor servo standard adalah sebagai

berikut:

1. Konektor yang digunakan untuk menghubungkan motor servo dengan

Vcc, Ground dan signal input yang dihubungkan ke Basic Stamp.

2. Kabel menghubungkan Vcc, Ground dan signal input dari konektor ke

motor servo.

3. Tuas menjadi bagian dari motor servo yang kelihatan seperti suatu

bintang four-pointed. Ketika motor servo berputar, tuas motor servo

akan bergerak ke bagian yang dikendalikan sesuai dengan program.

4. Cassing berisi bagian untuk mengendalikan kerja motor servo yang

pada dasarnya berupa motor DC dan gear. Bagian ini bekerja untuk

menerima instruksi dari basic stamp dan mengkonversi ke dalam

(14)

2.1.6 Sensor Warna

Sensor warna berfungsi sebagai pembeda warna box. Warna di pakai

adalah warna dasar yaitu Red, Green dan Blue (RGB) untuk nantinya akan

dikelompokkan berdasarkan warna yang sama di tempat penyimpanan.

Berikut ini adalah sensor warna seri TCS3200 yang dipakai.

Gambar II.12. Modul sensor warna TCS3200

2.2 Perangkat Lunak (Software)

2.2.1 Pengenalan Basic Stamp Editor

Perangkat lunak merupakan faktor penting dalam tahap perancangan

robot. Perangkat lunak ini merupakan algoritma gerak dan tugas robot

dalam bentuk listing program yang ditanamkan kedalam mikrokontroler.

Program dapat bermacam - macam bentuk versi dan bahasa

pemrogramannya, sesuai dengan spesifikasi dari mikrokontroler yang

digunakan.

Mikrokontroler basic stamp (BS2P40) menggunakan bahasa

pemrograman basic. Software yang digunakan adalah basic stamp editor.

Basic stamp editor adalah sebuah editor yang dibuat oleh Paralax Inc untuk

menulis program, mengkompile dan mendownloadnya ke mikrokontroler

keluarga basic stamp. Program ini memungkinkan penggunanya

memprogram basic stamp dengan bahasa basic yang relatif ringan

dibandingkan bahasa pemrograman lainnya. Berikut ini beberapa

(15)

15

Menu utama editor Jenis basic stamp Versi bahasa basic Run Tabel II.1. Beberapa instruksi dasar basic stamp

Instruksi Keterangan

DO...LOOP Perulangan

GOSUB Memanggil prosedur

IF..THEN Percabangan

FOR...NEXT Perulangan

PAUSE Waktu tunda milidetik

IF...THEN Perbandingan

PULSOUT Pembangkit pulsa

PULSIN Menerima pulsa

GOTO Loncat ke alamat memori tertentu

HIGH Menset pin I/O menjadi 1

LOW Menset pin I/O menjadi 0

PWM Konversi suatu nilai digital ke keluaran analog lewat pulse

width modulasi

Gambar II.13. Tampilan basic stamp editor

(16)

2.2.2 Memprogram Basic Stamp

Dalam pemrograman, sebuah program lengkap secara umum dapat

dibagi menjadi empat bagian penting, yaitu :

1. Header

2. Variabel

3. Program utama

4. Prosedur

Pemrograman dalam basic stamp editor, secara blok dibagi

menjadi empat bagian penting.

Gambar II.14. Urutan bagian dari program dalam basic stamp

2.2.2.1 Directive

Directive ditulis paling awal program yang dibuat. Bagian

ini menentukan tipe prosesor yang digunakan dan versi dari

compiler PBASIC yang digunakan untuk mengkompile bahasa basic

menjadi bahasa mesin. Tampilannya adalah seperti gambar berikut :

Gambar II.15. Tampilan bagian directive Directive

Deklarasi variabel

Program utama

(17)

17

2.2.2.2 Menentukan Variabel

Menentukan PIN mikrokontroler yang digunakan serta

membuat variabel. Ada beberapa ketentuan untuk mendeklarasikan

variabel yaitu :

1. PIN : PIN dari mikrokontroler (0-15)

2. VAR : Variabel

3. CON : Konstanta

PIN yang digunakan sudah ditentukan sesuai dengan

konfigurasi hardware / mainboard yang digunakan adalah BS2P40.

Selain itu dapat membuat variabel bebas yang nantinya dapat

digunakan untuk keperluan perulangan atau yang lainnya.

Gambar II.16. Tampilan bagian deklarasi variabel

Setelah menentukan variabal dan PIN yang digunakan,

selanjutnya membuat program utama. Pada bagian program utama

bisa melakukan dua mode, yaitu mode pengetikan langsung atau

mode pemanggilan prosedur. Mode pengetikan langsung akan efektif

jika program tidak terlalu banyak dan hanya untuk menangani kasus

yang sederhana. Tetapi jika program sudah mulai banyak, rumit dan

lebih dari satu slot, maka sebaiknya program utama memanggil

prosedur. Pemanggilan prosedur akan mempermudah urutan/alur

(18)

2.2.2.3 Bagian Program Utama

Berikut ini contoh program utama yang memanggil

prosedur MAJU. Listing programnya dapat dilihat pada gambar

berikut.

