Prorotype Sistem Kendali Otomatis Robot Mobil Untuk Parkir Pintar Menggunakan Komunikasi Nirkabel.

(1)

TUGAS AKHIR

PROTOTYPE SISTEM KENDALI OTOMATIS ROBOT

MOBIL UNTUK PARKIR PINTAR MENGGUNAKAN

KOMUNIKASI NIRKABEL

I GEDE PANDE MASTRA SEDANA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT

JIMBARAN

2016

(2)

TUGAS AKHIR

PROTOTYPE SISTEM KENDALI OTOMATIS ROBOT

MOBIL UNTUK PARKIR PINTAR MENGGUNAKAN

KOMUNIKASI NIRKABEL

I GEDE PANDE MASTRA SEDANA 1204405012

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT

JIMBARAN

2016

(3)

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir/Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : I GEDE PANDE MASTRA SEDANA

NIM : 1204405012

Tanda Tangan :

Tanggal : 20 Mei 2016

(4)

PROTOTYPE SISTEM KENDALI OTOMATIS ROBOT

MOBIL UNTUK PARKIR PINTAR MENGGUNAKAN

KOMUNIKASI NIRKABEL

Tugas Akhir Diajukan Sebagai Prasyarat

untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata 1) pada

Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana

I GEDE PANDE MASTRA SEDANA 1204405012

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT

JIMBARAN

2016

(5)

Lembar Pengesahan

Tugas Akhir ini diajukan oleh :

Nama : I Gede Pande Mastra Sedana

NIM : 1204405012

Jurusan : Teknik Elektro

Judul Skripsi : PROTOTYPE SISTEM KENDALI OTOMATIS ROBOT MOBIL

UNTUK PARKIR PINTAR MENGGUNAKAN KOMUNIKASI

NIRKABEL

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

(ST) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana

DEWAN PENGUJI

Pembimbing I : Ngurah Indra ER, ST. MSc. ( )

Pembimbing II : Ir. Linawati,M.Eng.Sc., Ph.D ( )

Penguji : Dr. Nyoman Putra Sastra, ST., MT. ( )

Penguji : Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT. ( )

Penguji : Dr. Nyoman Gunantara, ST., MT. ( )

Ditetapkan di : Denpasar

Tanggal : 27 Mei 2016

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Wayan Gede Ariastina NIP : 196904131994121001

(6)

UCAPAN TERIMAKASIH

Om Swastyastu puji syukur kehadapan Ida SangHyang Widhi Wasa/Tuhan

Yang Maha Esa, karena atas segala limpahan berkat dan Rahmat-Nya, sehingga

tugas akhir yang berjudul “Prototype Sistem Kendali Otomatis Robot Mobil Untuk Parkir Pintar Menggunakan Komunikasi Nirkabel” ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat

dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan

bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankan saya

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D. selaku ketua jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Bapak Ngurah Indra ER, ST. MSc. Selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama

penyusunan laporan.

4. Ibu Ir. Linawati,M.Eng.Sc., Ph.D Selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama

penyusunan laporan.

5. Bapak, Ibu dan keluarga terima kasih atas do’a, dukungan, serta saran-saran

yang selalu diberikan.

6. Rekan - rekan mahasiswa UKM Robotic of Technology Universitas Udayana.

7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan

dan saran yang diberikan sehingga laporan ini bisa selesai tepat pada

waktunya.

(7)

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu

segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi

kesempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata, penulis mohon maaf kepada semua pihak jika dalam pembuatan

tugas akhir ini melakukan kesalahan baik disegaja maupun tidak disengaja. Semoga

Ida SangHyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya

kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian laporan

tugas akhir ini.

Bukit Jimbaran, 20 Mei 2016

I Gede Pande Mastra Sedana

Nim: 1204405012

(8)

ABSTRAK

Teknologi robotika telah berkembang pesat untuk membantu kerja masyarakat dengan mesin sesuai kebutuhan. Sesuai tujuan dasar dari pengembangan teknologi robotika yaitu untuk membantu manusia dalam mengerjakan pekerjaan yang membutuhkan keakuratan tinggi, memiliki resiko tinggi, dan pekerjaan yang dilakukan berulang-ulang. Salah satu aplikasi teknologi robotika yang berhubungan dengan sistem kontrol adalah prototype dari sistem kendali otomatis robot mobil untuk parkir pintar menggunakan komunikasi nirkabel. Sistem ini menggunakan bluetooth HC-05 berbasis sistem kontrol ATmega32.

Bluetooth HC-05 bertindak sebagai media komunikasi nirkabel yang menghubungkan robot mobil dengan smartphone. Sistem kontrol Atmega32 pada robot mobil menerima data input melalui sensor jarak, sensor garis, tombol dan smartphone. Hasil yang telah diproses pada sistem kontrol robot mobil ditransmisikan kembali ke smartphone. Sistem kontrol pada robot mobil dapat mengendalikan driver motor sehingga motor dc berputar dan robot mobil bergerak. Motor dc merupakan bagian dari robot mobil yang memungkinkan mobil tersebut untuk bergerak dan bermanuver.

Hasil akhir yang dicapai melalui penelitian ini adalah sistem komunikasi nirkabel yang dapat mengkontrol pergerakan pada robot mobil, membaca jarak pada sisi depan robot mobil, kiri dan kanan, membaca nilai dari sensor garis robot mobil, bergerak maju, mundur, berbelok ke kiri dan kanan sesuai dengan data yang diterima sensor. Pergerakan dari robot mobil dapat diatur baik secara manual maupun otomatis.

Kata kunci : Prototype Parkir Pintar, Robot Mobil, Microcontroller ATmega32, Bluetooth HC-05

(9)

ABSTRACT

Robotics technology have evolve rapidly to assist society using machines according to the needs. The basic purpose of robotics technology development is to help or to assist human on certain task which need high accuracy, risky, or jobs with repetition. One robotics technology application that closely related to control system is prototyping of Car Robot Automatic System for Smart Parking implementing Wireless Communication.

The system used HC-05 Bluetooth based on ATmega32 microcontroller controlling system. HC-05 Bluetooth acted as wireless communication media that connect the car robots and the smartphone. ATmega32 microcontroller on the robot receive inputs from range sensor, line sensor, push button, and smartphone. The processed result of the car robot microcontroller transmit back to the smartphone, and the microcontroller on the car robot controlled the motor driver so the DC motor and the wheels on the car robot moved. DC motor is a part of the car robot which enabling them to move and maneuver.

The final result achieved in this research are wireless communication system that can control the movement of the car robot, read ranges of the front, left and right side, read the value of the line sensor, move forward, backward, turn left and right according to the sensor data. This movement by the car robot can be execute manually and also automatically.

