KAPAL CERDAS BERBASIS MIKROKONTROLER
AT-Mega328
SMART SHIP BASED AT-Mega328
MICROCONTROLER
Oleh:
IMAM IBNU MUKTI
0903030011
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
KAPAL CERDAS BERBASIS MIKROKONTROLER
AT-Mega328
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Purwokerto Untuk
Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program
Sarjana Teknik Bidang Teknik Elektro
Oleh:
IMAM IBNU MUKTI
0903030011
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
MOTTO
ABSTRAK
Kapal cerdas dirancang dengan menggunakan mikrokontroler AT-Mega328 sebagai pengendalinya. Kapal cerdas bekerja berdasarkan pembacaan dari sensor ping yang dipasang pada bagian depan, bagian kiri dan bagian kanan kapal. Arah gerak kapal sesuai dengan sensor yang aktif. Komponen utama kapal cerdas terdiri dari mikrokontroler AT-Mega328, sensor jarak/ping (parallax), IC L293D, baling-baling/kincir, baterai dan motor DC. Dari hasil pengujian bahwa kapal cerdas memiliki berat 710 gram dengan jarak aman kapal yaitu 25 centi meter. Pengujian kapal pada kondisi air yang tenang, kapal dapat bergerak maju secara lurus dan pada pengujian kapal pada kondisi air yang bergelombang, kapal tidak bergerak lurus tetapi agak sedikit melengkung. Kecepatan kapal yang dihasilkan tergantung dari suplay tegangan yang digunakan, kapal akan bergerak cepat ketika diberi tegangan input antara 9-11 volt dan kapal akan bergerakl ambat ketika tegangan input antara 8-5 volt.
ABSTRACT
Smart ship was designed by using microcontroller AT-Mega328 as the drive. Smart ship worked based on the ping sensory reader that was installed to the front, left, and right side of the ship. The movement direction was based on the active sensory. The main components of the smart ship were consisted on the microcontroller AT-Mega328, the sensory direction/ping (parallax), IC L293D,
ship’s screw/waterwheel, battery and DC motor. The result of the test showed that
the smart ship had weight 710 grams with the save space was 25 centimeters. The test of the ship that was done on the quite water showed that the ship could move forward, and the test of the ship that was done on the weave water showed that the ship could not move forward but little bit veered. The result of the ship speed was depended on the supply power, the ship would move fast when it was given power input among 9-11 volt and the ship would move slowly when it was given power input among 8-5 volt.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah pertama-tama kami panjatkan syukur kehadirat Allah SWT
yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga kami menyelesaikan
penulisan tugas akhir ini.
Semoga dengan adanya alat ini dapat dijadikan sebagai suatu inspirasiyang
berguna bagi kehidupan sehari-hari.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah
membantu penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini. Karena itu, penulis akan
menyampaikan ucapan terima kasih pada beberapa orang yang sangat berjasa
kepada:
1. Bapak Tito Pinandita, S.Si.,M.Kom., selaku dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
2. Bapak M. Tamam Taufiq, S.T.,M.T., selaku ketua Program Studi
Teknik Elektro. Dan selaku Dosen PembimbingI, terimakasih atas
kesediaanya meluangkan waktu dan bantuan yang takternilai dalam
memberikan saran, revisi, dan dukungannya selama menyelesaikan
studi.
3. Bapak Arif Johar Taufiq, S.T.,M.T., selaku dosen sebagai pembimbing
II yang juga sangat berperan dalam merevisi dan menyempurnakan
kalimat dalam tugas akhir ini.
4. Bapak Latiful Hayat, S.T.,M.T., dan Bapak Itmi Hidayat, K,
S.T, sebagai dosen yang sering bertemu dan berbagi ilmunya tentang
elektronika terlebih lagi dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan ibu dosen yang telah banyak memberikan ilmu dan
pengetahuannya selama dibangku perkuliahan.
6. Bapak Fadil sebagai Laboran Teknik Elektro terima kasih telah
mengijinkan penggunaan Lab.
7. Staf Tata Usaha Fakultas Teknik terima kasih atas bantuannya dan
penyampaian informasi yang berguna bagi mahasiswa.
8. Teman-teman seperjuangan Ahmad Fauzan, Bayu Aji P, dan Setiyono
yang telah memberi inspirasi serta masukan dalam Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan Tugas Akhir ini masih
banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun
selalu diharapkan demi penyempurnaan karya selanjutnya. Semoga
laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua.