Gambar II.17. Tampilan bagian program utama yang memanggil prosedur

2.2.2.4 Bagian Prosedur

Berikut adalah blok prosedur MAJU yang dipanggil oleh

program utama.

Gambar II.18. Tampilan bagian prosedur MAJU

Sebuah prosedur harus mempunyai nama prosedur yang

disimpan dibagian paling atas prosedur itu sendiri, serta harus

diakhiri dengan Return supaya kembali lagi ke program utama dan

melanjutkan kembali urutan program berikutnya. Sebuah prosedur

mempunyai fungsi khusus, misal untuk prosedur maju ini hanya

bertugas untuk menjalankan robot dengan arah maju.

2.2.2.5 Memeriksa Sintaks Program

Sangat penting untuk memeriksa sintaks program, hal ini

(19)

19 memeriksa sintaks ini bisa pilih menu RUN, Cek Syntax atau

kombinasi tombol CTRL+T. Berikut ini adalah tampilan jika listing

program yang kita buat sudah benar.

Gambar II.19. Hasil pemeriksaan sintaks yang sukses (tokenize successful)

2.2.3 Menjalankan Program

Setelah program selesai, program siap di download ke modul basic

stamp. Cara untuk menjalankan program dapat memilih menu RUN atau

kombinasi tombol CTR+R. Berikut adalah tampilan jika pendownlodan

program sukses.

(20)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Bab ini menjelaskan mengenai komponen yang membangun robot

pengangkut box berdasarkan perbedaan warna berdasarkan landaasan teori.

Gambar III.1 merupakan diagram blok keseluruhan dari sistem.

Gambar III.1. Diagram blok sistem

3.1 Perangkat Keras (Hardware)

3.1.1 Mikrokontroler Basic Stamp (BS2P40)

Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler jenis basic

stamp BS2P40 dengan dilengkapi 40 port yang bisa digunakan sebagi input

ataupun output. Pemilihan mikrokontroler jenis ini didasari kemampuannya

yang cukup handal, permrograman yang tidak terlalu sulit dan harganya

yang relatif tidak terlalu mahal. Berikut konfigurasi portnya yang dipakai.

Mikrokontroler

Basic Stamp (BS2P40)

Driver Motor

Motor DC Sensor Garis

(21)

21

Tabel III.1. Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler basic stamp.

(22)

3.1.2 Sensor Garis

Sensor garis berfungsi untuk mendeteksi warna dari permukaan yang

berada dibawah robot line follower dengan maksud agar sensor garis ini

dapat mengasilkan logika posisi dari robot line follower terhadap garis tepat

berada dibawah robot.

Logika posisi yang dihasilkan oleh sensor garis ini kemudian akan

dijadikan input ke mikrokontroler pada robot. Pada sensor garis, komponen

yang digunakan yaitu phototransistor sebagai pendeteksi garis hitam dengan

dasar putih yang menjadi jalur robot dan LED ( Light Emitting Diode )

sebagai pemancar cahaya ke lantai yang kemudian dipantulkan dan diterima

oleh phototransistor.

Gambar III.2. Prinsip kerja sensor garis

Phototransistor bekerja dengan cara menangkap emisi cahaya yang

dikeluarkan oleh LED.Prinsip kerja dari phototransistor adalah ketika basis

menangkap cahaya maka collector akan terhubung dengan emitter dalam hal

ini transistor bekerja. Phototransistor memiliki mode aktif artinya transistor

akan menghasilkan reaksi yang sebanding dengan besaran cahaya yang

diterima sampai dengan tingkatan tertentu.

Output dari phototransistor yaitu berupa tegangan. Semakin besar

intensitas cahaya yang didapat maka makin besar pula tegangan yang

dihasilkan. Dengan memanfaatkan mode aktif dari phototransistor maka

ditambahkan sebuah komparator sehingga nilai keluaran dari

phototransistor yang berupa data analog dirubah menjadi data digital. Hal

LED Phototransistor LED Phototransistor

(23)

23

ini dilakukan karena mikrokontroler hanya bisa bekerja dengan data digital.

Berikut ini adalah rangkaian sensor garis yang dipakai.

VCC

Gambar III.3. Rangkaian sensor garis

3.1.3 Penggerak Roda

3.1.3.1 Modul Penggerak Roda

L298 bisa men-drive dua buah motor dc sampai tegangan

46 VDC dan arus sebesar 2A untuk tiap kanal, supply tegangan yang

diberikan ke motor dc sebesar 7.2 VDC yang berasal dari baterai

Ni-MH 2700 mAh, sedangkan untuk tegangan logic pada driver motor

diberikan tegangan sebesar 5 VDC yang berasal dari mikrokontroler.

Penggunaan dioda pada perancangan driver motor ini ditujukan agar

driver motor dapat menahan arus balik yang datang dari motor dc.

Satu motor dapat dikontrol dengan 3 pin yaitu Aenable, A+

dan A-. Berikut ini adalah tabel kebenaran untuk salah satu motor.

