ROBOT PENGANTAR BARANG BERBASIS KONTROL PD (PROPOSIONAL, DEFERENSIAL) DIGITAL Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

ROBOT

KONTROL PD

Diaju

Me

PROG

FAK

UN

BOT PENGANTAR BARANG BERBAS

D (PROPOSIONAL, DEFERENSIAL)

jukan untuk Memenuhi Salah Satu Syara

emperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh:

Marselinus Rony Pujiyanto

NIM : 035114036

OGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

KULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

BASIS

L) DIGITAL

arat

ROBOT

KONTROL PD (P

Diajukan

Mem

PROGR

FAKU

UNI

i

OBOT PENGANTAR BARANG BERBASI

(PROPOSIONAL, DEFERENSIAL)

ukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh:

Marselinus Rony Pujiyanto

NIM : 035114036

OGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

KULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

NIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

SIS

L) DIGITAL

arat

DELIVERY ROBOT

D

Presented a

To

In El

ELECTRICA

SCIENC

SAN

ii

OBOT BASED ON DIGITAL PD (PROPOR

DEFFERENTIAL) CONTROL

ed as Partial Fulfillment of the Requiremen

o Obtain the Sarjana Teknik Degree

Electrical Engineering Study Program

Marselinus Rony Pujiyanto

NIM : 035114036

CAL ENGINEERING STUDY PROGR

ENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2010

OPORTIONAL,

ements

vi

Kegagalan bukanlah sesuatu yang perlu ditakuti,

melainkan suatu yang harus dijadikan guru demi kemajuan di masa depan

“DO THE BEST FOR THE FUTURE”

Skripsi ini ku persembahkan kepada :

Tuhan Yang Maha Esa

Bapak dan Mama tercinta

Saudara-saudaraku yang terbaik

Dosen-dosen yang membimbingku

viii

Dalam era globalisasi, banyak industri menggunakan robot untuk meningkatkan kinerja proses produksi, karena robot dapat menjawab tantangan mengenai efisiensi kerja.

Salah satunya yaitu robot line follower yang digunakan sebagai sarana transportasi

pengantar barang.

Pada penelitian ini, robot mengantarkan barang kelima tempat tujuan pengantaran sesuai dengan denah yang telah ditentukan. Tempat tujuan pengantaran ditentukan melalui lima buah tombol. Sistem kontrol yang digunakan robot mengikuti jalur adalah kontrol kendali PD (Proporsional, Deferensial) digital.

Robot mengantarkan barang dengan baik pada beban kurang dari 200 gram, dengan tingkat keberhasilan pengantaran barang sebesar 88,3%.

ix

In this era of globalization, many industries using robots to improve the performance of production process, because robots can answer challenge of working efficiency. One of the robots are the line follower robot which is used as a transportation tool for the load delivery.

In this research, robot deliver the load to five delivery destination in accordance with a predetermined plan. This delivery destination determined by five buttons. The control system that used by the robot to follow the track is digital PD (Proportional, Differential) control.

The line follower robot works well with less then 200 gram load, with load delivery succes rate of 88.3%.

x

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat

dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul “Robot

Pengantar Barang Berbasis Kontrol PD (Proposional Deferensial) Digital”.

Karya tulis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. Penulisan skripsi ini

didasarkan pada hasil-hasil yang penulis dapatkan selama tahap perancangan, pembuatan

dan pengujian alat.

Penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu, penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Orang tua penulis, Yohanes F.X Kardi dan W. Veronika A. yang telah memberi

dukungan kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini dalam bentuk apapun.

2. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ibu Wuri Harini, S.T., M.T. selaku kepala program studi teknik elektro dan selaku

dosen pembimbing karya tulis yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan

pikirannya untuk membimbing penulis.

4. Ibu Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T. dan bapak Pius Yozy Merucahyo, S.T.,M.T.

selaku dosen penguji saat pendadaran yang telah memberikan kritik dan saran

dalam mengerjakan karya tulis ini.

5. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T. selaku dosen penguji saat kolokium yang telah

memberikan masukan dalam penulisan karya tulis ini.

6. Saudara-saudaraku, Robert dan Rosa yang tersayang yang telah mendukung dan

memberi semangat kepada penulis.

7. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

8. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

9. Pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, kalian adalah sahabat

terbaikku.

Penulis menyadari bahwa karya tulis yang penulis buat ini masih belum sempurna,

banyak kekurangan dan kelemahannya. Oleh karena itu, kritik dan saran dari para pembaca

xii

HALAMAN SAMPUL (BAHASA INDONESIA) ... HALAMAN SAMPUL (BAHASA INGGRIS) ... HALAMAN PERSETUJUAN ... HALAMAN PENGESAHAN ... LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... MOTTO DAN PERSEMBAHAN

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .. INTISARI ... ABSTRACT ... KATA PENGANTAR ... DAFTAR ISI ... DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR TABEL ...

BAB I PENDAHULUAN ... 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 1.3 Batasan Masalah ... 1.4 Metodologi Penulisan ...

BAB II DASAR TEORI ... 2.1 Sistem Kontrol Robotik (close loop) ... 2.2 Kontrol Proporsional, Integral, dan Diferensial (PID) ... 2.2.1 Pengertian ... 2.2.2 Kontrol Proporsional (P) ... 2.2.3 Kontrol Integral (I) ... 2.2.4 Kontrol Diferensial (D) ... 2.2.5 Kontrol PID ... 2.2.6 Diskretisasi Pengendali PID ... 2.2.7 Pedoman Umum Mendesain Kontrol PID ... 2.2.8 Keterbatasan Kinerja Pengendali PID Diskrit ... 2.2.8.1 Tunda Waktu ... 2.2.8.2 Variasi Parameter Takdiketahui ... 2.3 Mikrokontroler AVR ATmega8535 ... 2.3.1 Konfigurasi Pin ATmega8535 ... 2.3.2 Interupsi ... 2.3.3 I/O Port ... 2.3.4 Timer/Counter 0 ... 2.3.5 Timer/Counter 1 ... 2.3.6 ADC (Analog to Digital Converter) ... 2.3.7 USART ...

xiii

2.5.1 Infra Red Emitting Diode(IRED) ... 2.5.2 Fototransistor ... 2.5.3 Opto Coupler ... 2.5.3.1Opto CouplerTerhalangON ... 2.5.3.2Opto CouplerTerhalangOFF ... 2.6. Pembanding ...

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ... 3.1 Blok Diagram Sistem ... 3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 3.2.1 Denah Pengantaran Barang ... 3.2.2 Mekanik Robot Pengikut Garis ... 3.2.3 Rangkaian Elektronis ... 3.2.3.1 Rangkaian Mikrokontroler ... 3.2.3.2 Rangkaian Tombol ... 3.2.3.3 Rangkaian Sensor Pemantulan Cahaya ... 3.2.3.4 Rangkaian Driver Motor DC ... 3.2.3.5 Rangkaian LED ... 3.2.3.6 Rangkaian Komunikasi Serial RS232 ... 3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 3.3.1 Program Utama ... 3.3.2 SubroutinePengujian Sensor ... 3.3.3 Subroutine ScanSensor Posisi Jalur ... 3.3.4 SubroutinePembacaan Sensor Posisi Jalur ... 3.3.5 SubroutinePengecekan Tombol ... 3.3.6 SubroutinePergerakan Robot Mengantar Barang ... 3.3.7 SubroutineKontrol PD ... 3.4 Menentukan Nilai Konstanta PID ...

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 4.1 Hasil Implementasi Robot Pengantar Barang ... 2.5.1 Hasil Konstruksi Robot Pengantar Barang ... 2.5.2 Denah Pengantaran Barang ... 4.2 Pengujian Keberhasilan Pengantaran Barang ... 4.2.1 Pengujian Tanpa Beban ... 4.2.2 Pengujian dengan Beban 200 gram ... 4.2.3 Pengujian dengan Bebas 400 gram ... 4.2.4 Pengujian dengan Beban 600 gram ... 4.2.5 Pengujian dengan Beban 800 gram ... 4.2.6 Pengujian dengan Beban 1kg ... 4.2.7 Analisa Hasil Pengujian Beban ...

xiv

4.3.2 Pengamatan Pembacaan ADC Sensor Posisi Jalur ... 4.4 Pembahasan Software ... 4.4.1 Program Utama ... 4.4.2 SubroutinePengujian Sensor ... 4.4.3 Subroutine ScanSensor Posisi Jalur ...

4.4.4 SubroutinePembacaan Sensor Pembacaan Sensor ...

4.4.5 SubroutinePengecekan Tombol ... 4.4.6 SubroutineKontrol PD ...

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 5.1 Kesimpulan ... 5.2 Saran ...

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

66 70 70 71 71 72 73 73

xv

Gambar 2.1. Kontrol robotclose loop ... Gambar 2.2. Sistem kontrol robotclose loop ... Gambar 2.3. Kontrol Proporsional (P) ... Gambar 2.4. Proporsionalbanddari kontroler proporsional ... Gambar 2.5. Kontrol Integral (I) ...

Gambar 2.6. Perubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan kesalahan ..

Gambar 2.7. Kontrol Diferensial (D) ...