Purwokerto, 12 Mei 2014
Penulis
DAFTAR ISI
1.4Maksud Dan Tujuan Penelitian ……….. 3
1.5Metode Penelitaian ……… 4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1Tinjauan Pustaka ………. 6
2.2Sistem Cerdas... 7
2.3Mikrokontroler ………. 9
2.3.1 Mikrokontroler At-Mega328……… 11
2.3.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler At-Mega328 …………. 13
2.3.3 Deskripsi Pin At-Mega328 ……..………. 14
2.3.4 Fitur At-Mega328 ………... 16
2.3.5 Arsitektur At-Mega328 ……… 17
2.4 Motor DC……… 18
2.4.1 Pengertian Motor DC………. 19
2.4.2 Prinsip Dasar Cara Kerja Motor DC……… 20
2.4.3 Prinsip Arah Putaran Motor DC………..……… 24
2.5Sensor Ultrasonik……… 27
2.6IC L293D……… 30
2.6.1 Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D ………... 30
2.6.2 Fitur Driver Motor DC IC L293D ……..………….……. 31
2.6.3 Rangkaian Aplikasi Driver IC L293D Untuk 2 Motor DC.. 32
2.7Bahasa C………... 34
2.7.1 Struktur Penulisan Bahasa C ………. 34
3.2Cara Kerja Kapal Cerdas Penghindar Rintangan ……….…… 40
3.3Perangkat Keras…… ………... 41
3.3.1 Perancangan Badan Kapal………... 41
3.3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT-Mega328……….… 42
3.3.3 Sensor Ultrasonik………. 45
3.3.4 Motor DC……… 46
3.3.5 IC L293D……… 47
3.3.6 Pemberian Input IC L293D……… 47
3.4 Perancangan Perangkat Lunak………. 50
3.4.1 Pembuatan Program……… 52
3.4.2 Cara Mengkompile Menggunakan Arduino……….. 54
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisa Secara Umum ……… 57
4.2Pengujian Sensor Ping ……..…….……… 57
4.3Pengujian IC L293D Dengan Output Motor DC……… 60
4.4Pengujian Keseluruhan Kapal……….. 60
4.4.1 Pengujian Kapal Pada Air Yang Tenang ………. 61
4.4.2 Pengujian Kapal Pada Air Yang Bergelombang ………. 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan ……….…… 63
5.2Saran ……….….. 64
Daftar Pustaka ………... 65
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perbedaan Dasar Mikrokontroler Dan Mikrokontroler………….. 10
Gambar 2.2 Konfigurasi Mikrokontroler Arsitektur Havard ………... 10
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroler At-Mega328……….. 13
Gambar 2.4 Arsitektur At-Mega328 ………... 17
Gambar 2.5 Motor DC……….……….. 20
Gambar 2.6 Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor... 20
Gambar 2.7 Medan Magnet Yang Berubah Arah...… 21
Gambar 2.8 Medan Magnet Mengelilingi Konduktor Dan Diantara Kutub.… 21 Gambar 2.9 Reaksi Garis Fluks ………. 22
Gambar 2.10 Prinsip Kerja Motor DC ……….. 23
Gambar 2.11 Bagan Mekanisme Kerja Motor Dc Magnet Permanen…………. 25
Gambar 2.12 Pemantulan Suara Pada Sensor Ultrasonik………. 28
Gambar 2.13 Sensor Ultrasonic Ping ……… 29
Gambar 2.14 Kontruksi IC L293D………. 30
Gambar 3.1 Diagram Sistem Kapal Cerdas Pengindar Rintangan... 39
Gambar 3.2 Perancangan Badan Kapal Tampak Atas…………..……….. 41
Gambar 3.3 Perancangan Badan Kapal Tampak Samping……….……….. 42
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler At-Mega328………. 43
Gambar 3.5 Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonic (Ping)………. 45
Gambar 3.6 Motor DC……….. 46
Gambar 3.7 Konfigurasi IC L293D……….… 47
Gambar 3.8 Alur Kerja Utama Sistem Kapal Cerdas Penghindar Rintangan….. 50
Gambar 3.9 Tampilan Arduino ……….……….. 53
Gambar 3.10 Tampilan Program Kapal Cerdas………. 54
Gambar 3.11tampilan Pemilihan Board Pada Arduino……… 55
Gambar 3.12 Tampilan Pemilihan Progrramer……… 55
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Port B………...………... 14
Tabel 2.2 Konfigurasi Port C………... 15
Tabel 2.3 Konfigurasi Port D………... 15
Tabel 2.4 Arah Putar Motor 1 Pada IC L293D………... 33
Tabel 2.5 ArahPutar Motor 2 Pada IC L293D………... ... 33
Tabel 3.1 Pemberian Input Untuk Gerakan Mundur Kapal Cerdas... 48
Tabel 3.2 Pemberian Input Untuk Gerakan Maju Kapal Cerdas..…... 48
Tabel 3.3 Pemberian Input Untuk Gerakan Belok Kiri Kapal Cerdas.... 49
Tabel 3.4 Pemberian Input Untuk Gerakan Belok Kanan Kapal Cerdas. 49 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Jarak Sensor Depan………....…... 58
Tabel4.2 Hasil Pengukuran Jarak Sensor Kiri……….……. 58
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Jarak Sensor Kanan………... 59