Tabel III.2. Tabel kebenaran untuk salah satu motor

AEN A+ A- Reaksi Motor

L L L Motor off

L L H Motor off

L H L Motor off

(24)

H L L Stop

H H L Berputar searah jarum jam

H L H Berputar berlawanan arah jarum jam

H H H Stop

Ket: H = High = 1 dan L = Low = 0

Gambar III.4. Rangkaian driver motor L298

Pengontrolan kedua motor kiri dan kanan dibutuhkan 6 port

output pada mikrokontroler, yaitu untuk motor kiri masing-masing

AEN, A+ , A- dan motor kanan BEN, B+, B- seperti yang terlihat pada

tabel berikut.

Tabel III.3. Tabel kebenaran untuk dua motor

Gerak AEN A+ A- BEN B+ B-

Maju H L H H H L

Belok kanan H L H H L H

Belok kiri H H L H H L

(25)

25 3.1.3.2 Pengaturan Gerak Robot Dengan Metode PWM

Pada dasarnya PWM yang dihasilkan mikrokontroler akan

berubah menjadi tegangan analog yang akan diterima oleh bagian

motor driver. Jika PWM diberi kondisi High, maka tegangan

keluaran mendekati 7,4 Volt, dan jika PWM diberi kondisi Low,

maka tegangan keluaran mendekati 0 Volt. Diantara kondisi itu

maka nilai tegangan keluaran dapat kita hitung, yaitu :

(Duty ÷ 255) x 7,4 V.

Sebagai contoh, ketika Duty adalah 100, maka :

(100 ÷ 255) x 7,4 V = 2,90 V, tegangan keluaran PWM sebesar 2,90

V. Duty cycle sebagai pengaturan kecepatan, mulai (0-255)

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemrogramannya

adalah nama pin tujuan, lamanya PWM diberikan dan kecepatannya

(duty cycle). Perintah yang digunakan dalam pemrograman bahasa

basic untuk mikrokontroler BS2P40 adalah sebagai berikut :

Syntax: PWM Pin, Duty, Duration

Keterangan :

1. Pin adalah variable, dengan rentang nomor pin dari (0-15).

2. Duty adalah variabel, (0-255), menentukan besarnya tegangan

analog, yang oleh motor driver akan diterima untuk mengatur

kecepatan putarannya.

3. Duration adalah varibel (0-255) untuk durasi PWM tersebut

dikerjakan.

Berikut adalah contoh pemrograman PWM untuk mengatur

kecepatan gerak maju :

Gambar III.5. Syntax PWM

Pada listing program di atas, PWM adalah perintahnya,

(26)

bagian variabel. Nilai 150 dan 200 adalah kecepatan (duty cycle) dan

40 adalah durasi PWM.

Nilai duty cycle atau kecepatan untuk motor kiri dan motor

kanan nilainya berbeda. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan gerak

lurus, karena secara tipikalnya kedua motor tersebut berbeda, maka

solusinya harus memberikan nilai kecepatan berbeda agar hasil

geraknya sama / lurus.

3.1.4 Sensor Warna (TCS3200)

Modul sensor warna TCS3200 merupakan pendeteksi warna RGB

menggunakan array fotodetektor berupa chip warna dari TAOS TCS3200.

Aplikasinya antara lain pada pendeteksi obyek di industri.

Fitur:

- Tegangan Kerja : 2.7 - 5.5 V

- Sensor Array : 8 x 8 photo dioda, 16 photodioda filter merah, 16

photodioda filter hijau, 16 photodioda tanpa filter.

- Lensa : 5.3 mm (dalam jarak 25 mm mampu melihat area bujur sangkar

dengan sisi 4 mm).

Gambar III.6. Sketsa fisik dan blok fungsional TCS3200

Setiap warna bisa disusun dari warna dasar. Untuk cahaya, warna

dasar penyusunnya adalah warna Merah, Hijau dan Biru, atau lebih dikenal

(27)

27

Photodiode pada IC TCS3200 disusun secara array 8x8 dengan

konfigurasi: 16 photodiode untuk menfilter warna merah, 16 photodiode

untuk memfilter warna hijau, 16 photodiode untuk memfilter warna biru,

dan 16 photodiode tanpa filter. Kelompok photodiode mana yang akan

dipakai bisa diatur melalui kaki selektor S2 dan S3.

Tabel III.4. Kombinasi fungsi dari S2 dan S3

S2 S3 Photodiode yang aktif

0 0 Pemfilter Merah

0 1 Pemfilter Biru

1 0 Tanpa Filter

1 1 Pemfilter Hijau

Photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding

dengan kadar warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus ini kemudian

dikonversikan menjadi sinyal kotak dengan frekuensi sebanding dengan

besarnya arus. Frekuensi Output ini bisa diskala dengan mengatur kaki

selektor S0 dan S1.