Keywords: Smart Parking Prototype, Car Robot, Microcontroller ATmega32, Bluetooth HC-05

(10)

DAFTAR ISI

Halaman Sampul Depan ... i

Halaman Sampul Dalam ... ii

Halaman Pernyataan Orisinalitas ... iii

Halaman Persyaratan Gelar ... iv

Halaman Persetujuan Pembimbing ... v

Ucapan Terima Kasih ... vi

Halaman Abstrak Indonesia ... viii

Halaman Abstrak Inggis ... ix

Halaman Daftar Isi ... x

Halaman Daftar Tabel ... xiii

Halaman Daftar Gambar ... xvii

Halaman Daftar Arti Lambang, Singkatan, dan Istilah ... xviii

Halaman Daftar Lampiran ... xix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 State Of Art ... 4

2.2 Robot Mobil ... 5

2.3 Komponen Elektronika ... 6

2.3.1 Mikrokontroler ... 6

2.3.2 Regulator ... 10

2.3.3 LCD ((Liquid Crystal Display) ... 12

2.3.4 Sensor Jarak SRF-04 ... 13

2.3.5 Sensor Garis Photodioda ... 14

2.3.6 Bluetooth HC-05 ... 15

2.3.7 Modul Driver Motor L293D ... 17

2.4 Komponen Penggerak ... 19

2.5 Basic Compiler (Bascom) ... 20

2.6 Mit App Inventor ... 23

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 24

3.2 Sumber dan Jenis Data Penelitian ... 24

3.2.1 Sumber Data ... 24

3.2.2 Metode Pengumpulan Data ... 24

3.2.3 Jenis data ... 24

3.3 Perangkat Keras ... 25

3.4 Instrumen Penelitian (Peralatan Kerja) ... 26

3.5 Prosedur Penelitian ... 26

(11)

3.5.1 Langkah-Langkah Penelitian ... 26

3.5.2 Perangkat Lunak... 27

3.5.2.1Skema rangkaian pada Software Eagle 6.0. ... 28

3.5.2.2Layout PCB pada Diptrace ... 29

3.5.2.3Program robot mobil pada Basic Compiler AVR ... 30

3.5.2.4Membuat desain dari body menggunakan Coreldraw. ... 31

3.5.2.5Mengirim dan menerima data dari software Roboremo .... 32

3.5.2.6Konfigurasi HC-05 dengan Arduino Serial ... 33

3.5.2.7Mit App Inventor untuk membuat software ... 34

3.5.2.8Microsoft Visio untuk memodelkan ... 35

3.5.3 Perancangan Perangkat Keras ... 36

3.5.3.1Gambaran Umum Sistem Kendali Mobile Robot ... 36

3.5.3.2Perancangan Blok – Blok Perangkat Keras ... 39

3.5.3.3Perancangan Rangkaian Minimum Sistem ATMega32 ... 39

3.5.3.4Perancamgan Rangkaian Power Supply ... 41

3.5.3.5Perancangan Rangkaian LCD ... 42

3.5.3.6Perancangan Rangkaian Push Button ... 44

3.5.3.7Rangkaian Modul Driver H-Bridge ... 46

3.5.3.8Rangkaian Sensor Jarak SRF04 ... 49

3.5.3.9Rangkaian Bluetooth HC-05 ... 52

3.5.3.10Rangkaian Sensor Garis Photodioda ... 54

3.6 Ilustrasi Cara Kerja Mobile Robot Dengan Sistem Kendali Wireless ... 56

3.7 Comand dan Step ... 58

3.8 Desain Database Visual Pada Aplikasi Android ... 60

3.9 Simulasi pengujian ... 65

3.9.1 Simulasi Pengujian Robot Mobil ke-1 Pada Lintasan... 68

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Realisasi Hasil Perancangan Sistem Kendali Robot Mobil ... 72

4.2 Pengujian dan Pembahasan Perancangan Sistem Kendali Robot Mobil ... 73

4.3 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian Input Regulator ... 74

4.4 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian Lcd ... 78

4.5 Pengujian dan Pembahasan Push Button ... 81

4.6 Pengujian dan Pembahasan Sensor Srf04 ... 86

4.7 Pengintegrasian Atmega32 Dengan Sensor Garis Photodioda ... 93

4.8 Pengintegrasian Atmega32 Dengan Bluetooth Hc-05 ... 99

4.9 Pengujian Pengintegrasian Atmega32 Dengan Smartphone... 102

4.10 Pengintegrasian Atmega32 Dengan Driver Motor L293d ... 107

4.11 Keseluruhan Sistem Kendali Robot Mobil ... 114

4.11.1 Pengujian Kendali Robot Mobil Pada Smartphone ... 114

4.11.2 Pengujian Kendali Robot Mobil Pada Rute Pengujian ... 123

(12)

4.11.2.1 Simulasi Pengujian Robot Mobil ke-1 Pada Lintasan ... 126

4.12 Penggunaan Daya Keseluruhan Sistem Kendali Robot Mobil ... 139

4.13 Akurasi Posisi Sistem Kendali Robot Mobil ... 142

BAB V PENUTUP Simpulan ... 144

Saran ... 145

DAFTAR PUSTAKA ... 146

(13)

DAFTAR TABEL

2.1 Fungsi Khusus Port B ... 9

2.2 Fungsi Khusus Port C ... 9

2.2 Fungsi Khusus Port D ... 10

2.4 Interface Pin Header Modul Driver H-Bridge ... 18

2.5 Tipe Data Pada BASCOM AVR ... 22

3.1 Interface Pin Header Modul Driver H-Bridge Dengan Mikrokontroler ... 47

3,2 Menentukan Arah Putaran Motor Dc ... 47

4.1 Spesifikasi Dari Robot Mobil ... 74

4.2 Hasil Pengujian Tegangan Input Baterai... 60

4.3 Hasil Pengujian Tegangan Regulator ... 62

4.4 Hasil Pengujian LCD Display 16x2 ... 64

4.5 Hasil Pengujian Tegangan Push Button ... 68

4.6 Hasil Pengukuran Terhadap Penghalang Oleh Sensor SRF04 ... 93

4.7 Hasil Pengujian Sensor Garis Terhadap Beberapa Warna Yang Berbeda ... 78

4.8 Hasil pengujian nilai ADC sensor Garis Robot Mobil ... 99

4.9 Hasil Pengujian Hiperterminal Terhadap LCD Display Robot Mobil ... 106

4.10 Pengujian Robot Mobil Dengan Smartphone Pada Kondisi Line Of Sight ... 107

4.11 Data Dari Robot dan Perintah Program Di Dalam Robot ... 114

4.12 Fungsi Dan Penjelasan Masing-Masing Tombol ... 117

4.13 Hasil Pengujian Manual Di Lintasan Tanpa Halangan Trisna Dharmayanti .... 125

4.14 Hasil Pengujian Manual Di Lintasan Tanpa Halangan Rendi Diksa ... 126

4.15 Hasil Pengujian Robot MobilDi Lintasan percobaan 1 ... 128

(14)

