RANCANG BANGUN PENGENDALI MOTOR SERVO
DAN PENENTU KOORDINAT PADA PETAK
PERMAINAN CATUR
(HARDWARE)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
Gilang Pratama 201110130311085
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
DAFTAR ISI 1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...1
1.3 Tujuan ...1
1.4 Batasan Masalah ...2
1.5 Metodologi ...2
1.6 Sistematika Penulisan ...3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroler ...5
2.1.1 MikroKontroler AVR ...5
2.1.2 MikroKontroler MCS-51 ...6
2.1.3 MikroKontroler ARM ...6
2.1.4 Arduino ...7
2.1.4.1 Arduino Uno ...7
2.1.4.3 Arduino Mega ...8
2.2 Motor DC ...10
2.2.1 Motor DC tipe Shunt ...14
2.2.2 Motor DC tipe Seri ...15
2.2.3 Motor DC tipe Kompon ...15
2.3 Reed Switch ...16
2.4 Sensor Optocoupler ...17
2.5 Motor Servo ...18
2.5.1 Motor Servo Standart 180o ...19
2.5.2 Motor Servo Countinuous ...20
2.5.3 Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional ...20
2.6 Dioda ...21
2.6.1 Dioda Signal ...22
2.6.2 Dioda Rectifier ...22
2.6.3 Dioda Zener ...23
2.7 Buzzer ...24
2.8 Driver Motor ...24
2.8.1 Driver Motor L298D ...26
2.8.2 Driver L293D ...27
2.8.3 Driver Motor Transistor BJT ...27
2.8.4 Driver Motor MOSFET ...28
2.9 Limit Switch ...29
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1 Board Arduino Mega 2560 ...32
3.2.1 Motor DC ...33
3.2.2 Motor Servo ...34
3.3 Sensor ...35
3.3.1 ReedSwitch ...35
3.3.2 Optocoupler ...36
3.4 Buzzer ...38
3.5 Limit Switch ...39
3.6 Perancangan Mekanik Papan Catur ...39
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Pengujian Perangkat Masukan ...42
4.1.1 Pembaca Posisi Bidak ...42
4.1.2 Optocoupler ...45
4.1.3 Limit Switch ...47
4.2. Pengujian Perangkat Keluaran ...49
4.2.1 Motor Servo ...49
4.2.2 Motor DC X dan Y ...51
4.2.3 Buzzer ...53
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...54
5.2 Saran...54
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Uno ...7
Gambar 2.2 Arduino Due ...8
Gambar 2.3 Arduino Mega 2560 ...9
Gambar 2.4 Arduino Mega 2560 ...10
Gambar 2.5 Motor DC ...11
Gambar 2.6 Medan Magnet Yang Memebawa Arus Mengeliligi Konduktor ...12
Gambar 2.7 Reaksi Pada Garis Fluks ...12
Gambar 2.8 Prinsip Kerja Motor DC ...13
Gambar 2.9 Bagian-bagian pada Motor DC ...14
Gambar 2.10 Reed Switch...15
Gambar 2.11 Reed Switch dan Magnet ...16
Gambar 2.12 Optocoupler jenis U ...17
Gambar 2.13 Optocoupler 4N25, 4N26, 4N27 4N28 ...18
Gambar 2.14 Rangkaian Optosilator 4N25 ...18
Gambar 2.15 Motor Servo...19
Gambar 2.16 Konstruksi Pada Motor Servo ...19
Gambar 2.17 Pulsa Kendali Pada Motor Servo ...20
Gambar 2.18 Dioda Diberi Bias Mundur ...21
Gambar 2.19 Dioda Diberi Bias Maju ...22
Gambar 2.20 Dioda Signal 1N4148 ...22
Gambar 2.21 Dioda Rectifier ...23
Gambar 2.22 Dioda Zenner ...23
Gambar 2.24 Rangkaian Motor DC forward dan reverse ...25
Gambar 2.25 Rangkaian Yang Menyebabkan Hubung Singkat ...26
Gambar 2.26 Driver Motor L298D ...26
Gambar 2.27 Driver Motor L293D ...27
Gambar 2.28 Driver Motor Transistor BJT ...28
Gambar 2.29 Driver Motor MOSFET ...29
Gambar 2.30 Simbol Gambar Limit Switch ...30
Gambar 2.31 Konstruksi Limit Switch ...30
Gambar 3.1 Diagram Blok Penentu Koordinat Petak Papan Catur ...31
Gambar 3.2 Arduino Mega 2560 ...33
Gambar 3.3 Motor DC dan sumbu X Y ...33
Gambar 3.4 Motor Pada X ...34
Gambar 3.5 Motor Pada Y ...34
Gambar 3.6 Pemasanagan motor servo ...34
Gambar 3.7 Motor Servo...35
Gambar 3.8 Dimensi Reed Switch ...35
Gambar 3.9 Pemasangan reedswitch pada Arduino ...36
Gambar 3.10 Reed Switch Disambungkan Dengan dioda Ln4148...36
Gambar 3.11 Optocoupler sebagau penghitung gerak motor X ...37