Tabel III.5. Penskalaan Output

S0 S1 Skala frekuensi Output

0 0 Power Down

0 1 2%

1 0 20%

1 1 100%

3.1.5 Design Gripper

Gripper digunakan untuk mengangkat box yang ada di asal yang

akan di pindahkan ke tujuan. Gripper di design disesuaikan dengan bentuk

(28)

9,5 cm

5 cm

3 cm 4 cm

4,5 cm 7 cm

Sensor Warna

Gambar III.7. Design gripper

Dari gambar diatas terlihat dimensi dari gripper. Pada gripper

terdapat 2 mini servo sebagai penggerak gripper dan sensor warna sebagai

mendeteksi warna box.

3.1.6 Design Robot

Berikut ini adalah robot yang dipakai dengan spesifikasi sebagai

berikut:

1. Jenis robot merupakan robot beroda yang memiliki 4 buah roda yang

digerakkan dengan 2 motor dc di roda bagian kiri dan kanan.

2. Bentuk robot berdimensi 25 cm x 18 cm.

3. Sensor garis dipasang di bawah bagian depan.

4. Gripper sebagai pengangkat box dipasang pada bagian depan robot.

(29)

29

(a)

(b) (c)

Gambar III.8. (a) Robot tampak depan (b) Robot tampak samping kiri (c) Robot

tampak samping kanan

3.2 Perangkat Lunak (Software) 3.2.1 Algoritma dasar

Perancangan algoritma dasar sangat penting untuk sistem kendali

pada robot, karena algoritma yang akan menjadi panduan dalam

mengembangkan algoritma kendali keseluruhan dari track yang telah

(30)

1

2

3 G

B

R

HOME

ASAL

TUJUAN

S1 S2

S3

Gambar III.9. Miniatur track robot

Pencarian box dimulai dari home, box yang akan dipindahkan ke

tujuan berada di 3 sumber asal, box akan diacak dan dan dipindahkan ke

tujuan penyimpanan sesuai dengan warna. Pencarian box di asal terurut dari

asal 1 sampai dengan 3, dengan proses pencarian warna merah, hijau dan

biru. Setelah ketiga warna dasar dipindahkan robot kemudian kembali ke

home.

3.2.2 Algoritma Seluruh Kendali Robot

Pada bagian ini adalah algoritma jalan robot dengan tugas

memindahkan box ke tujuan pada tiga bagian asal box yang di random

(31)

31 Awal

Inisialisasi program

Baca data sensor Garis

Apakah data semua sensor = 0 ?

Simpan data sensor1 dan sensor4, panggil prosedur belok kiri

Simpan data sensor1 dan sensor4, panggil prosedur belok kanan

Apakah data sensor1 sblumnya =

0 ?

Berhenti Simpan data sensor1

dan sensor4, panggil prosedur maju lurus

y

(32)

Algoritma diatas adalah algoritma untuk program awal jalan robot

yang start di home, jalan mengikuti garis. Robot selalu akan menuju ke asal

1 untuk mendeteksi warna awal d asal 1. Selama proses jalan ke asal 1,

setiap persimpangan yang dilewatinya selalu belok kiri karena di sesuaikan

dengan track jalan ke asal 1 dan akan berhenti jika semua sensor garis pada

robot berada pada permukaan putih. Berikut ini adalah penjelasan flowchart

program:

Tabel III.6. Penjelasan flowchart program utama

No Keterangan

a Memulai awal program.

b Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor,nama

kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c Membandingkan nilai a, jika a=1 maka siap untuk baca

warna

d Jika a tidak bernilai 1, maka nilai target dan asal=1

e Baca sensor garis, untuk mengetahui posisi robot terhadap

garis.

f

Membandingkan semua sensor dengan nilai nol. Sensor

bernilai 0, berarti sensor berada pada garis hitam. Jika

semua sensor hitam, robot berada pada persimpangan.

g

Jika sensor berada di persimpangan, simpan data terakhir

sensor 1 dan sensor 4 kemudian panggil prosedur belok

kiri.

h Jika semua sensor tidak bernilai nol, maka lakukan lagi

perbandingan data sensor 1 dengan nilai nol.

i Jika sensor 1 bernilai nol, simpan data terakhir sensor 1

(33)

33

j Jika sensor 1 tidak bernilai nol, maka lakukan lagi

k Jika sensor 4 bernilai nol, simpan data terakhir sensor 1

dan sensor 4 kemudian panggil prosedur belok kiri.

l

Jika sensor 4 tidak bernilai nol, maka lakukan lagi

perbandingan data semua sensor dengan nilai satu. Sensor

bernilai 1, berarti sensor berada pada permukaan putih.

Jika semua sensor putih, robot berada di luar jalur hitam.

m

Jika semua sensor bernilai satu, lakukan perpandingan lagi

terhadap kondisi bebelum data semua sensor, sensor 1

bernilai nol.

n

Jika kondisi sensor 1 sebelumnya nol, simpan data terakhir

kanan.

o

Jika data semua sensor tidak bernilai satu, simpan data

terakhir sensor 1 dan sensor 4 kemudian panggil prosedur

maju lurus.

p Jika kondisi sensor 1 sebelumnya tidak nol, lakukan

perbandingan lagi dengan data sensor 4 sebelumnya nol.

q

Jika data sensor 4 sebelumnya adalah nol, simpan data

belok kiri.

r Jika data sensor 4 sebelumnya tidak nol, maka robot

(34)

Turunkan gripper

c Panggil prosedur

jalan ke tujuan merah dari asal 1 Apakah Target=1 jalan ke tujuan merah dari asal 2

Panggil prosedur jalan ke tujuan merah dari asal 3

Panggil prosedur jalan ke tujuan hijau dari asal 1

E jalan ke tujuan hijau dari asal 2

Apakah Target=2 and Asal=3 ?