DAFTAR GAMBAR

2.1 Konfigurasi Pin AVR Atmega32 ... 8

2.2 Konfigurasi Pin IC Regulator 78xx ... 11

2.3 LCD Modul Seiko M1632 ... 12

2.4 Sensor SRF04 ... 13

2.5 Proses Konversi Analog to Digital ... 15

2.6 Modul Bluetooth Hc-05... 16

2.7 Pin Out Modul Bluetooth Hc-05 ... 16

2.8 Pin Konfigurasi Ic L293d ... 18

2.9 Sinyal Pwm ... 19

2.10 Kaidah Tangan Kanan ... 20

2.11 Cara Kerja Motor Dc ... 20

2.12 Tampilan Dari Lembar Kerja Mit App Inventor ... 23

3.1 Tampilan software Eagle 6.0 ... 29

3.2 Skema rangkaian robot mobil pada software Eagle 6.0 ... 20

3.3 Software Diptrace... 30

3.4 Layout rangkaian robot mobil pada Software Diptrace ... 31

3.5 Tampilan Awal Software Basic Compiler AVR ... 31

3.6 Tampilan program pada Basic Compiler ... 32

3.7 Tampilan Awal Software CorelDraw ... 32

3.8 Tampilan Software CorelDraw Design Body Robot ... 32

3.9 Tampilan Software Roboremo ... 33

3.10 Menu yang dapat ditambahkan pada software roboremo ... 33

3.11 Arduino Software ... 34

3.12 Arduino Serial Software ... 34

3.13 Mit App Inventor Software ... 35

3.14 Mit app inventor drag-drops “blok” ... 35

3.15 Visual Blocks Programing pada Mit Appinventor ... 36

3.16 Microsoft Visio ... 36

3.17 Ilustrasi Sistem Kendali Robot Mobil ... 37

(15)

3.18 Diagram Blok Sistem Kendali Robot Mobil ... 38

3.19 Rangkaian Minimum Sistem Atmega32 ... 41

3.20 Ilustrasi rancangan regulator 7809 dan 7805 ... 42

3.21 Skema Rangkaian Regulator 7805 dan 7809 ... 42

3.22 Perancangan Rangkain Lcd dan Mikrokontroler ... 43

3.23 Ilustrasi push button saat ditekan dan tidak ditekan ... 45

3.24 Rangkaian Push Button B4 dan A5 ... 45

3.25 Interface Modul Driver H-Bridge Dengan Mikrokontroler Atmega32 ... 48

3.26 Gambar ilustrasi SRF04 ... 50

3.27 Rangkaian Interface Sensor SRF04 ... 50

3.28 Ilustras Rangkaian Bluetooth HC-05 ... 53

3.29 Bluetooth HC-05 ilustrasi ... 53

3.30 Cara Kerja Dari Rangkaian Sensor Garis Photodioda. ... 55

3.31 Skema Dari Rangkaian Sensor Garis Photodioda ... 55

3.32 Ilustrasi Cara Kerja Sistem Kendali Mobile Robot... 57

3.33 Hc-05 Terpasang Dengan Perangkat ... 58

3.34 Tampilan Web Server Mit App Inventor ... 61

3.35 Tampilan Project Name Mit App Inventor ... 61

3.36 Lembar Kerja Mit App Inventor ... 62

3.37 Ilustrasi Design Sistem Kendali Mobile Robot ... 62

3.38 Blocks Secara Keseluruhan Software Robot Mobil ... 63

3.39 Rute Atau Lintasan Simulasi Tanpa Halangan ... 66

3.40 Metode Telusur Kanan Pada Saat Menelusuri Ruangan ... 67

3.41 Metode Telusur Kiri Pada Saat Menelusuri Ruangan ... 68

3.42 Simulasi Pengujian Robot Mobil ke-1 Pada Lintasan ... 69

(16)

4.1 Pande Software Android (Bluetooth Control)... 73

4.2 Prototype Keseluruhan (Robot Mobil) ... 73

4.3 Lokasi Pengujian Tegangan pada Robot Mobil ... 75

4.4 Skema Rangkaian Regulator 7805 Dan 7809 ... 75

4.5 Pengujian Nilai Tegangan Baterai ... 76

4.6 Lokasi pengujian tegangan regulator 7809 dan regulator7805 ... 77

4.7 Pengujian Tegangan Regulator 7805 ... 77

4.8 Pengujian Tegangan Regulator 7809 ... 78

4.9 Gambar 16x2 LCD ... 79

4.10 Diagram Blok Pengujian Lcd ... 79

4.11 Tampilan Kalimat Pada Pengujian Lcd... 81

4.12 Diagram Blok Pengujian Push Button ... 82

4.13 Ilustrasi Pengujian Push Button ... 82

4.14 Tombol Push Button ... 83

4.15 Pengujian Pengukuran Tegangan Push Button Sebelum Ditekan... 85

4.16 Pengujian Pengukuran Tegangan Push Button Saat Ditekan ... 86

4.17 Ilustrasi Sensor SRF04 ... 87

4.18 Diagram Blok Pengujian Sensor SRF04 ... 87

4.19 Hasil Pengukuran Jarak Sensor SRF04 Dengan Penggaris... 92

4.20 Ilustrasi pembacaan sensor garis ... 94

4.21 Rangkaian Sensor Garis Photodiode ... 95

4.22 Hubungan Iluminasi terhadap tegangan pada Sensor Garis Photodiode ... 95

4.23 Sensor Garis Mendeteksi Warna Terang ... 97

4.24 Sensor Garis Mendeteksi Warna Gelap ... 98

4.25 Blok Diagram Bluetooth HC-05 ... 100

4.26 HC-05 terpasang dengan perangkat ... 101

4.27 Software Terminal Arduino Bluetooth Control ... 103

4.28 Data Hiperterminal “a” Dikirim Ke Robot Mobil ... 105

4.29 Data Hiperterminal “A” Dikirim Ke Robot Mobil ... 106

4.30 Diagram Blok Pengujian Logika Input Modul Driver H-Bridge ... 108

(17)

4.31 MIT App Inventor ... 115

4.32 New Project MIT App Inventor ... 115

4.33 Tampilan Kendali Robot Mobil Pada Smartphone ... 116

4.34 Gambar Blocks Untuk Software Pada Smartphone ... 118

4.35 Simulasi Pengujian Di Lintasan Tanpa Halangan ... 124

4.36 Pengujian Pertama Manual Di Lintasan Tanpa Halangan ... 125

4.37 Pengujian Kedua Manual Di Lintasan Tanpa Halangan ... 126

4.38 Simulasi Pengujian Robot Mobil Saat Parkir Di Lintasan Tanpa Halangan ... 127

4.39 Pengujian percobaan 1 ... 127

4.40 Simulasi Pengujian Robot Mobil ke-2 Pada Lintasan... 129

(18)

xviii

DAFTAR SINGKATAN

ADC = Analog Digital Converter ALU = Arithmetic Logic Unit

ASCII = American Standard Code for Information Interchange AVR = Alf and Vegard RISC

ISP = In-System Programing

IDE = Integrated Development Environment LCD = Liquid Crystal Display

MAC = Media Access Control

MIPS = Million Instruction Per-Second MISO = Master Input/Slave Output MOSI = Master Output/Slave Input PCB = Printing Circuit Board PC = Personal Computer

PID = Proportional Integral Derivative PV = Present Value

RF = Radio Frequency

PWM = Pulse Width Modulation RW = Register Write

RPM = Rotation Per-Minute RX = Receiver

RST = Reset

SCK = Serial Clock

SPI = Serial Peripheral Interface TX = Transmitter

TQFP = Thin Quad Flat Pack UAV = Unmanned Aerial Vehicle

USRAT = Universal Syncronous Asyncronous Receiver/Transmitter UART = Universal Asyncronous Receiver/Transmitter