Gambar 2.8. Kurva waktu hubungan input-output kontroler diferensial ...

Gambar 2.9. Blok diagram kontroler PID analog ... Gambar 2.10. Fungsi transfer kontrol PID ... Gambar 2.11. Pin ATmega8535 ... Gambar 2.12. USARTBaud Rate Register ...

Gambar 2.13. Rangkaian Ekivalen motor DC magnet permanen ...

Gambar 2.14. Prinsip kerja PWM ... Gambar 2.15. RangkaianIRED ... Gambar 2.16. Rangkaian Fototransistor ... Gambar 2.17. RangkaianOpto CouplerterhalangON... Gambar 2.18. RangkaianOpto CouplerterhalangOFF ... Gambar 2.19. Rangkaian Pembanding ... Gambar 3.1. Diagram blok perancangan ... Gambar 3.2. Denah (rute) penghantaran barang ... Gambar 3.3. Skema kontruksi robot pengantar barang ... Gambar 3.4. Rangkaian osilator ... Gambar 3.5. Rangkaianreset ... Gambar 3.6. Rangkaian tombol ... Gambar 3.7. Rangkaian LED infra merah (IRED) ... Gambar 3.8. Rangkaian fototransistor ... Gambar 3.9. Rangkaian sensor percabangan ... Gambar 3.10. Rangkaian sensor posisi jalur ... Gambar 3.11. Bentuk motor DC ... Gambar 3.12. Rangkaiandrivermotor DC ... Gambar 3.13. Rangkaian LED ... Gambar 3.14. Blok diagram antar muka PC dengan robot ... Gambar 3.15. Rangkaian antar muka serial ... Gambar 3.16. Flowchartprogram utama ... Gambar 3.17. Flowchart Subroutinepengujian sensor ... Gambar 3.18. Flowchart Subroutine scansensor posisi jalur ...

Gambar 3.19. Ilustrasi posisi sensor terhadap lebar garis sebesar 1,5cm ...

Gambar 3.20. Grafik keluaran sensor terhadap posisi garis ... Gambar 3.21. Flowchart subroutinepembacaan sensor ...

Gambar 3.22. (lanjutan)Flowchart subroutinepembacaan sensor ...

xvi

Gambar 3.25. Flowchart subroutinekontrol PD ... Gambar 3.26. Blok diagram antar muka PC dengan robot ...

Gambar 3.27. Arah gerak robot dan control kecepatan antar kedua motor DC

Gambar 4.1. Robot pengantar barang berbasis control PD (Proposional,

Diferensial) digital ... Gambar 4.2. Denah pengantaran barang ...

Gambar 4.3. Ilustrasi kesalahan robot mendeteksi percabangan ...

Gambar 4.4. Posisi awal robot dan ilustrasi posisi sensor ...

Gambar 4.5. Ilustrasi kegagalan robot dalam melakukan proses perputaran

1800... Gambar 4.6. Ilustrasi pergerakan robot berbelok ke kanan ... Gambar 4.7. Peletakan sensor robot ...

Gambar 4.8. Penampilanhyper-terminalhasil pembacaan sensor ...

Gambar 4.9. Pengujian sensor robot terhadap garis ... Gambar 4.10. Hasil pembacaan robot terhadap garis ... Gambar 4.11. Program utama ... Gambar 4.12. Penampilan LED A ... Gambar 4.13. Subroutinepengujian sensor ... Gambar 4.14. Subroutine scansensor posisi jalur ...

Gambar 4.15. Subroutinepembacaan sensor pembacaan sensor ...

Gambar 4.16. Subroutinepengecekan tombol ... Gambar 4.17. Subroutinekontrol PD ...

52 53 53

56 57 59 59

xvii

Tabel 2.1. Macam-macam sumber interupsi pada AVR ATmega 8535 ... Tabel 2.2. Konfigurasi setting untuk Port I/O ... Tabel 2.3. Pengaturan Baud Rate ... Tabel 3.1. Pengunaanportpada mikrokontroler ... Tabel 3.2. Konfigurasi nilai biner pilihan tombol ... Tabel 3.3. Konfigurasi bit selector sensor posisi jalur ... Tabel 3.4. Konfigurasi arah putar motor kanan ... Tabel 3.5. Konfigurasi arah putar motor kiri ... Tabel 3.6. Konfigurasi bit selector LED ... Tabel 3.7. Inisialiasi dan nilai awal port I/O ... Tabel 3.8. Tabel mode operasi tiap fitur ... Tabel 3.9. Hasil pengolahan pembacaan sensor posisi jalur ... Tabel 3.10. Tindakan robot pada titik percabangan ... Tabel 3.11. Tabel arah gerak robot dan nilaiduty cycle ... Tabel 3.12. Tabel nilaiduty cycleuntuk pergerakan robot maju ... Tabel 3.13. Tabel nilaiduty cycleuntuk pergerakan robot ke kanan ... Tabel 3.14. Tabel nilaiduty cycleuntuk pergerakan robot ke kiri ... Tabel 4.1. Hasil pengujian tanpa beban ... Tabel 4.2. Persentase keberhasilan dan kegagalan pengantaran barang (tanpa

beban) ... Tabel 4.3. Hasil pengujian dengan beban 200 gram ... Tabel 4.4. Persentase keberhasilan dan kegagalan mengantar beban 200 gram Tabel 4.5. Hasil pengujian dengan beban 400 gram ... Tabel 4.6. Persentase keberhasilan dan kegagalan mengantar beban 400 gram Tabel 4.7. Hasil pengujian dengan beban 600 gram ... Tabel 4.8. Persentase keberhasilan dan kegagalan mengantar beban 600 gram Tabel 4.9. Hasil pengujian dengan beban 800 gram ... Tabel 4.10. Persentase keberhasilan dan kegagalan mengantar beban 800 gram . Tabel 4.11. Hasil pengujian dengan beban 1 kg ... Tabel 4.12. Persentase keberhasilan dan kegagalan mengantar beban 1 kg ... Tabel 4.13. Persentase keberhasilan untuk tiap beban yang diuji ... Tabel 4.14. Karakteristik sensor pemantul cahaya ... Tabel 4.15. Jarak sensor posisi jalur ... Tabel 4.16. Hasil pembacaan robot terhadap garis ... Tabel 4.17. Tegangan yang terukur pada PIND0 ...

1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah

Dalam era globalisasi, banyak industri-industri yang telah berkembang dengan

pesat. Industri banyak menggunakan robot sebagai kinerja proses produksi, karena robot

dapat menjawab tantangan mengenai efisiensi kerja.

Robot banyak jenisnya sesuai dengan peranan kinerja yang dibutuhkan, misalnya

seperti robot pengikut garis atauline followeryaitu robot yang dapat mengikuti garis. Garis

sebagai jalur yang diikuti oleh robot dapat berwarna hitam di atas permukaan putih atau

sebaliknya garis bewarna putih di atas permukaan hitam. Robot ini dapat digunakan

sebagai sarana transportasi pangantar barang yang memiliki jalur khusus, misalnya grobak

surat pada kantor pos, grobak barang di pelabuhan, grobak pengantar pesanan makanan di

rumah makan, dan sebagainya.

Meskipun jenis robot beragam, robot mempunyai kesamaan tujuan yaitu dapat

cepat dan tepat dalam bekerja, sehingga sistem kontrol yang baik diperlukan untuk dapat

menunjang efisiensi kerja robot tersebut. Salah satu kontrol yang populer didunia industri

yaitu kontrol PID (Proporsional, Integral, Deferensial), karena PID memiliki algoritma

yang sederhana dan dapat memberikan performa kontrol yang baik [1]. Salah satu

kombinasi kontrol dari PID yaitu kontrol PD (Proporsional, Deferensial).

Berdasarkan isyarat yang dikendalikan, kontrol PD dapat dikatagorikan dalam dua

macam, yaitu PD sistem kendali kontinyu dan PD sistem kendali diskret atau yang dikenal

dengan PD digital. Pada umumnya sumber isyarat adalah kontinyu, sehingga pada mulanya

sistem kendali yang banyak digunakan adalah kontinyu mengingat harganya yang relatif

lebih murah. Tetapi sesuai dengan perkembangan jaman, pengendali kontinyu mulai

ditinggalkan karena memiliki sifat-sifat tidak praktis yaitu mengubah jenis pengendali

harus memodifikasi secara fisis, sehingga di dunia industri sekarang banyak menggunakan

sistem kendali diskret[2]. Walaupun terdapat perbedaan antara PD sistem kendali kontinyu

dan PD sistem kendali diskret, tapi dalam mendesain keduanya memiliki kesamaan hal

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan yang akan dicapai dalam perancangan ini adalah menghasilkan suatu alat

sebagai sarana pengantar barang. Manfaat yang diharapkan adalah dapat membantu user

dalam mengantarkan barang untuk menciptakan efisiensi kerja.

1.3.