Naikkan gripper

Belok kanan

Panggil prosedur jalan ke tujuan hijau dari asal 3

F

(35)

35 jalan ke tujuan biru

dari asal 1 jalan ke tujuan biru

dari asal 2

Naikkan gripper

Belok kanan

Panggil prosedur jalan ke tujuan biru

dari asal 3

Gambar III.12. Flowchart program utama lanjutan2

Algoritma di atas adalah algoritma program untuk proses

pendeteksian warna box, pencarian box di asal, memindahkan box ke tujuan

sesuai dengan target warna sampai tugas robot selesai kembali ke home.

Berikut ini adalah penjelasan diagram alir program:

Tabel III.7. Penjelasan flowchart program utama lanjutan

No Keterangan

a Robot berada di posisi asal 1, baca data sensor jarak

b Turunkan gripper, maka baca data warna box dengan

menggunakan sensor warna.

c Apakah target pencarian warna box merah di asal 1

d Bandingkan warna box dengan target merah

e Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

(36)

f Panggil prosedur jalan ke tujuan merah dari asal 1

g Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

2

h Apakah target pencarian warna box merah di asal 2

i Bandingkan warna box dengan target merah

j Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

belok kanan sampai ketemu garis hitam

k Panggil prosedur jalan ke tujuan merah dari asal 2

l Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

3

m Apakah target pencarian warna box merah di asal 3

n Angkat box dan belok kanan sampai ketemu garis hitam

o Panggil prosedur jalan ke tujuan merah dari asal 3

p Apakah target pencarian warna box hijau di asal 1

q Bandingkan warna box dengan target hijau

r Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

s Panggil prosedur jalan ke tujuan hijau dari asal 1

t Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

2

u Apakah target pencarian warna box hijau di asal 2

v Bandingkan warna box dengan target hijau

w Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

x Panggil prosedur jalan ke tujuan hijau dari asal 2

y Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

3

z Apakah target pencarian warna box hijau di asal 3

aa Angkat box dan belok kanan sampai ketemu garis hitam

(37)

37

ac Apakah target pencarian warna box biru di asal 1

ad Bandingkan warna box dengan target biru

ae Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

af Panggil prosedur jalan ke tujuan biru dari asal 1

ag Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

2

ah Apakah target pencarian warna box biru di asal 2

ai Bandingkan warna box dengan target biru

aj Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

ak Panggil prosedur jalan ke tujuan biru dari asal 2

al Jika target dengan warna box tidak sama, maka cari di asal

3

am Jika target sesuai dengan warna box, maka angkat box dan

(38)

Simpan data sensor1 dan sensor4, panggil prosedur belok kiri Apakah data sensor1 sblumnya =

0 ?

y

Mengatur posisi untuk mencari box

a=1 a

p

(39)

39

Tabel III.8. Penjelasan flowchart program pencarian box di asal

No Keterangan

a Mengatur posisi robot untuk siap mencari box di asal

selanjutnya

b Baca sensor garis, untuk mengetahui posisi robot terhadap

garis.

c

d

Jika sensor berada di persimpangan, simpan data terakhir

kiri.

e Jika semua sensor tidak bernilai nol, maka lakukan lagi

f Jika sensor 1 bernilai nol, simpan data terakhir sensor 1

dan sensor 4 kemudian panggil prosedur belok kanan.

g Jika sensor 1 tidak bernilai nol, maka lakukan lagi

h Jika sensor 4 bernilai nol, simpan data terakhir sensor 1

i

bernilai 1, berarti sensor berada pada permukaan putih. Jika

semua sensor putih, robot berada di luar jalur hitam.

j

bernilai nol.

k Jika kondisi sensor 1 sebelumnya nol, simpan data terakhir

(40)

kanan.

l

maju lurus.

m Jika kondisi sensor 1 sebelumnya tidak nol, lakukan

n

belok kiri.

o Jika data sensor 4 sebelumnya tidak nol, maka robot

berhenti.

(41)

41 Baca data sensor Garis

0 ?

y

Simpan data sensor1 dan sensor4, panggil prosedur maju lurus

t

(42)

Tabel III.9. Penjelasan flowchart program jalan menuju asal 1 dari tujuan R

No Keterangan

a Nilai simpang=0

garis.

c

d Nilai simpang ditambah 1

e Apakah nilai simpang 1 atau 3

f Jika nilai simpang 1 atau 3, simpan data terakhir sensor 1

g

Jika nilai simpang tidak 1 atau 3, simpan data terakhir

sensor 1 dan sensor 4 kemudian panggil prosedur maju

lurus.

l

m

(43)

43

n

kanan.

o

maju lurus.

q

belok kiri.

berhenti.

