PENGAPLIKASIAN SENSOR SUARA SEBAGAI KONTROL GERAK ROBOT PENARI HUMANOID LAPORAN AKHIR - POLSRI REPOSITORY

(1)

i

PENGAPLIKASIAN SENSOR SUARA SEBAGAI KONTROL GERAK ROBOT PENARIHUMANOID

LAPORAN AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi

Politeknik Negeri Sriwijaya

OLEH: HARI RAMADHAN

(0611 3033 0990)

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

(2)

PENGAPLIKASIAN SENSOR SUARA SEBAGAI KONTROL GERAK ROBOT PENARIHUMANOID

Oleh :

HARI RAMADHAN (061130330990)

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Sopian Soim, S.T.,M.T Aryanti, S.T.,M.Kom NIP. 197103142001121001 NIP. 197708092002122002

Mengetahui,

Ketua Jurusan Ketua Program Studi

Teknik Elektro, Teknik Telekomunikasi,

Ir. Ali Nurdin, M.T Ciksadan, S.T.,M.Kom

(3)

iii Motto

Bukan kata tidak biasa yang tertanam dalam diri kita sehingga membuat kita jadi tidak biasa, akan

tetapi kata tidak mau yang membuat kita menjadi

tidak biasa.

Jangan jadikan rasa puas sebagai akhir dari

perjuangan tindakan kita.

Allah sangat mencintai hambanya yang sabar.

Kupersembahkan kepada :

 Kedua orang tua ku tercinta, Bapak Herdi Zaiun dan Ibu Nina Yati.  Adik-adik tersayang, Ridho kurnia,

Enrika Andina dan Enrisa Andina.  Seluruh Keluarga yang telah

mendoakan.  Almamater ku.

(4)

ABSTRAK

PENGAPLIKASIAN SENSOR SUARA SEBAGAI KONTROL GERAK ROBOT PENARIHUMANOID

(2014: xiii : 110 Halaman + 128 Gambar + 14 Tabel + 12 Lampiran) HARI RAMADHAN

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur sesuatu, yang digunakan untuk menguba variasi mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besaran listrik. Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara ini digunakan untuk perlombaan robot, pada perlombaan ini robot dituntut untuk mengikuti alunan musik tarian. Pada laporan akhir ini menjelaskan tentang prinsip kerja pada rangkaian sensor suara. Adapun prinsip kerja tersebut terlihat pada blok diagram sensor. Sensor suara yang dibuat terdiri dari 3 bagian yaitu, rangkaian penerima, rangkaian pemeroses dan keluaran, pada rangkaian penerima yaitu terdiri dari mikrofon kondenser sebagai penerima gelombang suara, dan rangkaian pemrosesan terdiri dari rangkaian Preamplifier dan komperator, output yang dihasilkan berupa tegangan searah. Selain sensor suara, alat ini dilengkapi dengan perangkat pendukung lain seperti sensor warna, catu daya, sistem minimum ATMEGA 8535 dan servo kontroler. Dari hasil pengukuran alat ini dapat bekerja dengan baik.

(5)

v ABSTRAK

APPLICATION OF SOUND SENSOR AS HUMANOID DANCE ROBOT MOTION CONTROL

(2014: xiii : 110 Halaman + 128 Gambar + 14 Tabel + 12 Lampiran) HARI RAMADHAN

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

The sensor is a tool to detect or measure something, which is used to change a variety of mechanical, magnetic, heat, light, and chemical into voltage and electrical current. Sound sensor is a device that is able to change sound waves into Sinusioda electrical energy. The sound sensor is used for the robot competition, on this competition the robot required to dance to the music. This report describes the working principle of the sensor sound circuit. The working principle is shown in the block diagram of the sensor sound. Sensor consists of three parts, receivers, processors and output. The receiver circuit is composed of a condenser microphone as sound wave receiver and processing consists of the Preamplifier circuit and komperator, The resulting output is a DC voltage. Besides the sound sensor, the tool is also equipped with other supporting devices such as collor Sensor, Power Supply, System minimum ATMEGA 8535 and servo controllers. From the measurement results, it can work well.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya-lah penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini dengan judul “_{Pengaplikasian Sensor Suara Sebagai Kontrol Gerak Robot Penari}_Humanoid”.