Batasan Masalah

Perangkat yang akan dirancang mempunyai batasan-batasan sebagai berikut:

a. Garis lintasan berwarna hitam danbackgroundlintasan berwarna putih.

b. Lebar garis/jalur sebesar 1,5 cm.

c. Tidak terdapat halangan pada lintasan robot.

d. Barang yang diantar mempunyai berat maksimal sebesar 1kg.

e. Denah/rute pengantaran barang telah ditentukan.

f. Peletakan dan pengambilan barang secaramanualolehuser.

g. Menggunakan lima tombol sebagai penentu tujuan pengantaran barang.

h. Kontrol robot terhadap garis mengunakan kontrol PD (Proporsional, Deferensial).

i. Pendeteksi lintasan robot menggunakan sebelas pasang sensor pemantul cahaya

(infra merah dan fototransistor).

j. Menggunakan dua buah motor DC sebagai pengerak robot.

k. Menggunakan enam LED sebagai indikator tujuan pengantaran barang danerror.

l. Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler ATmega8535.

m. Pengaturan kecepatan motor menggunakan metode PWM (Pulse Width

Modulation).

1.4.

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :

a. Mencari informasi dan mempelajari literatur tentang permasalahan yang ada, cara

kerja dan sekaligus cara-cara merencanakan dalam membuat peralatan tersebut.

b. Perancangan perangkat keras meliputi kontruksi robot, rangkaian elektronis

peletakan posisi sensor, dan pemasangan motor.

c. Perancang perangkat lunak yang meliputi pergerakan robot sesuai dengan rute

pengantaran, pembacaan sensor, sistem kendali PD, pegendali gerakan dan

d. Pengujian dan pengambilan data percobaan dari kinerja sistem secara keseluruhan.

Teknik pengambilan data dilakukan dengan menguji kemampuan robot dalam

mengantarkan barang sesuai dengan parameter PD yang di pilih, barang yang

diantarkan mempunyai berat bervariasi.

e. Menganalisa hasil pengujian dan membuat kesimpulan. Analisa dilakukan dengan

mengamati pergerakan robot dalam mengantarkan barang dan waktu yang

4

DASAR TEORI

2.1. Sistem Kontrol Robotik (

close loop

)

Kontrol robot close loop dapat dinyatakan seperti pada Gambar 2.1, jika hasil

gerak aktual telah sama dengan referensi makainputkontroler akan nol. Artinya kontroler

tidak lagi memberikan sinyal aktuasi kepada robot karena target akhir perintah gerak telah

diperoleh. Makin kecilerror terhitung maka makin kecil pula sinyal pengemudi kontroler

terhadap robot, sampai akhirnya mencapai kondisi tenang (steady state) [3].

Gambar 2.1. Kontrol robotclose loop[3]

Referensi gerak dan gerak aktual dapat berupa posisi (biasanya didefinisikan

melalui kedudukan ujung lengan terakhir/end of effector), kecepatan, akselerasi atau

gabungan diantaranya. Kontrol bersifat konvergen jika dalam rentang waktu pengontrolan

nilai error menuju nol, dan keadaan dikatakan stabil jika setelah konvergen kontroler

mampu menjaga agar error selalu nol. Dua pengertian dasar yaitu konvergen dan stabil,

sangat penting dalam kontrol close loop. Stabil dan konvergen diukur dari sifat

referensinya. Posisi akhir dianggap konvergen bila makin lama gerakan makin perlahan

dan akhirnya diam pada posisi yang dikehendaki referensi, dan dikatakan stabil jika posisi

diam ini dapat dipertahankan dalam masa-masa berikutnya. Jika referensinya adalah

kecepatan maka disebut stabil jika pada keadaan tenang kecepatan akhirnya adalah sama

dengan referansi (atau mendekati) dan kontroler mampu menjaga kesamaan ini pada

masa-masa berikutnya. Dalam hal kecepatan, keadaan tenang yang dimaksud adalah bukan

berartioutput kontroler bernilai nol (tegangan 0 volt) seperti keadaan sesungguhnya pada

kontrol posisi, namun kontroler tidak lagi memberikan penguatan (amplify) atau

2.2. Kontrol Proporsional, Integral, dan Diferensial (PID)

2.2.1. Pengertian

Kontrol robot close loop pada Gambar 2.1, jika digambar ulang dalam bentuk

pernyataan standar sistem kontrol seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2 [3]. Dalam

gambar, r adalah input, e adalah error, u adalah sinyal output kontroler, G(s) adalah

kontroler PID, H(s) adalah dinamik robot,yadalahoutputsistem.

Gambar 2.2. Sistem Kontrol robotclose loop[3]

2.2.2. Kontrol Proporsional (P)

Kontroler proporsional memiliki keluaran yang sebanding/proporsional dengan

besarnya sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan dengan harga aktualnya)

[4]. Secara lebih sederhana dapat dikatakan, bahwa keluaran kontroler proporsional

merupakan perkalian antara konstanta proporsional dengan masukannya.

Secara matematis, kontroler adalah kontrol P (proporsional) jika G(s) =k, dengank

adalah konstanta. Jikauhasil dari perkalian antara G(s) dengane, maka

= × (2.1)

dengan Kp adalah konstanta proporsional. Kp berlaku sebagai gain (penguat) saja tanpa

memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Dengan demikian Gambar 2.2 dapat

dinyatakan ulang seperti yang di perlihatkan Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Kontrol Proporsional (P) [4]

Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang

tidak dinamik. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana cukup

mampu untuk mencapai konvergensi meskipun error keadaan tenangnya (steady state

Gambar 2.4 menunjukkan grafik hubungan antara PB (proporsional band),

keluaran kontroler dan kesalahan yang merupakan masukan kontroler. Ketika Kp

bertambah semakin tinggi, pita proporsional menunjukkan penurunan yang semakin kecil,

sehingga lingkup kerja yang dikuatkan akan semakin sempit.

Gambar 2.4. Proporsional band dari kontroler proporsional [4]

Ciri-ciri kontroler proporsional harus diperhatikan ketika kontroler tersebut

diterapkan pada suatu sistem. Secara eksperimen, pengguna kontroler proporsional harus

memperhatikan ketentuan-ketentuan berikut ini [4]:

a. Apabila nilaiKpkecil, kontroler proporsional hanya mampu melakukan koreksi

kesalahan yang kecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat.

b. Jika nilai Kp dinaikkan, respon sistem menunjukkan semakin cepat mencapai

keadaan mantapnya.

c. Namun jika nilaiKp diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan

mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil, atau respon sistem akan berosilasi.

2.2.3. Kontrol Intergral (I)

Jika G(s) adalah kontrol I (Integral) makaudapat dinyatakan sebagai berikut,

( ) = ∫ ( ) × (2.2)

= × (2.3)

Jika e(t) mendekati

sehingga diharapkan dapat

maka efek kontrol I ini sem

berikut,

G(s) = Ki/ S

Kontrol I dapat mem

tepat dapat menyebabkan re

menyebabkan ketidakstabi

menyebabkanoutputberosi

Secara lengkap, pen

ditunjukkan oleh Gambar

perubahan keluaran kontrol

integrator berubah menjadi

mengakibatkan laju keluara

Gambar 2.6. Perubaha

ati konstanta (bukan nol) maka u(t) akan me

pat memperbaiki error, dan sebaliknya jika

emakin kecil. Dari persamaan 1.2, G(s) dapat di

emperbaiki respon steady state, namun pemil

respon transien (transient response) yang tinggi

bilan sistem. Pemilihan KI yang sangat ti

osilasi. Diagram kontrol I dapat diilustrasikan se

Gambar 2.5. Kontrol Integral (I) [4]

engaruh perubahan konstanta integral terhadap

bar 2.6. Ketika sinyal kesalahan berlipat gand

kontroler berubah menjadi dua kali dari semula. J

njadi lebih besar, sinyal kesalahan yang r

ran menjadi besar.

ubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan ke

menjadi sangat besar

ka e(t) mendekati nol

pat dinyatakan sebagai

(2.4)

ilihan KI yang tidak

tinggi sehingga dapat

tinggi justru dapat

sebagai berikut

dap keluaran integral

nda, maka nilai laju

. Jika nilai konstanta

relatif kecil dapat

Kontroler integral mempunyai beberapa karakteristik berikut ini [4]:

a. Keluaran kontroler membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga kontroler

integral cenderung memperlambat respon.

b. Ketika sinyal kesalahan berharga nol, keluaran kontroler akan bertahan pada

nilai sebelumnya.

c. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukkan kenaikan

atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilaiKi.

d. Konstanta integral Ki yang berharga besar akan mempercepat hilangnya offset.

Tetapi semakin besar nilai konstantaKi akan mengakibatkan peningkatan osilasi

dari sinyal keluaran kontroler.

2.2.4. Kontrol Diferensial (D)

Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D (diferensial) dapat dinyatakan

sebagai berikut,

( ) = × ∆

∆ (2.5)

= × (2.6)

dengan Kd adalah konstanta diferensial dan TD adalah konstanta waktu diferensial,

sehingga G(s) untuk kontrol diferensial dapat dinyatakan,

( )

( ) = ( ) = × (2.7)

Dari persamaan (2.5), nampak bahwa sifat dari kontrol D ini bermain dalam

konteks “kecepatan” atau rate dari error. Dengan sifat ini, maka dapat digunakan untuk

memprediksi error yang akan terjadi. Umpan balik yang diberikan adalah sebanding

dengan kecepatan perubahane(t) sehingga kontroler dapat mengantisipasi erroryang akan

terjadi. Dalam blok diagram dapat dinyatakan sebagai berikut.