(44)

Simpan data sensor1 dan sensor4, panggil prosedur maju lurus

0 ?

y

t

(45)

45

Tabel III.10. Penjelasan flowchart program jalan menuju asal 1 dari tujuan G

No Keterangan

a Nilai simpang=0

garis.

c

e Apakah nilai simpang 1 atau 2

f Jika nilai simpang 1 atau 2, simpan data terakhir sensor 1

dan sensor 4 kemudian panggil prosedur maju lurus.

g

Jika nilai simpang tidak 1 atau 2, simpan data terakhir

kiri.

l

m

(46)

n

kanan.

o

maju lurus.

q

belok kiri.

berhenti.

(47)

47 Baca data sensor Garis

0 ?

y

t

(48)

Tabel III.11. Penjelasan flowchart program jalan menuju home dari tujuan G

No Keterangan

a Nilai simpang=0

garis.

c

e Apakah nilai simpang 1

f Jika nilai simpang 1, simpan data terakhir sensor 1 dan

sensor 4 kemudian panggil prosedur belok kanan.

g Jika nilai simpang tidak 1, simpan data terakhir sensor 1

l

m

(49)

49

n

kanan.

o

maju lurus.

q

belok kiri.

(50)

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

4.1 Pengujian Driver Motor L298

Pengujian driver motor untuk menggerakkan motor. Pengujian ini berlaku

untuk kedua motor ( motor kiri dan motor kanan ). Hasilnya dapat dilihat pada

tabel IV.1 berikut.

Tabel IV.1. Hasil pengujian driver motor untuk menggerakkan motor

Enable IN+ IN- Kondisi motor Keterangan

0 X X Tidak berputar Berhasil

1

0 0 Tidak berputar Berhasil

0 1 Berputar Berhasil

1 0 Berputar berlawanan arah Berhasil

1 1 Tidak berputar Berhasil

Keterangan:

a. Jika enable bernilai nol, maka berapapun inputnya motor tidak

akan berputar

b. Jika enable bernilai satu, maka kondisi motor sesuai dengan

inputan. Kondisi motor dapat terlihat pada tabel IV.1.

Pengujian putar motor dc menggunakan driver motor ini dilakukan dengan

cara memberikan inputan dari mikrokontroler ke driver motor. Untuk

menggerakkan satu motor dc dibutuhkan tiga inputan yaitu input enable, input

positif dan input negatif.

4.2 Pengujian Sensor Garis

Sensor garis yang dipakai adalah dengan memanfaatkan cahaya tampak dari

led dan phototransistor sebagai penerima. Output sensor terhubung ke input

inverting pada komparator, yang dibandingkan dengan tegangan referensi yang

(51)

51

Robot ini memiliki empat sensor garis. Sensor ini dapat menjadi input posisi

robot, yang dikendalikan dengan motor sehingga robot tidak keluar dari garis

hitam. Hasilnya dapat dilihat pada tabel IV.2 dan IV.3.

Tabel IV.2. Pengujian sensor garis di permukaan putih

Sensor Non-Inverting Inverting Output Keterangan

1 3.00 V 2,47 V High Berhasil

2 3,00 V 1,58 V High Berhasil

Tabel IV.3. Pengujian sensor garis di permukaan hitam

Sensor Non-Inverting Inverting Output Keterangan

1 3,00 V 4,37 V Low Berhasil

Keterangan:

a. Input non-inverting, merupakan tegangan referensi.

b. Input inverting, merupakan output sensor.

c. Output didapat dari membandingan tegangan output sensor

dengan tegangan referensi.

d. Keterangan merupakan hasil pengujian sensor yang telah

dibandingkan dengan ketentuan dari komparator yang dipakai.

Pengujian terhadap sensor garis, dengan cara mengukur tegangan pada

kedua input di komparator yaitu input inverting dan non-inverting sesuai dengan

ketentuan komparator dimana jika tegangan non-inverting > tegangan inverting

maka output high, sebaliknya jika tegangan non-inverting < tegangan inverting

(52)

4.3 Pengujian Warna

Pengujian terhadap warna menggunakan sensor warna yang dilakukan di

ruangan Lab. Elektronika berdasarkan jarak tertentu. Berikut ini adalah hasil

pengujian terhadap warna merah, hijau dan biru pada jarak 1 cm yang dibaca oleh

mikrokontroler.

Gambar IV.1. Data sensor warna yang terkadung dalam warna merah

(53)

53

Gambar IV.3. Data sensor warna yang terkadung dalam warna biru

Dari gambar di atas terlihat bahwa nilai dominan terhadap masing – masing

data merupakan warna dasar dari objek yang dideteksi. Data sensor ini sangat

tergantung dengan kondisi cahaya sekitar dan jarak sensor dengan objek warna.

Data pengujian warna terhadap 10 jenis warna sebagai sample dapat dilihat pada

halaman lampiran A.

4.4 Pengujian Memindahkan Box Di Track

Pengujian jalan robot dimulai dari home ke asal 1 dan selanjutnya robot

akan jalan sesuai dengan algoritma yang sudah ditentukan. Pengujian jalan robot

terhadap tugas yang harus dikerjakan terlihat pada tabel IV.4 berikut.