USB = Universal Serial Bus VCC = Voltage Common Collector

(19)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Jadwal Kegiatan ... A Lampiran 2 Rincian Biaya ... B Lampiran 3 Listing Program Pada Basic Compiler (BASCOM AVR) ... C Lampiran 4 Datasheet HC-05 Bluetooth to Serial Port Module ... D Lampiran 5 Datasheet Mikrokontroler ATmega32 ... E Lampiran 6 Datasheet Ultrasonic SRF04 ... F Lampiran 7 Datasheet L293x Quadruple Half-H Driverr ... G Lampiran 8 Datasheet 7805 dan 7809 ... H Lampiran 9 Datasheet 16x2 LCD ... I Lampiran 10 Biodata Diri ... J

(20)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknologi robotika berkembang dengan sangat pesat, dimana hampir

keseluruhan kehidupan masyarakat dimudahkan dengan hadirnya mesin robot

yang dapat dipekerjakan sesuai dengan kebutuhan. Utamanya dalam industri

bidang otomotif yang dapat melakukan pengembangan aplikasi robotika. Oleh

karenanya timbul ide untuk mengembangkan teknologi terutama di bidang

robotika, yakni robot mobil nirkabel.

Perkembangan teknologi pada smartphone juga sangat pesat, dimana

berbagai aplikasi yang terdapat di dalamnya dapat diaplikasikan pada bidang

robotika, khususnya teknologi telekomunikasi nirkabel. Komunikasi nirkabel

adalah sistem komunikasi pada suatu jaringan yang menggunakan gelombang

radio sebagai media transmisi.

Robot mobil pada umumnya telah dapat dikendalikan menggunakan remote

control (RC) secara nirkabel, namun tidak dilengkapi dengan fungsi deteksi jarak

penghalang disekitarnya. Deteksi jarak terhadap penghalang merupakan fungsi

penting yang harus dimiliki untuk dapat bergerak, mengetahui adanya penghalang,

menghindari, dan bergerak ke posisi yang diinginkan. Untuk mencapai

kemampuan tersebut maka akan diintegrasikan sistem kontrol ATmega32 dengan

sensor jarak, bluetooth, sensor garis, dan motor driver pada robot mobil.

Selanjutnya akan diintegrasikan pula software pada smartphone yang digunakan

sebagai pengendali pengganti remote control biasa, yang juga berfungsi sebagai

sarana komunikasi dengan robot mobil. Smartphone dapat digunakan sebagai

sarana kendali posisi dari robot mobil untuk mencari posisi parkir dan dapat

menjadi sarana komunikasi data yang dapat dilakukan melalui smartphone

Akhirnya akan diperlihatkan bagaimana kinerja sistem parkir pintar yang

telah diintegrasikan pada robot mobil ditinjau dari akurasi posisi ketika sistem

dikendalikan secara manual maupun otomatis.

(21)

2

Robot mobil merupakan aplikasi yang dirancang agar tercipta suatu sistem

parkir pintar yang memanfaatkan sensor dengan menggunakan komunikasi

nirkabel bluetooth series HC-05 berbasis sistem kontrol ATmega32. Perangkat

bluetooth series HC-05 nantinya akan bertindak sebagai media komunikasi

nirkabel yang mengirimkan data dari smartphone sesuai dengan instruksi menuju

ke rangkaian robot mobil (transciever).

Diharapkan hasil penelitian sistem parkir pintar robot mobil dengan

memanfaatkan sensor jarak dan menggunakan komunikasi Bluetooth Series

HC-05 berbasis system kontrol ATmega32 ini, dapat digunakan untuk mengendalikan

robot mobil dalam pengambilan posisi pada tempat yang sulit dijangkau oleh mata

manusia. Pengambilan posisi ini bisa berupa posisi parkir di tempat yang sempit

pada suatu ruangan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka rumusan

permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana mengintegrasikan software pada smartphone agar dapat

dimanfaatkan untuk pengendalian dan komunikasi data sensor robot mobil?

2. Bagaimana mengintegrasikan ATmega32 dengan sensor jarak, bluetooth

HC-05, sensor garis dan motor driver pada robot mobil?

3. Bagaimana kinerja sistem parkir pintar pada robot mobil ditinjau dari

akurasi posisi ketika sistem dikendalikan manual dan otomatis?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun beberapa tujuan yang ingin dicapai penulis pada perancangan

penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat membangun komunikasi dan mengintegrasikan software Pande

Bluetooth Control untuk komunikasi nirkabel Bluetooth HC-05 dalam

mengendalikan robot mobil berbasis mikrokontroler ATmega32.

2. Mengetahui tingkat akurasi pembacaan dari sensor jarak, tingkat akurasi

(22)

3

3. Menerapkan metode untuk pergerakan robot mobil dalam menelusuri jalan.

4.

Mengetahui kinerja sistem parkir pintar pada robot mobil ditinjau dari akurasi posisi ketika sistem dikendalikan manual dan otomatis.

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat mengendalikan robot mobil dalam pengambilan posisi pada

tempat-tempat yang menjadi tujuan parkir.

2. Dapat memperkaya pengetahuan pada bidang robotika, khususnya

pengaplikasian komunikasi nirkabel bluetooth pada robot mobil dan

smartphone.

3. Memperkaya pengetahuan di bidang rancang bangun sistem kendali.

4. Dapat membuat kenyamanan berkendara menjadi lebih baik apabila sistem

diterapkan pada mobil yang sebenarnya.

1.5 Batasan Masalah

Agar permasalahan tidak berkembang menjadi luas akibat timbulnya

permasalahan baru, maka perlu dilakukan batasan permasalahan sebagai berikut:

1. Plant yang dibuat adalah rancang bangun prototype robot mobil dengan

komunikasi nirkabel.

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler AVR ATmega32.

3. Komunikasi nirkabel menggunakan bluetooth HC-05.

4. Menggunakan software Basic Compiler (Bascom) AVR untuk

pemrograman mikrokontroler AVR ATmega32.

5. Menggunakan MITapp Inventor untuk membuat aplikasi pada android.

6. Menggunakan motor DC sebagai aktuator penggerak roda.

7. Lintasan robot mobil di buat datar, persegi dengan panjang sisi 120cm.

8. Sensor garis digunakan untuk membedakan jalan yang gelap dan jalan

terang

9. Menggunakan metode menghindari rintangan sederhana untuk menelusuri

lintasan.

(23)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 State of The Art Review

Penelitian tentang robot mobil saat ini telah banyak dilakukan, terutama

yang berkaitan dengan perancangan perangkat keras serta metode pergerakan pada

robot mobil. Namun, dari penelitian tersebut belum ada yang melakukan

penelitian mengenai pengembangan pengendalian pergerakan robot mobil yang

secara mudah dapat dilakukan oleh setiap orang, karena sebagian besar robot

mobil saat ini dikendalikan dengan menggunakan remote control atau kendali

secara otomatis. Melalui penelitian mengenai prototype sistem kendali otomatis

robot mobil untuk parkir pintar menggunakan komunikasi nirkabel, diharapkan

mampu untuk mempermudah mengendalikan pergerakan dari robot mobil pada

saat menelusuri ruangan. Berikut ini beberapa referensi yang dapat dijadikan

acuan dalam menjelaskan mengenai penelitian tentang prototype sistem kendali

otomatis robot mobil.