Gambar 2.7. Kontrol Diferensial (D) [4]

Gambar 2.8 menyatakan hubungan antara sinyal masukan dengan sinyal keluaran

mengalami perubahan. Jika sinyal masukan mengalami perubahan mendadak, keluaran

menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika sinyal masukan berubah secara perlahan

(fungsi ramp), keluarannya justru merupakan fungsi step yang besar magnitudenya sangat

dipengaruhi oleh kecepatan naik dari fungsi ramp dan faktor konstanta.

Gambar 2.8. Kurva waktu hubunganinput-outputkontroler diferensial [4]

2.2.5. Kontrol PID

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing kontroler P, I dan D dapat

saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi kontroler

proporsional , integral dan diferensial (kontroler PID). Elemen-elemen kontroler P, I dan D

masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem,

menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar [4]. Gambar 2.9

menunjukkan blok diagram kontroler PID analog.

Gambar 2.9. Blok diagram kontroler PID analog [4]

Dari Gambar 2.9 maka persamaan matematis kontrol PID adalah

dengan memasukan persamaan 2.3 dan 2.6 ke persamaan 2.8, maka diperoleh

( ) = ( × ) + × ∫ ( ) + × ( ) (2.9)

sehingga fungsi transfer dari kontrol PID akan tampak sebagai berikut

( )

( ) = + + ( × ) (2.10)

Gambar 2.10. Fungsi transfer kontrol PID [3]

2.2.6. Diskretisasi Pengendali PID

Pengendali pada sistem digital harus didiskretkan agar dapat diemplementasikan

dengan komputer. Dengan diberikan interval pencuplikan yang cukup pendek, derivatif

waktu dapat didekati dengan perbedaan antara interval tersebut, dan integral didekati

dengan penjumlahan antar interval.

Periode pencuplikan (n) diasumsikan konstan dan variasi isyarat selama interval

pencuplikan diabaikan. Kesalahan (error) dihitung pada masing-masing interval sebagai

berikut

( ) = − ( ) (2.11)

dengane(n) adalah nilaierror sekarang,radalah nilai set point(SP) dan y(n) merupakan

outputsistem sekarang.

Persamaan 2.9 adalah persamaan dalam domain waktu. Untuk memudahkan

penulisan dalam program, maka persamaan 2.9 dikonversikan ke dalam bentuk diskret,

dengan menggunakan finite differential orde pertama yang direpresentasikan dalam

persamaan berikut [5]

( )

= ( ) ( ) ; = × (2.12)

dengan memasukan persamaan 2.12 dan 2.13 ke persamaan 2.9, maka diperolehudalam

bentuk diskret yaitu

( ) = ( × ( )) + ( × ∑ ( )) + ( × ( ( )− ( −1))) (2.14)

dengan

= ×

= ×

=

= ×

apabila

( ) = ( −1) + ( ) (2.15)

Maka persamaan kontroler PID dalam bentuk diskrit adalah sebagai berikut

( ) = × ( ) + × ( ) + ( × ( ( )− ( −1))) (2.16)

denganu(n)adalah output sekarang, KPadalah konstanta proporsional,KIadalah konstanta

integral (bentuk diskrit), KD adalah konstanta diferensial (bentuk diskrit), S(n) adalah

jumlah error sekarang,S(n-1)adalah jumlah error sebelumnya, e(n)adalah error sekarang,

e(n-1)adalah error sebelumnya, danTSadalah waktu pencuplikan (time sampling).

2.2.7. Pendoman Umum Mendesain Kontrol PID

Ketika mendesain kontrol PID, jika metode-metode penalaan parameter kontrol

PID disebelumnya tidak bisa diterapkan pada sistem, dapat dilakukan beberapa langkah

untuk mendapatkan respon yang diinginkan, sebagai berikut:

1. Lakukan aksi proporsional saja, dengan cara:

a. Hilangkan pengaruh I dan D.

b. Mulailah dengan Kp kecil, kemudian diperbesar, sehingga diperoleh grafik

yang stabil.

2. Jika langkah 1 di atas terdapat offset, hilangkan offsetnya dengan menambahTI.

a. Hilangkan pengaruh D.

b. Mulailah dengan TI yang besar, kemudian dikurangi sehingga diperoleh

grafik yang stabil dan tidak ada offset.

3. Jika hasil keluaran langkah 2 lambat, percepat responnya dengan menambah D

a. Aktifkan D.

b. Mulailah dengan TD rendah, kemudian diperbesar sampai diperoleh respon

yang diinginkan.

2.2.8. Keterbatasan Kinerja Pengendali PID Diskrit 2.2.8.1. Tunda Waktu

Tunda waktu sering terjadi dalam industri proses karena adanya keterlambatan

jarak, recycle loop, atau dead timekarena analisis komposisi. Tunda waktu menyebabkan

informasi dari perubahan perubah proses sesungguhnya datang lebih lambat dari yang

diperlukan oleh pengendali. Hal ini menyebabkan keterbatasan kinerja sistem kendali dan

dapat menuju ketakstabilan sistem [2].

2.2.8.2. Variasi Parameter Takdiketahui

Sistem kontrol PID hanya dapat bekerja baik untuk sistemH(s) yang cenderung

linier dalam fungsi waktu. Artinya, persamaan dinamik dari model H(s) relatif tidak

berubah selama rentang waktu pengontrolan. Padahal kenyataannya, tidak ada sistem rill

yang benar-benar linier. Bahkan hampir semua fenomena kontrol mulai dari skala kecil,

misalnya kontrol motor DC, hingga skala besar, misalnya kontrol pesawat terbang tanpa

awak, jika dilakukan pemodelan secara rinci dan lengkap adalah sangat tidak linier

(nonlinear). Motor selalu bermasalah dengan friksi pada poros, gearbox, perubahan

karakteristik karena temperature,dll. Pesawat di udara selalu berhadapan dengan tekanan

udara yang berubah-rubah, angin, hujan, dan sebagainya.

Untuk kontrol klasik ini, yang dapat dilakukan olehengineerhanyalah melakukan

pendekatan atau asumsi model sistem secara linier dengan mengabaikan faktor-faktor

tidak linier yang dianggap terlalu sulit untuk dimodelkan secara matematik. SehinggaKp,

KIdanKDyang dipilih (tuned) adalah yang dianggap paling tepat (optimum) untuk kondisi

ideal model yang dirancang [2].

2.3. Mikrokontroler AVR ATmega8535

Mikrokontroler yang digunakan untuk penelitian ini adalah AVR ATmega8535. Seri

ATmega8535 dipilih karena mikrokontroler ini memiliki beberapa fasilitas yang mampu

menangani kontrol robot pengantar barang dan cukup cepat dalam melaksanakan instruksi

program flash sebesar 8Kbyte (ISP), memori SRAM 512 byte, serial I/O dengan mode

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver an Transmiter), ADC internal

dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8channel(package PDIP),3 buahTimer/Counter, 2 buah

Timer/Counterdengan kemampuan pembandingan (PWM mode), dan tegangan kerja yang

kecil (4,5 – 5,5 Volt) [6].

2.3.1. Konfigurasi Pin ATmega8535

Konfigurasi pin ATmega8535 (package PDIP) dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan konfigurasipinATmega8535 sebagai berikut:

a. VCC merupakanpinyang berfungsi sebagaipinmasukan catu daya.

b. GND merupakanpin ground.

c. Port A (PA0-PA7) sebagai pin I/O dua arah dan sebagai input analog ke digital

(A/D converter).

d. Port B (PB0- PB7) sebagaipin I/O dua arah danpindengan fungsi khusus, seperti

timer/counter, komparator dan SPI.

e. Port C (PC0- PC7) sebagaipinI/O dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti

TWI (Two-Wire serial Interface), komparator dantimer oscillator.

f. Port D (PD0- PD7) sebagaipinI/O dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti

interupsi, komparator dan komunikasi serial.

g. XTAL1 sebagaiinput oscillator.

h. XTAL2 sebagaioutput oscillator.

i. RESET merupakan pinmasukan interupsiresetmikrokontroler.

j. AVCC merupakanpinmasukan tegangan untuk ADC.

k. AREF merupakanpinmasukan tegangan referensi ADC.

2.3.2. Interupsi

Vektor interupsi adalah alamat awal dimana interupsi berada. ATmega8535

memiliki 21 sumber interupsi yang berbeda. Daftar lengkap vektor inteupsi pada Tabel 2.1

dan juga menunjukan prioritas interupsi.

Interupsi adalah kondisi yang membuat CPU berhenti dari rutinitas yang sedang

dikerjakan (rutin utama) untuk mengerjakan rutin lain (rutin interupsi). Pada dasarnya ada

dua tipe interupsi [7] yaitu:

a. Tipe pertama, interupsi tang di trigger oleh kejadian yang menyebabkan suatu

flag-status menjadi set. Program counter menunjuk ke vektor interupsi yang

bersangkutan untk mengeksekusi rutin program interupsi, dan kemudian

hardwaremengclear flag-status interupsi yang bersangkutan.

b. Tipe kedua, interupsi ditrigger selama kondisi interupsi ada. Interupsi ini tidak

membutuhkan flag-status interupsi. Jika interupsi hilang sebelum interupsi di

enable, interupsi tidak akan ditrigger.