Tabel IV.4. Pengujian memindahkan box di track

No Pengujian Banyak

percobaan

Tingkat keberhasilan

1 Jalan Di Track Ke Asal 1 10 100%

2 Memindahkan Box Warna Merah Dari Asal 1

Ke Tujuan R 10 80%

Ke Tujuan R 10 90%

(54)

5 Memindahkan Box Warna Hijau Dari Asal 1

Ke Tujuan G 10 70%

Ke Tujuan G 10 60%

Ke Tujuan G 10 70%

8 Memindahkan Box Warna Biru Dari Asal 1

Ke Tujuan B 10 60%

Ke Tujuan B 10 50%

Rata-rata 71%

Pengujian terhadap tugas robot yang berhasil memindahkan box di track

dari 10 pengujian didapat persentase keberhasilan 71% dan faktor kegagalan

antara lain:

a. Robot keluar dari jalur hitam yang sudah ditentukan dalam perjalanan ke

asal atau dalam proses pemindahan box ke tujuan.

b. Robot gagal dalam proses pengangkatan box di asal karena jarak robot

dengan box yang terlalu jauh sehingga robot tidak dapat menjangkau

box.

c. Robot salah memindahkan box di tujuan.

Pengujian lebih lengkap terhadap masing – masing tugas robot dalam

mengangkat box berdasarkan warna dari asal ke tujuan, dapat dilihat pada

(55)

55

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Dari hasil pengujian terhadap sensor garis terbukti handal dalam mendeteksi

pembeda antara permukaan hitam atau putih. Pengujian terhadap data warna yang

dilakukan menjadi pembanding antara warna, terbukti handal dalam mendeteksi

warna dasar RGB.

Pengujian dari tugas robot yang berhasil dikerjakan didapat nilai rata-rata

keberhasilan 71%. Faktor kegagalan robot dalam memindahkan box antara lain

robot keluar dari jalur hitam yang sudah ditentukan dalam perjalanan ke asal atau

dalam proses pemindahan box ke tujuan, robot gagal dalam proses pengangkatan

box di asal karena jarak robot dengan box yang terlalu jauh sehingga robot tidak

dapat menjangkau box dan robot salah memindahkan box di tujuan.

5.2 Saran

Hasil penetilian ini masih perlu disempurnakan untuk menghasilkan robot

yang handal. Berikut adalah beberapa saran yang bisa dikembangkan antara lain,

memperbesar body robot sehingga dapat mengangkat dimensi box yang lebih

besar, sistem track robot berupa labirin dan memanfaatkan sensor jarak sebagai

sensor dinding, dan Membedakan warna tidak hanya warna dasar saja, melainkan

(56)

PERANCANGAN ROBOT PENGANGKUT BOX BERDASARKAN

PERBEDAAN WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

Disusun Oleh :

WAHYUDI 10206047

Pembimbing :

Asep Solih Awalluddin, M.Si

Agus Mulyana, M.T

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

(57)

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1. Modul basic stamp (BS2P40) ...5

Gambar II.2. Alokasi pin basic stamp ...6

Gambar II.3. Bentuk fisik phototransistor dan simbol phototransistor ...7

Gambar II.4. Bentuk fisik IC LM 393 dan simbol komparator ...7

Gambar II.5. Rangkaian komparator ...8

Gambar II.6. Motor DC ...9

Gambar II.7. IC driver motor L298 ...9

Gambar II.8. Ilustrasi prosentase PWM ...11

Gambar II.9. Baterai Ni-MH 2700 mAh ...12

Gambar II.10. GWS servo ...12

Gambar II.11. Servo standard ...13

Gambar II.12. Modul sensor warna TCS3200 ...14

Gambar II.13. Tampilan basic stamp editor ...15

Gambar II.14. Urutan bagian dari program dalam basic stamp ...16

Gambar II.15. Tampilan bagian directive ...16

Gambar II.16. Tampilan bagian deklarasi variabel ...17

Gambar II.17. Tampilan bagian program utama yang memanggil prosedur ..18

Gambar II.18. Tampilan bagian prosedur “MAJU” ...18

Gambar II.19. Hasil pemeriksaan sintaks yang sukses ...19

Gambar II.20. Tampilan jika pendownloadan sukses ...19

Gambar III.1. Diagram blok sistem ...20

Gambar III.2. Prinsip kerja sensor garis ...22

Gambar III.3. Rangkaian sensor garis ...23

Gambar III.4. Rangkaian driver motor L298N ...24

Gambar III.5. Syntax PWM ...25

Gambar III.6. Sketsa fisik dan blok fungsional TCS3200 ...26

Gambar III.7. Design gripper ...28

Gambar III.8. (a) Robot tampak depan, (b) Robot tampak samping kiri dan (c) Robot tampak samping kanan ...29

(58)