Penyusunan Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan program pendidikan Diploma III (D3) pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan dan memberi masukan sehingga dalam penyelesaian Laporan Akhir ini dapat berjalan dengan baik, yaitu kepada :

1. Bapak Sopian Soim, S.T.,M.T selaku Dosen Pembimbing I. 2. Ibu Aryanti, S.T.,M.Kom selaku Dosen Pembimbing II.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak – _{pihak yang telah} membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.

1. Bapak RD.Kusumanto,S.T.,M.M, selaku direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Bapak Ir. Siswandi, M.T selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.

4. Bapak Ciksadan, S.T., M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.

5. Seluruh dosen, instruktur, teknisi dan staf Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.

6. Kepada seluruh keluargan, terutama orang tua dan adik-adikku, yang selalu mendo’aka_{n, memberi} _{motivasi, semangat, dan memberikan moril serta} materil.

(7)

vii

8. Seluruh tim robot polsri khususnya divisi KRSI, saudara Eldi Kurniadi dan Hijaz Alhaj yang telah membantu dalam pembuatan robot ini.

9. Rekan seperjuangan Teknik Telekomunikasi Angkatan 2011 khususnya kelas 6ETB.

10. Semua Pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga laporan ini dapat berguna bagi kita semua. Amin.

Palembang, Juni 2014

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...i

HALAMAN PENGESAHAN...ii

MOTTO ...iii

ABSTRAK ...iv

KATA PENGANTAR ...vi

DAFTAR ISI...viii

DAFTAR TABEL ...xi

DAFTAR GAMBAR ...xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah... 2

1.3 Tujuan dan Manfaat ... 2

1.3.1 Tujuan ... 2

1.3.2 Manfaat ... 2

1.4 Metodologi Penulisan ... 2

1.4.1 Metodologi Studi Pustaka ... 3

1.4.2 Metodologi Perancangan... 3

1.5 Pembatasan Masalah... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Robot... 5

2.2 Definisi Sensor... 6

2.2.1 Sensor Suara... 7

2.3 DefinisiComparator Oprational Amplifier... 7

2.4 PreamplifierUmpan Balik Kolektor ... 8

2.5 Definisi Mikrokontroler ... 9

2.6 Definisi Servo Kontroler... 13

2.6.1 Motor Servo ... 13

2.7 Definisi Bahasa C ... 14

2.7.1 Penulisan Bahasa C ... 15

2.7.2 Tipe Data... 16

2.7.3 Konstanta ... 17

2.7.4 Variabel ... 17

2.7.5 Deklarasi ... 17

2.7.6 Operator ... 18

2.7.7 Penyelesaian Kondisi ... 20

(9)

ix

2.7.9 Fungsi ... 23

2.8 DefinisiCode Vision AVR...23

2.9 Komponen-Komponen... 27

2.9.1 Komponen Sensor Suara ... 27

2.9.1.1 Mikrofon ... 27

2.9.1.2 Transistor ... 28

2.9.1.3 Kapasitor ... 29

2.9.1.4 IC LM358 ... 32

2.9.1.5 Resistor ... 34

2.9.1.6 Dioda... 35

2.9.2 Komponen Mikrokontroler ... 37

2.9.2.1 IC ATMEGA 8535 ... 38

2.9.2.2 Kristal... 43

2.9.3 Komponen Servo Kontroler dan Motor Servo ... 44

2.9.3.1 SPC Servo MotorKontroller... 44

2.9.3.2 Towerpro MG996 ... 46

BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Rancang Bangun Elektonik ... 47

3.1.1 Pembuatan Blok Diagram Robot ... 48

3.1.2 Perancangan Rangkaian Sensor Suara ... 49

3.1.2.1 Konsep Rangkaian Sensor Suara ... 49

3.1.2.2 PerancanganInputSensor Suara... 50

3.1.2.3 Perancangan Pemrosesan Sensor Suara ... 50

3.1.2.4 Flow ChartSistem Sensor Suara ... 55

3.1.3 Perancangan Rangkaian Elektronik Robot DanLayout PadaSoftwareSimulasi ... 56

3.1.3.1 Rangkaian Sensor Suara DanLayout... 57

3.1.3.2 RangkaianPower SupplyRobot DanLayout.... 58

3.1.3.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Atmega 8535 DanLayout... 60