2.3.3. I/O Port

Port I/O pada mikrokontroler ATmega8535 dapat difungsikan sebagai input

ataupun output dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai

input ataupun output, perlu dilakukan penyetingan pada DDR dan Port. Berikut tabel

pengaturan port I/O.

Tabel 2.2. Konfigurasisettinguntuk Port I/O [8]

DDR bit = 1 DDR bit = 0 Port bit = 1 Output High Input pull-up

Port bit = 0 Output Low Input floating

2.3.4. Timer/Counter0

Timer/Counter0merupakan modul 8 bitTimer/Counteryang multi fungsi, deskripsi

untukTimer/Counter0pada ATmega8535 adalah sebagai berikut[8]:

a. counter1 kanal.

b. Timerdisetnol saatmatch compare(autoreload).

c. Pembangkit gelombang PWM denganglitch-free.

d. Pembangkit frekuensi.

e. Prescaler10 bit.

f. Interupsi timer yang disebabkantimer overflowdanmatch compare(TOV0 dan

OCF0).

Dalam penerapan pengunaan Timer/Counter0, diperlukan inisialisasi terlebih

dahulu.Registeryang berhubungan denganTimer/Counter0 dalam pengaturan timer, yaitu

register TCCR0 (Timer/Counter Control Register 0) merupakan register pengatur

pemilihan sumberclockdanmodeoperasi,registerTIMSK (Timer/Counter Interrupt Mask

Register) merupakan register pengatur interupsi timer, dan register TIFR (Timer/Counter

Interrupt Flag Register) merupakan register indikator hasil efek dari triger interupsi

Timer/Counter0.Persamaan untuk frekuensiTimer/Counter0(fCLK_T0) adalah:

_ = (2.17)

dengan fOSCadalah kristal yang digunakan (Hz) dan N merupakan faktor prescaler atau

2.3.5. Timer/Counter1

Timer/Counter1 adalah 16-bit Timer/Counter yang memungkinkan program

pewaktuan lebih akurat. Berbagai fitur dariTimer/Counter1 adalah:

a. Desain 16 bit (memungkinkan untuk menghasilkan16 bit PWM).

b. Dua buahcompareunit.

c. Dua buahregisterpembanding.

d. Satu buahinput captureunit.

e. Timer di-nol-kan saatmatch compare(auto reload).

f. Dapat menghasilkan gelombang PWM denganglitch-free.

g. Periode PWM yang dapat diubah-ubah.

h. Pembangkit frekuensi.

i. Empat buah sumber interupsi (TOV1, OCF1A, OCF1B, dan ICF1).

Register-register yang digunakan pada Timer/Counter, yaitu register TCCR1A

(Timer/Counter control register 1A), register TCCR1B (Timer/Counter control register

1B), register TCNT1 (Timer/Counter1), register OCR1A (Output compare register A),

registerOCR1B (Output compare register B), dan ICR1 (input capture register) semuanya

adalah register tersusun atas 16 bit. Dalam penerapan diperlukan pemilihan mode operasi

dan sumber clock dengan mengantur konfigurasi bit TCCR1A/B. Selain register tersebut

diperlukan juga pengaturan pada register TIMSK dan TIFR, seperti halnya

Timer/Counter0. Ketika Timer/Counter1 dioperasikan dengan mode phase correct PWM,

persamaan untuk frekuensiPWM(fPWM) adalah

= _ _(2.18)

denganTOPmerupakan nilai maksimumcounter.

2.3.6. ADC (Analog to Digital Converter)

ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC

internal dengan ketelitian 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat

dikonfigurasi, baik sebagai single ended inputmaupun differential input. Selain itu, ADC

ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan

maupun filter derau yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan

kebutuhan dari ADC itu sendiri.

Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuanclock, tegangan referensi, format

ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register) meliputi pengaturan tegangan referensi,

format data, dan pilihan saluran pembacaan ADC, register ADCSRA (ADC Control and

Status Register A) meliputi mode operasidan pengaturanclockADC, dan SFIOR (Special

Function I/O Register) merupakan register pengatur picu eksternal operasi ADC. Untuk

hasil kalkulasi, ADC dapat diperoleh dengan rumus berikut:

= (2 −1) (2.18)

dengan Vin adalah masukan analog ADC, Vref adalah nilai referensi ADC dan n

merupakan resolusi ADC.

2.3.7. USART

Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmiter

(USART) adalah alat komunikasi serial yang sangat fleksibel. Terdapat beberapa register

yang berhubungan dengan komunikasi serial, berikut register yang

mengontrol/berhubungan dengan USART.

a. USART I/O DataRegister(UDR).

Register sebenarnya secara fisik mempunyai dua bagian terpisah yang

berbagi alamat yang sama. Ketika menulis ke register UDR maka USART

Transmit Data Register yang ditulis. Ketika membaca register UDR, USART

Receive Data Register yang dibaca. Untuk 5, 6, atau 7 bit karakter maka bit atas

sisanya tidak digunakan dan akan diabaikan oleh transmiter dan di-setting ke ‘0’

olehreceiver.

Transmit buffer hanya dapat ditulis ketika flag UDRE dalam register

UCSRA set jika tidak maka akan diabaikan oleh USART transmiter. Ketika data

ditulis ketransmiter bufferdantransmiterdi-enable, makatransmiterakan dikirim

ketransmit shift registerketika shift register kosong. Kemudian data akan dikirim

secara serial padapinTXD.

b. USARTControl and Status RegisterA (UCSRA).

Register UCSRA berisi beberapa bit sebagai indikator yang diperlukan

dalam komunikasi serial. Indikator tersebut antara lain USART Receive complete,

USART Transmit Complete, USART Data Register Empty, Framing Error, dan

Data Over Run.

Register ini berisi beberapa bit untuk mengaktifkan atau menonaktifkan

transmiter dan receiver. Selain itu, bersama UCSRC juga melakukan pengaturan

jumlah karakter.

d. USARTControl and Status Register C(UCSRC).

Register ini digunakan untuk pengaturan mode operasi sinkron atau

asinkron,parity,stop bit, dan ukuran karakter.

e. USARTBaud Rate Register(UBRRH,UBRRL).

Pada register ini bit 15-12 tidak digunakan. Bit yang lain disebut dengan

baud rate registeryang merupakanregister12bit. UBRRH mengandung empat bit

(MSB) dan UBRRL mengandung delapanbit(LSB).

Gambar 2.12. USARTBaud Rate Register(UBRRH,UBRRL)

Pengisian register tersebut akan menentukan besarnya baud rate yang

digunakan. Pada Tabel 2.3 ditunjukkan contoh pengaturan baud ratepada register

UBRR.

2.4.

Motor DC Magnet Permanen

Motor DC (direct current) adalah peralatan elektromekanik dasar yang berfungsi

untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Rangkaian ekivalen dari sebuah

motor DC magnet permanen dapat ditunjukkan seperti Gambar 2.13. Dalam gambar, Va

adalah tegangan armatur,Vb adalah tegangan induksi balik (emf, electro motive force), Ia

adalah arus motor,R adalah resistansi armatur, L adalah induktansi lilitan armature, τ

adalah torsi motor, ω adalah kecepatan putar motor, dan θ adalah sudut putaran poros

motor.

Gambar 2.13. Rangkaian ekivalen motor DC magnet permanen [3]

Persamaan teganganVaadalah

= x + x + xω (2.19)

dengan adalah konstanta yang diukur dari teganagan yang dihasilkan oleh motor ketika

berputar setiap satuan kecepatan (Volt.det/rad). Magnitud dan polaritas adalah fungsi

dari kecepatan angular, ω dan arah putar poros motor. Persamaan 2.19 dikenal sebagai

persamaan DC, motor secara umum. Dalam domain waktu dapat dituliskan,

( ) = x ( )+ x ( ) + ( ) (2.20)

dengan

= x ( ) (2.21)

dan persamaan umum torsioutputmotor, yaitu

( ) = x ( ) (2.22)

dengan adalah konstanta proporsional torsi motor.

Mengontrol kecepatan motor menggunakan saklar penghubung antara catu daya

dengan motor, waktu saklar ditutup atau dibuka berbeda-beda yang bertujuan untuk

pulse-width modulation, seperti yang diilustarikan pada Gambar 2.14. V adalah tegangan

catu daya yang diberikan ke motor dant adalah waktu. Kecepatan motor DC dapat diatur

dengan mengubah rasiopulse-width :

ℎ = × 100% (2.23)

Gambar 2.14. Prinsip kerjaPWM[3]

2.5.

Sensor Pemantul Cahaya (

reflective sensor

)

Sensor pematulan cahaya (reflective sensor) terdiri dari dua buah sensor optis

yaitu sensor fototransistor berfungsi sebagai sensor penerima pamantulan cahaya dan

sumber cahaya menggunakan infer merah/Infra Red Emitting Diode(IRED).