Gambar III.10. Flowchart program utama ...31

Gambar III.11. Flowchart program utama lanjutan 1 ...34

Gambar III.12. Flowchart program utama lanjutan 2 ...35

Gambar III.13. Flowchart program pencarian box di asal ...38

Gambar III.14. Flowchart program jalan robot menuju asal 1 dari tujuan R ....41

Gambar III.15. Flowchart program jalan robot menuju asal 1 dari tujuan G ....44

Gambar III.16. Flowchart program jalan robot menuju home dari tujuan B ....47

Gambar IV.1. Data sensor warna yang terkandung dalam warna merah ...52

Gambar IV.2. Data sensor warna yang terkandung dalam warna hijau ...52

(59)

iii

DAFTAR LAMPIRAN ...viii

ABSTRAK ...ix

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Maksud dan Tujuan ...2

1.3 Batasan Masalah ...2

1.4 Metodologi Penelitian ...2

1.5 Sistematika Penulisan ...3

BAB II LANDASAN TEORI ...4

2.1 Perangkat Keras (Hardware) ...4

2.1.1 Mikrokontroler Basic Stamp (BS2P40) ...4

2.1.2 Sensor Garis ...6

2.1.2.1 Phototransistor ...6

2.1.2.2 Komparator ...7

2.1.5 Penggerak Gripper ...12

2.1.6 Sensor Warna ...14

2.2 Perangkat Lunak (Software) ...14

2.2.1 Pengenalan Basic Stamp Editor ...14

2.2.2 Memprogram Basic Stamp ...16

2.2.2.1 Directive ...16

2.2.2.2 Menentukan Variabel ...17

2.2.2.3 Bagian Program Utama ...18

2.2.2.4 Bagian Prosedur ...18

2.2.2.5 Memeriksa Sintaks Program ...18

2.2.3 Menjalankan Program ...19

BAB III PERANCANGAN SISTEM ...20

3.1 Perangkat Keras (hardware) ...20

3.1.1 Mikrokontroler Basic Stamp (BS2P40) ...20

3.1.2 Sensor Garis ...22

3.1.3 Penggerak Roda ...23

3.1.3.1 Modul Penggerak Roda ...23

3.1.3.2 Pengaturan Gerak Robot Dengan Metode PWM ....25

3.1.4 Sensor Warna (TCS3200) ...26

(60)

3.1.6 Design Robot ...28

3.2 Perangkat Lunak (Software) ...29

3.2.1 Algoritma Dasar ...29

3.2.2 Algoritma Seluruh Kendali Robot ...30

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM ...50

4.1 Pengujian Driver Motor L298 ...50

4.2 Pengujian Sensor Garis ...50

4.3 Pengujian Warna ...52

4.4 Pengujian Memindahkan Box Di Track ...53

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ...55

5.1 Simpulan ...55

5.2 Saran ...55

(61)

viii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : HASIL PENGUJIAN

LAMPIRAN B : SKEMATIK RANGKAIN

LAMPIRAN C : LISTING PROGRAM

(62)

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Divisi robotika unikom. 2007. Modul Pelatihan Robot Tingkat Dasar.

Bandung

[2]. Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip – Prinsip Elektronika. Jakarta:

Salemba teknika

[3]. McComb, Gordon. 2001. The Robot Builder’s Bonanza Second Edition.

United States of America: McGraw-Hill

[4]. Mulyana, Agus. 2009. Modul Praktikum Elektronika Lanjut. Bandung

[5].

http://andrelectric.blogspot.com/2009/07/sensor-garis-denganphototransistor.html. Diakses tanggal 11 Mei 2010

[6].

http://darry.wordpress.com/2008/08/24/mikrokontroller-avr-r8c-application/. Diakses tanggal 25 Juni 2010

[7]. http://www.robotindonesia.com/article/bagianrobot1.pdf. Diakses tanggal

21 Juni 2010

[8]. http://www.shatomedia.com/2008/12/robot-avoidance/

[9].

http://www.unhas.ac.id/rhiza/arsip/grant2005/Faizal-LaporanAkhir_RG-05/BAB%205_PrototipeWahanaPenghindarRintangan.doc. Diakses tanggal

(63)

vii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1. Beberapa instruksi dasar basic stamp ...15

Tabel III.1. Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler basic stamp ...21

Tabel III.2. Tabel kebenaran untuk salah satu motor ...23

Tabel III.3. Tabel kebenaran untuk dua motor ...24

Tabel III.4. Kombinasi fungsi dari S2 dan S3 ...27

Tabel III.5. Penskalaan Output ...27

Tabel III.6. Penjelasan flowchart program utama ...32

Tabel III.7. Penjelasan flowchart program utama lanjutan ...35

Tabel III.8. Penjelasan flowchart program pencarian box di asal ...39

Tabel III.9. Penjelasan flowchart program jalan menuju asal 1 dari tujuan R ...42

Tabel III.10. Penjelasan flowchart program jalan menuju asal 1 dari tujuan G ...45

Tabel III.11. Penjelasan flowchart program jalan menuju home dari tujuan B ...48

Tabel IV.1. Hasil pengujian driver motor untuk mrnggerakkan motor ...50

Tabel IV.2. Pengujian sensor garis di permukaan putih ...51

Tabel IV.3. Pengujian sensor garis di permukaan hitam ...51