Gambar 3.12 Optocoupler Sebagai Penghitung gerak Motor Y ...37
Gambar 3.13 Pota bercelah optocoupler di motor Y ...37
Gambar 3.14 Pita Bercelah pada optocoupler di motor X ...38
Gambar 3.15 Perancangan Buzzer pada port Arduino ...38
Gambar 3.17 Perancangan Fisik papan catur ...40
Gambar 3.18 Bentuk Papan Catur yang Ditanamkan reedswitch ...40
Gambar 3.19 Bentuk Papan Catur yang sudah ditanamkan reedswitch ...41
Gambar 3.20 Bidak Catur dengan Magnet ...41
Gambar 4.1 Papan Catur ...42
Gambar 4.2 Diagram Blok Reed Switch, Dioda LN4148, dan Arduino ...43
Gambar 4.3 Diagram Blok Optocoupler sebagai penerima data jarak ke Arduino ...45
Gambar 4.4 Diagram Blok Limit Switch ke Arduino ...47
Gambar 4.5 Limit Switch Pada Motor Y ...48
Gambar 4.6 Limit Switch pada Motor X ...48
Gambar 4.7 Motor Belum Menerima Perintah ...49
Gambar 4.8 Setelah Motor Menerima Perintah ...49
Gambar 4.9 Diagram Blok Rangkaian Motor Servo ...50
Gambar 4.10 Motor Servo yang direkatkan dengan Magnet ...50
Gambar 4.11 Diagram Blok Rangkaian Motor DC X dan Y ...51
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Dimensi Dan Spesifikasi Motor Servo ...35
Tabel 4.1 Hasil Sensor reed switch ...44
Tabel 4.2 Penghitung Jarak Dengan Sensor Optocoupler ...45
Tabel 4.3 Pergerakan Motor Servo ...51
Tabel 4.4 Pergerakan Motor DC X dan Y Berdasarkan Pembaca Sensor Optocoupler ...52
Daftar Pustaka
[1].arduino.cc (diakses 5 Agustus 2015)
[2].Rievqi Alghoffary,. 2014Sistem Pengaturan Kecepatan Motor DC pada Alat Ektraktor Madu Menggunakan Kontroler PID.
[3].Muklas Arihutomo., 2010. Rancang Bangun Sistem Penjejak Objek
Menggunakan Metode Viola Jones Untuk Aplikasi Eyebot. Jurusan Teknik Telekomunikasi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
[4].Laksana Widya Peryoga,. Pengendali Suhu Kelembapan Ruang Ekstrasi Metode Maserasi Minyal Atsiri Melati Konroler Berbasis Arduino Mega Teknik Elektro, Universitas Brawijaya.
[5].Tomy Okta Syafri Yando,.Perancangan Sistem Keamanan Kendaraan Bermotor Dengan Menggunakan Security Key dan Sensor Kecepatan D3 Teknik
Telekomunikasi Universitas Telkom.
[6].Ribut Pujo Siswant., Alat Penghemat Energi Listrik untuk Penerangan Ruangan dengan Sensor Peka Cahaya Berbasis Mikrokontroler Universitas Gunadarma [7].JEFRY SUGIHATMOKO., 2015. Aplikasi Kontorler PID dalam Pengendalian
Suhu Inkubator Bayi Prematur Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 2560. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA
[8].Achmad Solichin, Achmad Ardiansyah., Simulasi Kendali Pintu Perlintasan dan Pemberitahuan Kedatangan Kereta Api Otomatis Menggunakan Sensor
Optocoupler dan SMS Gateway pada Stasiun Kereta Api Kebayora. Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur.
[9].Wafa Husnul.2014. Pengontrolan Motor Dc Berbasis PID Menggunakan Arduino Mega.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sedemikian pesat
telah membawa dampak yang cukup besar terhadap kehidupan manusia untuk
mempelajari dan mengembangkan ilmu pengetahuannya. Dalam teknologi,
elektronika dan komputer, keefektifan dan keefisiensi selalu menjadi acuan
agar setiap langkah dalam penggunaan dan pemanfaatan teknologi diharapkan
dapat mencapai hasil yang optimal. Agar dapat mewujudkan hal tersebut, maka
diperlukan sebuah alat komponen atau sistem yang dapat memproses suatu data
dengan cepat dan akurat. Dengan majunya pola pikir dan sumber daya manusia
sehingga benar-benar dapat mengeluarkan ide dan pikiran kreatifnya untuk
menciptakan berbagai macam perangkat kebutuhan manusia yang bertujuan
untuk memudahkan kehidupan manusia.