1. Pada penelitian yang dilakukan oleh B.Ranga Raju yang di publish pada

sebuah jurnal penelitian dari Sri Vasavi Engineering College, Tadepalligudem,

India pada tahun 2014 yang berjudul “ARM7 Microcontroller based Robot

controlled by an Android mobile utilizing Bluetooth”, diperoleh bahwa dalam

penelitian ini penulis menggunakan remote control dari android yang berfungsi

untuk kendali wireless pada mobile robot sehingga memungkinkan mobile

robot mampu menerima perintah melalui android. (Raju, 2014).

2. Pada penelitian yang dilakukan oleh Ritika Pahuja yang di publish pada sebuah

jurnal penelitian dari BRCM College of Engineering & Technology, Bahal,

India pada tahun 2014 yang berjudul “Android Mobile Phone Controlled

Bluetooth Robot Using 8051 Microcontroller”, diperoleh bahwa dalam

penelitian ini penulis menggunakan bluetooth HC series sebagai receiver dan

pada smartphone digunakan Software Bluetooth RC Control yang sudah dapat

di download secara langsung di appstore yang berfungsi untuk kendali wireless

mobil robot (Pahuja, 2014).

(24)

5

2.2 Robot Mobil

Robot dalam segala bentuk dan fungsinya adalah salah satu hasil kemajuan

teknologi yang banyak membantu aktivitas manusia. Penggunaan tersebar dari

dunia militer, medis, sampai rumah tangga. Di dunia militer dan penanggulangan

bencana, fenomena ini umumnya didasari pada keinginan yang kuat untuk

mengurangi jumlah korban jiwa manusia pada berbagai tugas militer. Pada

kebutuhan industri dan rumah tangga pada umumnya penggunaan robot didorong

oleh keinginan untuk menjadikan robot sebagai pengganti pekerja manusia pada

hal-hal yang sesuai dan menuntut untuk hal tersebut. Robot mobil adalah bentuk

robot yang paling banyak digunakan pada kebutuhan rumah tangga dan bahkan

pada industri. Untuk dapat menjalankan tugasnya maka robot mobil yang

dirancang haruslah mampu melakukan hal-hal berikut:

1. Melakukan pergerakan secara autonomous/tanpa dikendalikan operator dengan

sistem navigasi yang dimilikinya.

2. Mencari atau mendeteksi obyek atau benda yang menjadi bagian dari tugasnya.

3. Melakukan tindakan terhadap obyek sesuai dengan fungsi dari robot tersebut

(Widodo, 2009).

Robot mobil adalah konstruksi 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. Robot mobil ini sangat disukai bagi orang yang mulai mempelajari

robot, hal ini karena membuat robot mobil tidak memerlukan kerja fisik yang

berat. Untuk dapat membuat sebuah robot mobil minimal diperlukan pengetahuan

tentang mikrokontroler dan sensor-sensor elektronik. Dasar dari robot mobil dapat

dengan mudah dibuat dengan menggunakan plywood/triplek, akrilik sampai

menggunakan logam (aluminium). Robot mobil dapat dibuat sebagai pengikut

garis (line follower) atau pengikut dinding (wall follower) ataupun pengikut

(25)

6

2.3 Komponen Elektronika 2.3.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor di mana didalamnya

sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainya yang

sudah saling terhubung dan terorganisai (terlamati) dengan baik oleh pabrik

pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai, sehingga kita hanya

perlu memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik pembuatnya

(Winoto, 2008). Mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengolahan data dan

pengendali bagi perangkat lain seperti sensor. Salah satu mikrokontroler yang

banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc

Processor). AVR adalah mikrokontroler dengan basis arsitektur AVR RISC

(Reduced Intrution Set Computer) 8 bit yang berdasarkan arsitektur Harvard, yang

dibuat oleh Atmel tahun 1996. Mikrokontroler AVR memiliki keunggulan

dibandingankan dengan mikrokontroler lainnya. Keunggulan mikrokontroler

AVR yaitu kecepatan dalam eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian

besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan

mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC (Complex Intruction Set

Computer) (Adrianto, 2008). Selain itu mikrokontroler AVR memiliki fitur

lengkap yaitu ADC Internal, PWM, EEPROM Internal, Port I/O, Komunikasi

Serial, I2C, timer/ counter, dan lain-lain (Ardika, 2013).

2.3.1.1 Mikrokontroller AVR ATmega32

ATmega32 merupakan jenis mikrokontroler AVR CMOS 8-bit yang

basis arsitektur AVR RISC (Reduced Intrution Set Computer). ATmega32

memiliki kelebihan yaitu mampu mencapai keluaran yang sepuluh kali lebih cepat

dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 dengan arsitektur CISC. Hal ini

karena ATmega32 mempunyai 32 register kerja dalam mikrokontroler terhubung

secara langsung pada Arithmetic Logic Unit (ALU) yang memungkinkan dua

register berbeda diakses pada satu instruksi yang dijalankan pada satu siklus

clock. ATmega32 mempunyai throughput mendekati 1 Million Instruction Per

Second (MIPS) per MHz, sehingga membuat konsumsi daya menjadi rendah

(26)

7

Programmable (ISP) Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan Serial Peripheral Inteface

(SPI) (Surya.2011). Adapun beberapa keistimewaan dari AVR ATmega32 antara

lain:

1. Mikrokontroler AVR 8 bit yang memilliki kemampuan tinggi dengan konsumsi

daya rendah.

2. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi

16MHz.

3. Memiliki kapasitas Flash memori 32 Kbyte, EEPROM 512 Byte dan SRAM 1

Kbyte.

4. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.

5. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

6. Unit interupsi dan eksternal.

7. Port USART untuk komunikasi serial.

8. Fitur peripheral

a. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan (compare)

1. Dua buah Timer/Counter 8 bit dengan Prescaler terpisah dan Mode

Compare.

2. Satu buah Timer/Counter 16 bit dengan Prescaler terpisah, Mode

Compare dan Mode Capture.

3. Real Time Counter dengan Oscillator tersendiri.

b. Empat kanal PWM

c. 8 kanal ADC

1. 8 Single-ended Channel dengan keluaran hasil konversi 8 dan 10 resolusi

(register ADCH dan ADCL).

2. 7 Diferrential Channel hanya pada kemasan Thin Quad Flat Pack

(TQFP).

3. 2 Differential Channel dengan Programmable Gain.

d. Antarmuka Serial Peripheral Interface (SPI) Bus.

e. Watchdog Timer dengan Oscillator Internal.

(27)

8

9. Non-volatile program memory (Pancev, 2014).

Berikut ini merupakan konfigurasi pin yang terdapat pada chip

mikrokontroller ATmega32:

Gambar 2.1 Konfigurasi PIN AVR ATmega32

(Sumber: datasheet ATmega32)

Konfigurasi pin ATmega32 dengan kemasan 40 pin Dual In-line

Package (DIP) dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar diatas dapat

dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega32 sebagai berikut,

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merupakan pin Ground.