3.1.3.4 Rangkaian Servo Kontroler dan Tata Letak Komponen... 61

3.1.3.5 Gambar Rangkaian Lengkap Robot Penari Humanoid... 62

3.1.4 Daftar Komponen Rangkaian Elektronik Robot ... 62

3.1.5 Perakitan Rangkaian Elektronik... 63

3.1.5.1 PenyablonanLayoutPada PCB ... 64

3.1.5.2 Peleburan (Atching) ... 64

3.1.5.3 Pengeboran Papan PCB ... 65

3.1.5.4 Pemertinan Dan Penyolderan Komponen... 65

3.2 Perancangan Mekanik... 68

3.2.1 Perancangan Kerangka Servo ... 68

3.2.2 Perancangan Kerangka Badan Robot... 70

3.2.3 Perancangan Tangan Robot ... 70

(10)

3.2.5 Gambar Lengkap Perancangan Mekanik Robot ... 72

3.2.6 Perakitan Mekanik Robot... 72

3.3 Perancangan Program Robot ... 75

3.3.1 Algoritma Program Robot... 75

3.3.2 Program Robot ... 76

3.3.3 Pendownloadtan Program ... 78

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Cara Kerja Sensor Suara ... 80

4.2 Pengaplikasian Sensor Suara Untuk Mengaktifkan atau Menonaktifkan Gerakan robot Penari... 81

4.3 Cara Kerja Robot Secara Umum ... 84

4.4 Pengukuran Rangkaian ... 85

4.4.1 Peralatan Pengukuran... 85

4.4.2 Diagram Pengukuran Rangkaian ... 85

4.4.3 Langkah-langkah Pengukuran Sensor Suara... 86

4.5 Analisa dan Data Pengukuran... 87

4.5.1 Pengukuran dan Analisa Rangkaian Sensor Suara ... 87

4.5.1.1 Titik Pengukuran 1,2,3 dan 4 ... 87

4.5.1.2 Titik Pengukuran TP5, TP6, TP7, TP8 ... 89

4.5.1.3 Analisa Hasil Pengukuran ... 107

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 109

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Hal

2.1 Tabel Penjelasan Tipe Data Bahasa C ... 16

2.2 Tabel Operator Hubungan ... 18

2.3 Tabel Operator Majemuk... 19

2.4 Tabel Penjelasan Pin Pada Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 40

2.5 Tabel Penjelasan Pin Pada Port A ... 41

2.6 Tabel Penjelasan Pin Pada Port B... 41

2.7 Tabel penjelasan Pin Pada Port C ... 42

2.8 Tabel Penkelasan Pin Pada Port D... 43

3.1 Daftar Komponen Sensor Suara ... 62

3.2 Daftar Komponen Power Supplu Robot ... 63

3.3 Daftar Komponen Sistem Minimum AT Mega 8535 ... 63

4.1 Tabel Daftar Peralatan Pengukuran ... 85

4.2 Hasil Pengukuran Sensor Suara Dengan Amplitudo Input 80 mV.... 98

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Hal

2.1 Konfogurasi Komarator Catu Daya Tunggal... 8

2.2 Rangkaian Prateganga Umpan Balik Kolektor... 9

2.3 Struktur Dari Mikrokontroler ... 10

2.4 Struktur Diagram Servo Kontoler... 13

2.5 Bentuk Motor Servo(kiri), Komponen Internal Motor Servo(kanan) 14 2.6 Logo Code Vision AVR ... 23

2.7 Tampilan Pengaturan CodeVisionAVR ... 27

2.8 Simbol Transistor... 29

2.9 Simbol Dan Jenis Kapasitor... 30

2.10 Kapasitor Elektrolit... 31

2.11 Kapasitor Non-Polar ... 31

2.12 Kapasitor Variabel ... 32

2.13 Bentuk Fisik IC LM358... 33

2.14 Diagram penguat IC LM358... 33

2.15 Bentuk Fisik dan Lambang Fixed resistor ... 34

2.16 Bentuk Fisik dan Lambang Variable Resistotor ... 35

2.17 Simbol Dioda ... 35

2.18 Diagram Pin AT Mega8535... 39

2.19 Blog Diagram AT Mega8535 ... 39

2.20 Simbol Kristal(Kiri), Bentuk Fisik Kristal (kanan) ... 44

2.21 Tata Letak SPC Servo Motor Kontroler ... 45

2.22 Bentuk Fisik Servo Towerpro Mg996 ... 46

3.1 Blok Dagram Robot... 48