Jika pada saat ini permainan catur yang dimainkan pada umumnya
dengan menggunakan 1 papan catur untuk memainkannya. Dengan melihat
kondisi tersebut maka pada penelitian ini akan merancang sebuah permainan
papan catur yang dimainkan secara terpisah dengan kata lain virtual fisik
karena menggunakan 1 papan catur dan 1 orang lainnya menggunakan papan
catur pada komputer. Permainan catur ini masih menggunakan kabel Universal
Serial Bus ( USB ) sebagai penghubungnya.
Disaat pemain pertama yang menggunakan papan catur menggerakan
bidak, maka bidak yang sama akan mengikuti pergerakan pada papan catur di
tampilan komputer begitu juga sebaliknya apabila pemain catur di komputer
menggerakan bidak maka pada tampilan papan catur yang asli akan mengikuti
pergerakan pada komputer sesuai perintah. Pada penelitian yang dilakukan ini
berdasarkan penelitian yang terdahulu bahwa penentuan koordinat pada papan
catur menggunakan sumbu x y dan penggerak tangan robot memindahkan
bidak catur menggunakan motor dc ( Varun Gupta at all, 2015, Autonomous
2
1.2 Rumusan Masalah.
Berdasarkan uraian diatas masalah yang timbul dari tugas akhir ini
adalah:
1. Bagaimana membuat sensor bidak catur ?
2. Bagaimana mendeteksi posisi bidak catur pada papan ?
3. Bagaimana menampilkan bidak lawan, berdasarkan data yang di
terima ?
4. Bagaimana membuat hardware dapat berkomunikasi dengan laptop
menggunakan USB ?
5. Bagaimana membuat program minimum system Arduino ?
1.3 Tujuan.
Dalam tugas akhir ini yang ingin dicapai yaitu :
1. Membuat perancangan papan catur berbasis Arduino.
2. Merancang motor dc sensor optocoupler sebagai pengendali
koordinat pada papan catur.
3. Merancang cara kerja sensor magnet sebagai penentu letak
koordinat bidak catur.
4. Mengkonfigurasikan kerja Arduino pada program Delphi 7.
1.4 Batasan Masalah.
Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, di
butuhkan suatu batasan-batasan yang jelas, guna mengarahkan pembahasan
batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut :
1. Program menggunakan Arduino. Intergrated Development Environment
( IDE ).
2. Minimum system yang digunakan adalah Arduino.
3. Bidak diletakan pada titik tengah kotak papan catur.
4. Pada permainan ini tidak dapat mengatur hasil pertandingan dan
peraturan.
5. Jarak antara bidak 2 kali diameter alas bidak / 4x4 cm pada alas bidak
dan diameter pada bidak 2 cm.
3
1.5 Metodelogi Penelitian.
Metode pelaksanaan yang digunakan dalam menyusun tugas akhir
dengan “Rancang Bangun Pengendali Motor dc dan penentu koordinat Pada
Papan Catur : “ Hardware” sebagai berikut :
1.1.1 Kajian Literatur.
Dalam mencari studi literatur, penulis menggunakan beberapa sumber
Informasi buku, jurnal maupun media elektronik seperti internet.
1.1.2 Perancangan Dan Pengujian System.
a) Membuat perancangan papan catur berbasis Arduino.
b) Merancang motor DC sebagai pengendali koordinat pada
papan catur.
c) Merancang cara kerja sensor magnet sebagai penentu
letak koordinat bidak catur.
d) Mengkonfigurasikan kerja Arduino pada program Delphi
.
1.6 Sistematika Penulisan.
Untuk mempermudah dalam membahas tugas akhir ini maka dalam
penyusunannya penulis mmembagi pokok-pokok permasalahan kedalam lima bab
sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang permasalahan,
rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Pada bab ini dijelaskan mengenai landasan teori, rujukan, dan
metode yang digunakan sebagai dasar dan alat untuk menyelesaikan
permasalahan.
4
Pada bab ini dijelaskan tentang analisa dan perancangan perangkat
keras dengan cara merancang permainan catur menggunakan motor
dc berbasis Arduino.
BAB IV : IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada bab ini berisi hasil dari analisa dan perancangan permainan
catur menggunakan motor dc berbasis Arduino serta hasil dari
implementasi dan pengujian kerja alat.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembuatan alat
permainan catur menggunakan motor DC dengan
mengkonfigurasikan kerja arduino ke komputer.