3. Port A (PA0 – PA7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan

selain itu merupakan pin masukan ADC.

4. Port B (PB0 – PB7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan

(28)

9

Pin khusus Port B (PB0-PB7) yang merupakan pin input/output dua arah(full

duplex) dapat dilihat seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Fungsi khusus Port B (Sumber: datasheet ATmega32)

Pin Fungsi Khusus

PB0 XCK (USART External Clock Input/Output) T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)

PB1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB2 INT2 (External Interupt 2 Input)

AIN0 (Analaog Comparator Negative Input)

PB3 OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Macth Output) AIN1 (Analaog Comparator Negative Input)

PB4 (SPI Slave Select Input)

PB5 MOSI (SPI Bus Master Output /Slave Input)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

5. Port C (PC0 – PC7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan

selain itu merupakan pin khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2 dibawah

ini.

Tabel 2.2 Fungsi khusus Port C (Sumber: datasheet ATmega32)

Pin Fungsi Khusus

PC0 SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

PC1 SDA (Two-wire Serial BusData Input/Output Line)

PC2 TCK (Joint Test Action Group Test Clock)

6. Port D (PD0 – PD7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan

(29)

10

merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dapat dilihat seperti dapat

dilihat pada Tabel 2.3 dibawah ini.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D (Sumber: datasheet ATmega32)

Pin Fungsi Khusus

PD0 RXD (USART Input Pin)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD2 INT0 (External Interupt 0 Input)

PD3 INT1 (External Interupt 1 Input)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Macth Output)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Macth Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Macth Output)

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2, merupakan pin masukan external clock.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.

2.3.1.2 Komunikasi Serial USART

USART singkatan dari Universal Syncronous Asyncronous

Receiver/Transmiter. Pada mikrokontroler ATmega32 memiliki beberapa

kelebihan sistem USART yaitu:

1. Operasi full duplex (mempunyai register receiver dan transmitter yang

terpisah.

2. Operasi Syncronous dan Asyncronous.

3. Mendukung komunikasi multiprosesor.

4. Mode kecepatan transmisi berorde Mbps (Pancev, 2014).

2.3.2 Regulator

Regulator adalah rangkaian pembangkit tegangan yang merupakan

(30)

11

pengendali. IC Regulator atau yang sering disebut sebagai regulator tegangan

(voltage regulator) merupakan suatu komponen elektronik yang melakukan suatu

fungsi yang terpenting dan berguna dalam perangkat elektronik baik digital

maupun analog. Hal yang dilakukan oleh IC regulator ini adalah menstabilkan

tegangan yang melewati IC tersebut. Setiap IC regulator mempunyai rating

tegangannya sendiri-sendiri.

Gambar 2.2 Konfigurasi pin IC Regulator 78xx

(Sumber: datasheet IC regulator 78xx)

IC seri 78xx adalah sebuah keluarga IC regulator tegangan linier yang

bernilai tetap. IC regulator 78xx mempunyai 3 buah kaki, yaitu kaki tegangan

masukan yang biasa sering disebut Vin, kaki ground (0V) dan yang ketiga adalah

kaki tegangan keluaran atau Vout, seperti pada Gambar 2.2. Keluarga 78xx adalah

pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya

teregulasi karena mudah digunakan dan harganya relatif murah. Untuk spesifikasi

IC individual, xx digantikan dengan angka dua digit yang mengindikasikan

tegangan keluaran yang di desain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt

dan 7812 memberikan 12 volt.

Piranti ini biasanya mendukung tegangan masukan dari 3 volt diatas

tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mempu pemberi arus

listrik hingga 1.5 Amper. IC 78xx ini mempunyai beberapa keunggulan

diantaranya :

a. Seri 78xx tidak memerlukan komponen tambahan untuk meregulasi tegangan,

membuatnya mudah digunakan, ekonomis dan hemat ruang.

b. Seri 78xx memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas

tinggi dan hubung singkat, sehingga membuatnya hampir tidak dapat rusak.

Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78xx tidak

hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang

(31)

12

Pada penelitian ini digunakan dua jenis IC regulator, yakni IC regulator

7805 dan 7809. Regulator 7805 & 7809 memerlukan tegangan positif dengan tiga

terminal masing-masing terminal input, terminal output dan terminal ground.

Tegangan yang akan diregulasi diberikan pada terminal input dan ground (Anwar

dkk. 2010).

2.3.3 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD Display Module M1632buatan Seiko Instrument Inc. yaitu terdiri dari

dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil

informasi dalam bentuk huruf/angka, yang dapat menampung 16 huruf/angka di

setiap baris. Bagian kedua merupakan sistem pengontrol panel LCD, yang

berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi

M1632 dengan mikrokontroler yang memakai tampilan LCD. Dengan demikian

pemakaian LCD modul M1632 menjadi lebih sederhana. Untuk gambar LCD

dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut ini.

Gambar 2.3 LCD modul seiko M1632

(Sumber: Ardika, 2013)

Agar LCD dapat berhubungan dengan mikrokontroler, M1632 sudah

dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0...DB7) yang dipakai untuk menyalurkan

kode ASCII maupun perintah pengatur kerjanya M1632. Selain itu dilengkapi pula

dengan E, R/W dan RS seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan

mikroprosesor. Kombinasi sinyal E dan R/W merupakan sinyal standard pada

komponen buatan motorolla. Sebaliknya sinyal-sinyal dari mikrontroler

(32)

13

RS singkatan dari Register Select, yang dipakai untuk membedakan jenis

data yang dikirim ke M1632, jika RS=0 maka data yang dikirim adalah perintah

untuk mengatur kerja M1632, sebaliknya jika RS=1 maka data yang dikirim

adalah kode ASCII yang ditampilkan (Ardika, 2013).

2.3.4 Sensor Jarak SRF04

Pada penelitian ini, digunakan sensor ultrasonic dengan tipe SRF04 sebagai

pendeteksi obyek dari sisi robot mobil. SRF04 adalah sensor non-kontak

pengukur jarak menggunakan ultrasonik. Prinsip kerja sensor ini adalah

transmitter mengirimkan seberkas gelombang ultrasonik, lalu diukur waktu yang

dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari obyek. Lamanya waktu ini sebanding

dengan dua kali jarak sensor dengan obyek, sehingga jarak sensor dengan obyek

dapat ditentukan persamaan 2.1 sebagai berikut:

Jarak= Kecepatan suara x Waktu pantul

2 (2.1)

SRF04 mempunyai catu daya input sebesar 5VDC dengan arus maksimal 50

mA, jarak jangkauan mulai dari 3 cm sampai dengan 300 cm, dan frekuensi suara

yang dipergunakan adalah 40 kHz. Gambar 2.4 dibawah ini merupakan bentuk

fisik daripada sensor SRF04.