2.5.1. Infra Red Emitting Diode(IRED)

Infra Red Emitting Diode (IRED) adalah salah satu jenis LED (Light Emitting

Diode). IRED mempunyai karakteristik yang sama dengan LED, hanya saja cahaya yang

dipancarkan berbeda. LED memancarkan cahaya tampak, sedangkan IRED sesuai dengan

namanya memancarkan infra merah yang tak tampak oleh mata manusia. Rangakaian

IREDdapat dilihat pada Gambar 2.15.

Gambar 2.15. RangkaianIRED

R1

D1 IR LED

Dengan melihat Gambar 2.15, R1 adalah resistor diperlukan, VCC adalah Tegangan

masukan, Vd adalah tegangan maju IRED, Id adalah arus yang dibutuhkan IRED.

Persamaan teganganVCCadalah

= ( × ) + (2.24)

dari persamaan 2.25, maka dapat dicari nilaiR1dengan persamaan

= (2.25)

2.5.2. Fototransistor

Fototransistor merupakan transistor yang peka terhadap cahaya pada kaki basisnya.

Transistor ini mempunyai kaki basis untuk menangkap sinar, sedangkan kaki yang tampak

yaitu kaki kolektor dan kaki emiter.

Sinar yang masuk ke basis akan memicu terjadinya arus basis. Ketika ada energi

berupa cahaya yang masuk, maka elektron-elektron padahold di daerah basis akan keluar

sehingga menjadi elektron bebas yang akan mengalir menuju emiter, sehingga

fototransistor menjadi aktif. Ketika fototransistor aktif, maka arus pada kolektor sebanding

dengan intensitas cahaya. Semakin besar intensits cahaya yang masuk ke daerah basis,

maka energi untuk membebaskan elektron dari dalam hold akan semakin besar sehingga

terjadi aliran elektron dari basis menuju emiter. Semakin besar arus basis (IB) maka

semakin besar pula arus kolektor (IB) yang mengalir.

Gambar 2.16. Rangkaian Fototransistor

Berdasarkan Gambar 2.16, saat fototransistor aktif maka tegangan output (Vout),

sebagai berikut

= × (2.26)

Sedangkan untuk menentukan nilai hambatan (RC) dapat menggunakan persamaan berikut

= (2.28)

2.5.3. Opto Coupler

Opto coupler merupakan gabungan komponen dari infra merah (IRED) dengan

fototransistor, infra merah digunakan sebagai sumber cahaya untuk fototransistor. Dalam

rangkaian perlu ditambahkan resistor yang berfungsi sebagai pengaman IRED dan

fototransistor, dari arus masukan yang besar melebihi arus maksimum pada IRED dan

fototransistor.

2.5.3.1. Opto CouplerTerhalangON

Opto coupler terhalang ON yaitu pada saat sumber cahaya ke fototransistor

tehalang maka tegangan keluaran (Vout) mendekati nilai tegangan masukan (VCC).

Tegangan keluaran diambil di kaki kolektor seperti yang diperlihatkan Gambar 2.17 yaitu

rangkaianOpto couplerterhalangON.

Gambar 2.17. RangkaianOpto coupler terhalangON

2.5.3.2. Opto CouplerTerhalangOFF

Opto coupler terhalang OFF yaitu pada saat sumber cahaya ke fototransistor

tehalang maka tegangan keluaran (VO) mendekati nilai nol. Tegangan keluaran diambil di

kaki emitter.

2.6.

Pembanding

Penguat operasional (Op-Amp) sebagai pembanding merupakan penguat DC yang

digunakan dalam penerapan frekuensi rendah. Penguat opersional sebagai pembanding

mempunyai dua terminal masukan (tak membalik dan membalik) dan satu tegangan

keluaran. Bila tegangan tak membalik lebih besar daripada tegangan membalik,

pembanding menghasilkan tegangan keluar yang tinggi. Bila masukan tak membalik lebih

kecil daripada masukan membalik, keluarannya rendah.

Rangkaian penguat opersional sebagai pembanding dapat digambarkan seperti pada

Gambar 2.19.

Gambar 2.19. Rangkaian Pembanding

Prinsip dasar dari rangkaian pembanding yaitu tegangan keluaran akan sama

dengan Vcc apabila tegangan masukan Vin lebih besar daripada tegangan referensi Vref,

dan sebaliknya apabilaVinlebih kecil dariVrefmaka tegangan keluaran akan sama dengan

ground.

0 Vcc

+

-LM324

3 2

1

4

1

1

Vref

1

3

2

24

RANCANGAN PENELITIAN

3.1.

Blok Diagram Sistem

Robot pengantar barang terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian perangkat keras

dan bagian perangkat lunak. Bagian perangkat lunak merupakan program yang disimpan di

dalam mikrokontroler sedangkan bagian perangkat keras meliputi kontruksi robot,

mikrokontroler, driver motor, RS232 cable, sensor pemantul cahaya, LED, tombol dan

denah (rute) pengantaran barang.

Robot ini akan berkerja apabilauser telah menentukan tujuan pengantaran barang.

Terdapat lima tempat pengantaran barang yang telah ditentukan (Gambar 3.2), pemilihan

tujuan pengantaran barang ditentukan olehuser melalui lima tombol. Barang yang diantar

mempunyai bobot maksimal sebesar 1 kg dan peletakan atau pengambilan barang pada

robot dilakukan secaramanualoleh user. Posisi awal robot berada pada tempat A, setelah

robot menerima masukan tujuan pengantaran dari user maka robot akan berkerja. Ketika

robot telah sampai pada tujuan pengantaran atau selesai mengantar barang, robot akan

kembali menunggu masukan tujuan pengantaran berikutnya dengan posisi awal robot

berikutnya berada pada tempat tujuan sebelumnya.

Gambar 3.1. Diagram blok perancangan

Diagram blok dari robot pengantar barang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

dua masukan yaitu tombol dan sensor pemantul cahaya. Dari kedua masukan tersebut,

mikrokontroler menghasilkan pergerakan robot melalui pengaturan kecepatan motor DC

dan menyalakan LED sebagai indikator. Cara kerja dari setiap blok pada diagram

perancangan secara lengkap sebagai berikut:

a. 5 tombol sebagai masukan mikrokontroler yang berfungsi menentukan lima

tempat tujuan pengarang barang.

b. 8 sensor pemantul cahaya (delapan fototransistor dan delapaninfrared) sebagai

sensor posisi jalur yang befungsi pendeteksi posisi robot terhadap jalur.

Keluaran sensor posisi jalur dilakukan pembacaan secara analog. Hasil keluaran

sensor posisi jalur agar dapat dibaca oleh mikrokontroler maka diperlukan

konversi ke sinyal digital dengan perangkat ADC (Analog to Digital

Converter). Mikrokontroler ATmega8535 (package PDIP) telah memiliki

fasilitas delapanchannel ADC, sehingga tidak perlu membuat rangkaian ADC

diluar mikrokontroler. Hasil pembacaan sensor posisi jalur oleh mikrokontroler

sebagai masukan kontrol PD digital, keluaran dari kontrol PD menentukan

kecepatan motor DC kanan dan kiri melalui pengaturan PWM keduanya untuk

mempertahan robot tetap berada di tengah jalur.

c. 3 sensor pemantul cahaya (tiga fototransistor dan tiga infrared) sensor

percabangan yang berfungsi pendeteksi percabangan. Keluaran dari sensor

percabangan dilakukan pembacaan secara digital (hanya logika 0 dan 1) melalui

pembanding. Hasil pembacaan sensor pecabangan oleh mikrokontroler, saat

mendeteksi percabangan memberikan interupsi agar robot berputar 90okekanan

atau kekiri (sesuai dengan denah jalur tujuan pengantaran), atau robot berputar

180o(saat telah mencapai tujuan).

d. 6 buah LED berfungsi sebagai indikator, yaitu lima LED sebagai indikator

tempat sesuai dengan masukan tombol dan satu LED sebagai indikator error

jika robot keluar dari jalur.

e. Robot mengunakan 2 buah motor DC, kecepatan motor DC berdasarkan

pengaturan PWM. Keluaran dari mikrokontroler sangat kecil maka sebelum ke

3.2.

Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Denah Pengantaran Barang

Denah atau rute pengantaran barang berupa jalur/garis hitam di atas permukaan

berwarna putih. Lebar garis tidak lebih dari 1,5 cm. Jalur dapat dibuat menggunakan spidol

atau selotip bewarna hitam di atas permukaan mendatar bewarna putih. Denah pengantaran

barang dapat dilihat pada Gambar 3.5. Jarak antara A dengan percabangan P1 sejauh 100

Cm, jarak antar tempat B, C, D, dan E terhadapat titik percabangan terdekat sejauh 50 Cm,

dan jarak antara titik percabangan P1 kepercabangan P2 sejauh 50 Cm. Cabang St1, St2,

St3, St4, dan St5 sebagai indikasi posisi tempat.