3.2 Blok Diagram Konsep Rangkaian Sensor Suara ... 49

3.3 Rangkaian Prategangan Umpan Balik Kolektor... 51

3.4 Garis Beban DC rangkaianPreamplifier... 53

3.5 RangkaianPreamplifier... 53

3.6 Gambar Rangkaian KomperatorOpen Loop... 54

3.7 Flow Chart Sensor Suara... 56

3.8 Rangkaian Sensor Suara ... 57

3.9 Rangkaian Sensor Suara Saat Mikrofon Mendeteksi Suara ... 57

3.10 LayoutSensor Suara ... 57

3.11 Tata Letak Komponen Sensor Suara ... 58

3.12 RangkaianPower SupplyRobot ... 58

3.13 Layout Power SupplyRobot ... 59

3.14 Tata Letak KomponenPower SupplyRobot ... 59

3.15 Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA8535 ... 60

3.16 LayoutSistem Minimum ATmega8535 ... 60

3.17 Tata Letak KomponenSistem Minimum Atmega8535... 61

3.18 Rangkaian SPC Servo Motor Kontroler ... 61

3.19 Tata Letak Komponen SPC Servo Motor Kontroler ... 62

(13)

xiii

3.21 Bentuk Fisik Sistem Minimum Robot ... 67

3.22 Bentuk Fisik SistemPower SupplyRobot... 67

3.23 Bentuk Fisik SPC Servo Kontroler Robot ... 68

3.24 Kerangka Servo Sebelum Dibentuk (a) Tampak Depan, (b) Tampak Semping ... 69

3.25 Kerangka Servo Telah Dibentuk, (a) Tampak Samping, (b) Tampak Depan... 69

3.26 Gambar Kerangka Badan Robot Tampak Depan ... 70

3.27 Tangan Kanan Robot (a), Tangan Kiri (b), Tampak Depan ... 71

3.28 Kaki Kanan dan Kaki Kiri Robot Tampak Depan... 71

3.29 Bentuk Fisik Mekanik Robot, (a) Tampak Depan, (b) Tampak Samping ... 72

3.30 Bentuk Fisik Tangan Robot ... 73

3.31 Bentuk Fisik Badan Robot... 74

3.32 Bentuk Fisik Kaki Robot ... 74

3.33 Bentuk Fisik Mekanik Robot Keseluruhan... 75

3.34 Flow ChartCara Kerja Robot Secara Umum... 76

3.35 Konfigurasi Sensor Suara pada Program Aktifkan Garak Robot ... 77

3.36 Konfigurasi Sensor Suara Pada ProgramNonaktifGerak Robot ... 78

3.37 Tampilan Aplikasi Avr prog... 78

3.38 Memilih File Hex... 79

3.39 Mentransfer File... 79

4.1 Listing Program Untuk Mengaktifkan Gerakan Salam Pembuka ... 82

4.2 Listing Program Untuk Mengaktifkan Gerakan Tarian Inti ... 82

4.3 Listing Program Untuk Mengaktifkan Gerakan Salam Penutup ... 83

4.4 Listing Program Untuk Menonaktifkan Gerakan Tari ... 84

4.5 Blok Diagram Pengukuran ... 85

4.6 Titik Pengukuran Pada Rangkaian Sensor Suara... 86

4.7 Hasil Pengukuran TP1 ... 88

4.8 Hasil Pengukuran TP2 ... 88

4.9 Hasil Pengukuran TP3 Input Referensi Komperator 1 ... 89

4.10 Hasil Pengukuran TP4 Input Referensi Komperator 2 ... 89

4.11 Hasil Pengukuran Amplitudo 80 mV Frekuensi 20 Hz ... 90

4.14 Hasil Pengukuran Amplitudo 80 mV Frekuensi 1 Khz ... 91

(14)

4.37 Hasil Pengukuran Amplitudo 320 mV Frekuensi 1 KHz ... 100

(15)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I

Lampiran 2 Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II

Lampiran 3 Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I

Lampiran 4 Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II

Lampiran 5 Surat Permohonan Meminjam Alat

Lampiran 6 Surat Rekomendasi Mengikuti Sidang LA

Lampiran 7 Lembar Revisi Laporan Akhir

Lampiran 8 Datasheet Transistor BC550

Lampiran 9 Datasheet IC LM358

Lampiran 10 Datasheet IC ATMEGA 8535

Lampiran 11 Manual Book SPC Motor Servo Controller