Gambar 2.4 Sensor SRF04

(Sumber: datasheet SRF04)

Sensor ini hanya memerlukan 2 pin I/O untuk berkomunikasi dengan

mikrokontroler, yaitu TRIGGER dan ECHO. Untuk mengaktifkan SRF04

mikrokontroler mengirimkan pulsa positif melalui pin TRIGGER minimal 10 μs,

(33)

14

μs hingga 18 ms, yang sebanding dengan jarak obyek. Dibandingkan dengan sensor ultrasonik lain, seperti PING, SRF04 mempunyai kemampuan yang setara,

yaitu rentang pengukuran antara 3 cm – 3 m, dan output yang sama, yaitu panjang

pulsa. Meski cara pengoperasiannya juga mirip, namun kedua sensor tersebut

berbeda jumlah pin I/O-nya, yaitu 2 untuk SRF04 dan 1 untuk PING (Yusuf,

2009).

2.3.5 Sensor Garis Photodioda

Sensor garis adalah jenis sensor yang yang berfungsi untuk mendeteksi

warna garis hitam atau putih. Sensor ini penting karena sebagai penentu arah dan

gerakan robot. Sensor pendeteksi garis yang digunakan dalam robot mobil ini

adalah berdasarkan pada prinsip pemantulan cahaya dari LED dan photodioda

sebagai penerima cahaya. Photodioda merupakan piranti semikonduktor dengan

struktur sambungan p-n yang dirancang untuk beroperasi bila dibiaskan dalam

keadaan terbalik, untuk mendeteksi cahaya. Ketika energi cahaya dengan panjang

gelombang yang benar jatuh pada sambungan photodioda, arus mengalir dalam

sirkuit eksternal. Komponen ini kemudian akan bekerja sebagai generator arus,

yang arusnya sebanding dengan intensitas cahaya itu.

Cahaya diserap di daerah penyambungan atau daerah intrinsik menimbulkan

pasangan elektron-hole yang mengalami perubahan karakteristik elektris ketika

energi cahaya melepaskan pembawa muatan dalam bahan itu, sehingga

menyebabkan berubahnya konduktivitas. Hal inilah yang menyebabkan

photodioda dapat menghasilkan tegangan/arus listrik jika terkena cahaya

(Pandiangan, 2007).

Sebuah ADC (Analog to Digital Converter) berfungsi untuk mengkodekan

tegangan sinyal analog waktu kontinu ke bentuk sederetan bit digital waktu diskrit

(34)

15

Proses konversi tersebut dapat digambarkan sebagai proses 3 langkah

seperti diilustrasikan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Proses Konversi Analog to Digital

(Sumber: anonim, 2016)

Sampling atau pencuplikan merupakan konversi suatu sinyal analog

waktu-kontinu, xa(t), menjadi sinyal waktu-diskrit bernilai kontinu, x(n), yang diperoleh

dengan mengambil “cuplikan” sinyal waktu kontinu pada saat waktu diskrit.

Kuantisasi merupakan konversi sinyal waktu-diskrit bernilai-kontinu, x(n),

menjadi sinyal waktu-diskrit bernilai-diskrit, xq(n). Nilai setiap waktu kontinu

dikuantisasi atau dinilai dengan tegangan pembanding yang terdekat. Selisih

antara cuplikan x(n) dan sinyal terkuantisasi xq(n) dinamakan error kuantisasi.

Coding atau pengkodean adalah setiap level tegangan pembanding

dikodekan ke dalam barisan bit biner. Untuk N = 3 bit, maka level tegangan

pembanding = 8 tingkatan. Kedelapan tingkatan tersebut dikodekan sebagai bit-bit

000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111.

2.3.6 Bluetooth HC-05

Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi nirkabel (tanpa kabel) yang

beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific

and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping transceiver yang

mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara

host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (Sukamto,

2011). Pada penelitian robot mobil ini, digunakan modul bluetooth HC-05 sebagai

(35)

HC-16

05 merupakan salah satu modul bluetooth yang dapat ditemukan di pasaran

dengan harga yang relatif murah. Modul bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin

konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda-beda. Gambar

modul Bluetooth HC-05 dapat dilihat pada Gambar 2.6 dibawah ini.

Gambar 2.6 Modul Bluetooth HC-05

(Sumber: datasheet HC-05)

Modul bluetooth HC-05 merupakan modul bluetooth yang bisa menjadi

slave ataupun master, hal ini dibuktikan dengan kemampuannya yang

memberikan notifikasi untuk melakukan pairing ke perangkat lain, maupun

notifikasi saat perangkat lain tersebut melakukan pairing ke modul bluetooth

HC-05. Untuk mengeset perangkat bluetooth dibutuhkan perintah-perintah AT

Command, yang mana perintah AT Command tersebut akan direspon oleh

perangkat bluetooth jika modul bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan

perangkat lain. Gambar 2.7 dibawah ini merupakan pin konfigurasi dari bluetooth

HC-05.

Gambar 2.7 Pin out Modul Bluetooth HC-05

(36)

17

Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 34 pin konektor, yang setiap pin

konektor memiliki fungsi yang berbeda-beda, namun pada penelitian ini hanya

dipergunakan 8 pin konektor saja, yakni:

1. Pin 1 UART_TX digunakan sebagai TXD (USART Output Pin)

2. Pin 2 UART_RX digunakan sebagai RXD (USART Input Pin)

3. Pin 13,21,22 digunakan sebagai vss atau gnd.

4. Pin 12 digunakan sebagai supply 3.3V dan merupakan pin yang berfungsi

sebagai masukan catu daya.

5. Pin 11 RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset bluetooth.

6. Pin 34 digunakan sebagai key untuk masuk ke dalam perintah AT command

untuk perangkat HC-05.

2.3.7 Modul Driver H-Bridge

Bridge berfungsi untuk mengatur arah putaran motor DC. Jembatan

H-Bridge terdiri dari empat saklar yang terhubung secara topologi membentuk huruf

H dan terminal motor yang terletak pada garis horizontal huruf H. IC L293D

adalah IC yang di desain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan

dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan

driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan

positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem

pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang

berdiri sendiri-sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Amper tiap driver.

Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor

DC. Modul driver H-Bridge ini dapat men-driver arus kontinyu sampai maksimal

4 Amper dan tegangannya dari 5.5 VDC s/d 36 VDC. Fungsi Pin Driver Motor

DC IC L293D adalah sebagai berikut:

1. Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima

perintah untuk menggerakan motor DC.

2. Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC.

3. Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver

(37)

18

4. Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC,

dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol driver dan

VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.

5. Pin GND (Ground) adalah jalur yang harus dihubungkan ke ground, pin GND

ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin

kecil.

Konstruksi pin driver motor DC IC L293D dapat dilihat pada Gambar 2.8

sebagai berikut.

Gambar 2.8 Pin Konfigurasi IC L293D

(Sumber: anonim, 2016)

Tabel 2.4 dibawah ini merupakan interface pin header dari driver H-Bridge.

Tabel 2.4 Interface Pin Header Modul driver H-Bridge (Sumber: datasheet H-Bridge)

No Pin Header Modul

driver H-Bridge

Mikrokontroler ATmega32

Out driver Modul driver

H-Bridge

Untuk menentukan arah putaran motor DC ditentukan melalui input yang

diberikan. Apabila MIN1 diberi data high dan MIN2 diberi data low maka motor

akan berputar ke kiri, sedangkan jika MIN1 diberi data low dan MIN2 diberi data

(38)

19

untuk mengaktifkan pin MIN1 dan MIN2, sedangkan Enable B berfungsi untuk

mengaktifkan pin MIN3 dan MIN4 .