Gambar 3.2. Denah (rute) pengantaran barang

3.2.2. Mekanik Robot Pengikut Garis

Kontruksi robot pengantar barang yang dibuat mempunyai bentuk seperti mobil

mainan mini. Robot memiliki empat buah roda, dua roda digerakkan oleh satu motor dc

yang letaknya berada disamping badan robot (roda kanan dan roda kiri). Motor DC untuk

roda kanan dan roda kiri adalah sama/satu jenis, pemasangan motor DC ke roda (roda

kanan dan roda kiri) menggunakan roda gigi (gear box). Penempatan roda dan motor DC

dapat dilihat pada Gambar 3.3, yang juga menunjukkan peletakan sensor dan mekanik

(a). Tampak samping kanan robot.

(b). Tampak bawah robot.

Gambar 3.3. Skema kontruksi robot pengantar barang

3.2.3. Rangkaian Elektronis

3.2.3.1. Rangkaian Mikrokontroler

Perancangan ini menggunakan mikrokontroler AVR ATmega8535 (package PDIP)

produksi ATMEL, karena mikrokontroler ATmega8535 mempunyai fitur-fitur yang

mempermudah dalam pembuatan robot pengantar barang. Beberapa fitur yang mendukung

perancangan ini antara lain mempunyai delapan channels ADC internal dengan ketelitian

10 bit, empatchannelsPWM, performa yang tinggi (rentang kecepatan dari 0-16Mhz), dan

Tabel 3.1. Pengunaanportpada mikrokontroler

Port Fungsi Keterangan

PA.0 (ADC0) Pembacaan sensor posisi jalur ke-1 Input

PA.1 (ADC1) Pembacaan sensor posisi jalur ke-2 Input

PA.2 (ADC2) Pembacaan sensor posisi jalur ke-3 Input

PA.3 (ADC3) Pembacaan sensor posisi jalur ke-4 Input

PA.4 (ADC4) Pembacaan sensor posisi jalur ke-5 Input

PA.5(ADC5) Pembacaan sensor posisi jalur ke-6 Input

PA.6(ADC6) Pembacaan sensor posisi jalur ke-7 Input

PA.7(ADC7) Pembacaan sensor posisi jalur ke-8 Input

PC.0 Selektorinfraredsensor posisi jalur bit ke-0 Output

PC.1 Selektorinfraredsensor posisi jalur bit ke-1 Output

PC.2 Selektorinfraredsensor posisi jalur bit ke-2 Output

PC.3 Selektorinfraredsensor posisi jalur bit ke-3 Output

PC.4 Selektor LED indikator bit ke-0 Output

PC.5 Selektor LED indikator bit ke-1 Output

PC.6 Selektor LED indikator bit ke-2 Output

PD.0 (RXD) Menerima data serial Input

PD.1 (TXD) Mengirim data serial Output

PD.2 Selektorinfraredsensor pecabangan sisi

kanan dan kiri Output

PD.3 Selektorinfraredsensor pecabangan posisi

tengah Output

PD.4 (OC1B) PWM motor kanan Output

PD.5 (OC1A) PWM motor kiri Output

PD.6 Selektor arah putar motor kanan Output

PD.7 Selektor arah putar motor kiri Output

PB.0 Pembacaan sensor percabangan sisi kanan Input

PB.1 Pembacaan sensor percabangan sisi kiri Input

PB.2 Pembacaan sensor percabangan sisi tengah Input

PB.3 Pembacaan Tombol bit ke-0 Input

PB.4 Pembacaan Tombol bit ke-1 Input

PB.5 Pembacaan Tombol bit ke-2 Input

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki empat port yang dapat dipakai untuk input

ataupun output. Portyang dipakai untuk peralatan ini dapat dilihat pada Tabel 3.1. Selain

Perancangan koneksi-koneksi mikrokontroler dengan perangkat yang lain, Mikrokontroler

juga membutuhkan adanya osilator dan rangkaian reset yang digunakan untuk men-set

kembali mikrokontroler ke keadaan semula.

a. Rangkaian osilator mikrokontroler ATmega8535.

Setiap mikrokontroler perlukan sumberclockuntuk dapat bekerja. Pada

perancangan ini menggunakan sumber clock osilator (fOSC) kristal sebesar 8

Kapasitor keramik C1 dan C2 harus selalu diberi nilai yang sama, untuk

pengunaan kristal sebesar 8 Mhz nilai C1 dan C2 mempunyai rentang

12pF-22pF [6]. Pada perancangan ini nilai C1 dan C2 tetapkan sebesar 12pF-22pF.

Gambar 3.4. Rangkaian osilator[6]

b. Rangkaianreset.

Fungsi tombol ini adalah untuk melakukan reset secara manual ketika

program sudah berjalan. Mikrokontroler direset pada transisi tegangan tinggi

(VCC) saat mengeksekusi program. Oleh karena itu pada pin reset diberi

resistor yang terhubung ke VCC dan kapasitor yang terhubung ke ground untuk

menjaga pin reset dalam keadaan logika tinggi pada saat pengisian kapasitor.

Rangkaianresetdapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Rangkaianreset[8]

Ketika tombolresetditekan terjadi pengosongan kapasitor sehingga pin

resetberlogika tinggi. Saat tombol dilepas, aliran arus ke resistor akan terhenti

dan tegangan pada pinreset akan turun menjadi nol, sehingga logika pada pin

resetini berubah menjadi nol dan prosesresetselesai. Setelah kondisi pinreset

kembali ke logika rendah, mikrokontroler akan mulai menjalankan program

3.2.3.2. Rangkaian Tombol

Pada piranti tombol alat ini yang digunakan adalah tombol yang bersifat

momentary, dimana saat tombol ditekan maka kondisinya terhubung dan sebaliknya

kondisinya terputus saat tombol dilepas atau tidak ditekan. Tombol tersebut dihubungkan

menjadi satu pertanahan (Common ground), ketika tombol di tekan maka akan

memberikan keluaran logika 0 dan saat tidak ditekan memberikan logika 1.

Gambar 3.6. Rangkaian tombol

Gambar 3.6 memperlihatkan rangkaian yang dirancang, keluaran tombol

terhubung IC 74LS148 sebelum masuk ke mikrokontroler. IC 74LS148 merupakan

perangkat 8 line to 3 line priority encoders, perangkat ini selalu diaktifkan maka pin EI

(Enable Input) diberi masukan ground (logika 0). Selain tombol juga terdapat resistansi

sebesar 10kΩ, resistansi tersebut sebagai resistor pull-up yang berfungsi untuk

menyatakan masukanpinIN3-IN7 bernilai logika 1 saat tombol tidak ditekan. Keluaran IC

74LS148 akan dibaca mikrokontroler sebagai tujuan pengantaran barang. Berdasarkan

tabel kebenaran IC 74LS148 (lihat datasheet 74LS148) saat tombol A ditekan maka

keluran IC 74LS148 adalah 000b, secara lengkap nilai biner dari tiap-tiap pilihan tombol

dapat dilihat pada tabel 3.2.

Tabel 3.2. Konfigurasi nilai biner pilihan tombol

Pilihan tombol yang ditekan Nilai biner

PB.5 PB.4 PB.3

A 0 0 0

B 0 0 1

C 0 1 0

D 0 1 1

3.2.3.3. Rangkaian Sensor Pemantulan Cahaya

Sensor pematulan cahaya (photo-reflectors) terdiri dari dua buah sensor optis yaitu

sensor fototransistor berfungsi sebagai sensor penerima pamantulan cahaya dan sumber

cahaya menggunakan infra merah. Gambar 3.7 memperlihatkan rangkaian LED infra

merah.

Gambar 3.7. Rangkaian LED infra merah (IRED).

Dengan arus maju LED infra merah yaitu 20mA (dari datasheet) diperoleh

tegangan maju LED infra merah sekitar 1,3 volt. Nilai resistorR1 yang digunakan sebagai

pembatas arus dengan (VCC) keluaran dari regulator sebesar 5V, nilai R1 dapat dihitung

sebagai berikut:

= −

= 5−1,3 20. 10

= 3,7 20. 10 = 185Ω

resistorR1ditentukan sesuai dengan yang ada di pasaran, yaituR1= 220Ω.

Cahaya infra merah yang masuk ke fototransistor dianggap sebagai arus basis.

Adanya arus basis tersebut menyebabkan resistansi emitor-kolektor akan mendekati nol,

sehingga arus (Ic) dari VCC bisa mengalir menuju ground. Keadaan tersebut menyatakan

fototransistor dalam keadaan ‘ON’. Sebaliknya saat fototransistor tidak mendapat cahaya

infra merah, berarti tidak ada arus basis menyebabkan resistansi menjadi besar dan arus

(Ic) tidak bisa mengalir dari VCC menuju ground maka fototransistor dalam keadaan

‘OFF’. Untuk mengaktifkan fototransistor tidak hanya menerima cahaya infra merah tetapi

diperlukan juga arus kolektor (Ic(ON)) minimum sebesar 0,2 mA (daridatasheet).

R1

D1 IR LED

Gambar 3.8. Rangkaian fototransistor

Fototransistor pada saat sturasi (Vce(sat)) atau keadaan ‘ON’ bernilai 0,3V dengan

arus (IC) sebesar 500 μA (dari datasheet). Berdasarkan Gambar 3.8 di atas, maka nilai

resistansiR2dapat dihitung sebagai berikut:

= − ( )

= 5−0,3 500 × 10 = 9400Ω

resistorR2ditentukan sesuai dengan yang ada di pasaran, yaituR2= 10kΩ.

Robot mendeteksi garis menggunakan sebelas buah sensor pemantul cahaya,

rangkaian sensor pecabangan berbeda dengan rangkaian sensor posisi jalur. Perbedaan

rangkaian ini berdasarkan pembacaan atau data yang diolah mikrokontroler. Rangkaian

sensor dan sensor percabangan, sebagai berikut:

a. Sensor percabangan.

Sensor percabangan terdiri dari tiga sensor pemantul cahaya dengan

peletakannnya pada sisi paling kiri sensor (S_kiri), sisi paling kanan sensor

(S_kanan), dan sisi tengah sensor (S_tengah). Mikrokontroler membaca sensor

percabangan melalui pin PB.0-PB.2 berupa sinyal digital yaitu hanya bernilai

logika 0 dan logika 1, sehingga diperlukan pengubahan keluaran sensor.

Keluaran sensor pemantul cahaya dirubah ke sinyal digital mengunakan

pembanding non inverting, rangkaian sensor percabangan dapat di lihat pada

Gambar 3.9. Keluaran sensor memiliki dua keadaan yaitu logika 1 (Vcc) saat

sensor penerima pantulan infra merah (sensor berada pada permukaan berwarna

putih) dan logika 0 saat sensor tidak menerima mantulan infra merah (sensor

berada pada jalur/permukaan berwarna hitam). Selain membaca keluaran sensor

pinPD.2 dan PD.3. Sensor percabangan akan aktif bila infra merah dinyalakan

yaitu dengan memberi keluaran logika 0 pada pin PD.2 dan PD.3, dan

sebaliknya jikapin PD.2 dan PD.3 diberi keluaran logika 1 maka sensor tidak

aktif atau infra merah tidak menyala.

Gambar 3.9. Rangkaian sensor percabangan

b. Sensor posisi jalur.

Sensor posisi jalur terdiri dari delapan sensor pemantul cahaya (S0-S7)

yang di letak sejajar. Mikrokontroler membaca keluaran sensor posisi jalur

berupa sinyal analog, pembacaan keluaran tiap-tiap sensor mengunakan

perangkat ADC melaluiportA. Rangkaian sensor posisi jalur dapat dilihat pada

Gambar 3.10. Sama halnya dengan sensor percabangan, mikrokontroler

mengatur aktif dan tidaknya sensor. Sensor akan aktif (infra merah nyala) bila

diberi masukan logika 0 dan sebaliknya jika sensor diberi masukan logika 1

maka sensor tidak aktif (infra merah tidak menyala). Untuk menghemat akan

kebutuhan port maka pemilihan sensor (selector) mengunakan IC 74LS154

yang merupakan perangkatdecoders. Mikrontroler memberikan masukan pada

IC 74LS154 sebagai pemilih sensor yang aktif melalui pin PC.0-PC.3.

mengaktifkan sensor S0 keluaran mikrokontroler pin PC.0-PC.3 di beri

keluaran 0000, secara lengkap konfigurasipinPC.0-PC.3 untuk memilih sensor

yang aktif dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Gambar 3.10. Rangkaian sensor posisi jalur

Tabel 3.3. Konfigurasi bitselectorsensor posisi jalur

PortC Sensor

PC.3 PC.2 PC.1 PC.0 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

3.2.3.4. RangkaianDriverMotor DC

Motor DC yang digunakan untuk penggerak robot adalah motor RF-500TB-12560.

Motor ini memiliki rentang tegangan operasi dari 1,5V sampai 12V (datasheet

RF-500TB-12560), pada sistem ini motor dirancang dengan tegangan operasi sebesar 9V. Bentuk

Gambar 3.11. Bentuk motor DC

Kecepatan motor DC dikontrol oleh mikrokontroler menggunakan mode PWM

(Pulse Width Modulation), yang merupakan prinsip cut-off dan saturasi. Untuk

menghubungkan mikrokontroler ke motor DC diperlukan rangkaian saklar (switching)

atau driver motor. Driver motor yang digunakan adalah L293D yang memiliki empat

rangkaian penyangga dan dioda. L293D dapat mengendalikan empat motor satu arah atau

dua motor dua arah. Gambar 3.12. menunjukan rangkaiandrivermotor DC.

Gambar 3.12. Rangkaiandrivermotor DC

Gambar 3.12. memperlihatkan rangkaiandrivermotor DC, keluaran dari PORTD

mikrokontroler tidak langsung masuk ke L293D tetapi terlebih dahulu melewatibuffer (IC

74LS245). IC74LS245 selain berfungsi sebagai penguat (penguatan=1) tapi juga berfungsi

sebagai pengaman mikrokontroler dari arus balik dari ICL293D.

Tabel 3.4. Konfigurasi arah putar motor kanan

Kutub positif (OC1.B)

Kutub negatif

(PD.6) Arah putaran motor

Arah putaran roda kanan

0 0 Diam diam

0 1 Searah putaran jarum jam

(CW) maju

1 0 Berlawanan arah putaran jarum jam

(CCW) mundur

1 1 diam diam

VCC=5V

VCC_m otor = 9 V VCC=5V

Motor kiri (-) Motor kanan (-) Motor kiri (+) Motor kanan (+)

PORTD.5/OC1APORTD.6 PORTD.7 PORTD.4/OC1B U10 L293D 2 7 10 15 1 9 3 6 11 14 1 6 8

4 5 13 12

Tabel 3.5. Konfigurasi arah putar motor kiri

Kutub positif (OC1.A)

Kutub negatif

(PD.7) Arah putaran motor

Arah putaran roda kiri

0 0 Diam diam

0 1 Berlawanan arah putaran jarum jam

(CCW) maju

1 0 Searah putaran jarum jam

(CW) mundur

1 1 diam diam

Pergerakan robot dirancang dapat bergerak maju dan bergerak mundur, sehingga

diperlukan dua buah pengaturan motor yaitu pengaturan kecepatan motor dan arah putar

motor. Pengaturan kecepatan motor atau pembangkit PWM menggunakan fitur Timer 1,

keluaran PWM pin OC1A sebagai kontrol kecepatan motor kiri dan pin OC1B sebagai

kontrol kecepatan motor kanan. Arah putar motor diatur olehpinPD.6 sebagai kontrol arah

putar motor kanan dan pin PD.7 sebagai pengatur arah putar motor kanan, saat pin PD.6

danpin PD.7 bernilai 1 maka robot akan bergerak maju, sedangkan saat pinPD.6 dan pin

PD.7 bernilai 0 maka robot akan bergerak mundur. Pengaturan arah putar secara lengkap

dapat dilihat pada Tabel 3.4. untuk motor kanan dan Tabel 3.5. untuk motor kiri.

Kecepatan motor DC diatur melalu keluaran PWM mikrokontroler padapinOC1.A

dan pin OC1.B . Kecepatan motor kanan diatur melalui pin OC1.B sedangkan motor kiri

diatur melalui pinOC1.A.

3.2.3.5. Rangkaian LED

Gambar 3.13. Rangkaian LED

LED yang digunakan sebagai indikator pemberitahuan kepadauser, meliputi lima

LED sebagai indikator tujuan pengantaran barang dan satu buah LED sebagai indikator

dirancang, untuk menyalakan LED diperlukan logika 0 dan mematikan LED diperlukan

logika 1. LED indikator tidak dapat menyala secara bersamaan (hanya satu LED yang

dapat menyala), pemilihan LED yang menyala ditentukan oleh konfigurasipin PC.4-PC.6

port mikrokontroler. Berdasarkan tabel kebenaran IC 74LS154, konfigurasi pemilihan

LED yang menyala dapat dilihat pada Tabel 3.6.

Tabel 3.6. Konfigurasi bitselectorLED

PortC LED

PC.6 PC.5 PC.4 error E D C B A

0 0 0 1 1 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 1 0 1

0 1 0 1 1 1 0 1 1

0 1 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 1 0 1 1 1 1

1 0 1 0 1 1 1 1 1

3.2.3.6. Rangkaian Komunikasi Serial RS232

Komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer menggunakan komunikasi

serial, komunikasi ini mudah diterapkan karena komputer dengan operasi sistem window

telah tersedia program Hyper-terminal, selain itu mikokontroler tidak banyak

menggunakan port. Komunikasi serial hanya digunakan saat user ingin mengetahui hasil

dari pembacaan sensor pemantul cahaya dan untuk mengetahui sensor berkerja dengan

baik atau tidak. PC (personal computer) digunakan sebagai media penampil hasil

pembacaan sensor pemantul cahaya melalui media Hyper-terminal. Gambar 3.14

menunjukan blok diagram antar muka PC (personal computer) dengan robot pengantar

barang.

Gambar 3.14. Blok diagram antar muka PC dengan robot

Perbedaan level tegangan yang terjadi antara PC dengan mikrokontroler di atasi

tegangan RS232 pada PC ke level TTL/CMOS yang dimiliki oleh mikrokontroler. Gambar

3.15 menunjukkan konfigurasi antarmuka serial dengan IC MAX 232 berdasarkan

datasheet,