2.3.7.1 Pulse Width Modulation (PWM)

PWM atau Pulse Width Modulation adalah salah satu jenis modulasi.

Modulasi pada PWM dilakukan dengan cara merubah lebar pulsa dari suatu pulsa

data. Total 1 periode (T) pulsa dalam PWM adalah tetap, dan data PWM pada

umumnya menggunakan perbandingan pulsa positif (Ton) terhadap total pulsa.

Dengan kata lain, sinyal PWM mempunyai gelombang frekuensi yang tetap

namun Duty-Cycle yang bervariasi antara 0%-100%. Gambar 2.9 merupakan

grafik duty-cycle dari PWM.

Gambar 2.9 Sinyal PWM

(Sumber: Pancev, 2014)

2.4 Komponen Penggerak 2.4.1 Motor DC

Motor DC adalah suatu motor penggerak yang dikemudikan dengan arus

searah (DC). Apabila kumparan jangkar dari mesin arus searah dialiri arus dan

kumparan medan diberi penguatan, maka akan timbul gaya lorentz pada setiap sisi

kumparan jangkar. Arah medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan

kanan dengan ibu jari menunjukan arah gaya putar dari arus lisrik yang mengalir

dalam sebuah kumparan jangkar yang berada dalam medan magnet, jari tengah

menunjukan arah arus listrik yang mengalir pada konduktor, dan jari telunjuk

(39)

20

Gambar 2.10 merupakan kaidah tangan kangan yang menunjukkan arah

medan magnet.

Gambar 2.10 Kaidah Tangan kanan

Dan Gambar 2.11 merupakan ilustrasi cara kerja dari motor DC.

Gambar 2.11 Cara Kerja Motor DC

Perputaran kumparan jangkar dalam medan magnet dan konduktor jangkar

yang dialiri arus menimbulkan kopel yang memotong medan magnet tersebut

sehingga pada konduktor jangkar akan timbul tegangan induksi (ggl) (Ardika,

2013).

2.5 Basic Compiler (BASCOM)

Bahasa pemprograman BASIC dikenal di seluruh dunia sebagai bahasa

pemrograman handal, cepat, mudah dan tergolong kedalam bahasa pemprograman

tingkat tinggi. Bahasa BASIC adalah salah satu bahasa pemprograman yang

(40)

21

kompatibel terhadap mikrokontroler jenis AVR dan didukung oleh compiler

software berupa BASCOM-AVR.

Setiap bahasa pemprograman mempunyai standar penulisan program.

Konstruksi dari program bahasa BASIC harus mengikuti aturan sebagai berikut:

$regfile = “header”

Dimana $regfile = “m16def.dat” merupakan pengarah preprosesor bahasa

BASIC yang memerintahkan untuk meyisipkan file lain, dalam hal ini

adalah file m16def.dat yang berisi deklarasi register dari mikrokonroler

ATmega32, pengarah preprosesor lainnya yang sering digunakan ialah sebagai

berikut:

$crystal = 12000000 ‘menggunakan crystal clock 12 MHz

$baud = 9600 ‘komunikasi serial dengan baudrate

9600

BASCOM memberikan kemudahan dalam hal komunikasi secara serial,

sehingga tidak perlu mengkonfigurasi register secara langsung. Hanya ada dua hal

yang harus dikonfigurasikan ketika menggunakan komunikasi serial dengan

BASCOM, yaitu kristal dan baud rate yang digunakan. Ada dua cara

mengkonfigurasikan komunikasi serial di dalam BASCOM, yaitu:

1. Mengatur menu Communication dengan cara masuk ke

Options>Compiler>Communication, kemudian mengisi kolom baud rate serta

kristal yang digunakan.

2. Mendeklarasikan baud rate dan kristal menggunakan Compiler Directive,

seperti berikut:

$baud = 9600

$crystal = 11059200

2.5.1 Tipe Data, Konstanta, dan Variabel

Tipe data merupakan bagian program yang paling penting karena sangat

(41)

22

menjadi lebih efisien dan efektif. Tabel 2.5 dibawah ini merupakan tipe data pada

BASCOM AVR.

Tabel 2.5 Tipe Data pada BASCOM AVR (Sumber: Wahyudin, 2007)

Tipe Data Ukuran (byte) Range

Bit 1/8 -

Byte 1 0 – 255

Integer 2 -32,768 - + 32,767

Word 2 0 – 65535

Long 4 -21

Single 4

String Hingga 254 byte

Konstanta merupakan suatu nilai dengan tipe data tertentu yang tidak dapat

diubah-ubah selama proses program berlangsung. Konstanta harus didefinisikan

terlebih dahulu di awal program. Contoh, Kp=35, Ki=15, Kd=40. Deklarasi

konstanta dalam bahasa basic di deklarasikan langsung. Contohnya: S = “Hello

world” ‘Assign string.

Variabel adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan untuk mewakili

suatu nilai tertentu di dalam proses program yang dapat diubah-ubah sesuai

dengan kebutuhan. Nama dari variabel bebas sesuai dengan yang diinginkan,

namun hal yang terpenting adalah setiap variabel diharuskan:

1. Terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama harus berupa

huruf, maksimal 32 karakter.

2. Tidak boleh mengandung spasi atau simbol-simbol khusus seperti: $, ?, %, #, !,

&, *, (, ), -, +, = dan lain sebagainya kecuali underscore.

3. Deklarasi, deklarasi sangat diperlukan bila akan menggunakan pengenal

(identifier) dalam suatu program.

Bentuk umum pendeklarasian suatu variabel adalah Dim nama_variabel AS

(42)

23

2.6 MIT App Inventor

App Inventor adalah sebuah tool untuk membuat aplikasi android yang

berbasis visual block programming. Visual block programming maksudnya adalah

dalam penggunaannya user akan melihat, menggunakan, menyusun dan

drag-drops “blok” yang merupakan simbol-simbol perintah dan fungsi event handler

tertentu dalam membuat aplikasi, dan secara sederhana bisa disebut tanpa

menuliskan kode program. Aplikasi App Inventor ini pada dasarnya adalah

aplikasi yang disediakan oleh google dan sekarang di-maintenance oleh

Massachusetts Institute of Technology (MIT). Aplikasi ini selesai dibuat pada 12

Juli 2010 dan dirilis untuk publik pada 31 Desember 2011. App Inventor sekarang

dipegang oleh MIT Centre for Mobile Learning dengan nama MIT App Inventor.

Dengan menggunakan App Inventor ini, ada beberapa aplikasi yang dapat

dibuat diantaranya yaitu:

a. Aplikasi game

b. Aplikasi edukasi

c. Aplikasi berbasis tracking lokasi

d. Aplikasi SMS

e. Aplikasi berbasis web

f. Aplikasi kompleks (Mubarok, 2015)

Gambar 2.12 dibawah ini merupakan tampilan dari lembar kerja MIT App

Inventor.

(43)

24

Untuk menggunakan aplikasi App Inventor ini, ada beberapa

langkah-langkah yang perlu diperhatikan, yaitu masuk ke website