i
Realisasi Robot Penyedot Debu pada Lantai Berbasis Mikrokontroler MCS 51
Andhika D Linardi / 0322016
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65 Bandung
bizzarionly@yahoo.com
ABSTRAK
Kemajuan teknologi di bidang robotika memungkinkan untuk dilakukan otomasi di segala bidang kehidupan. Robot dapat mempermudah atau menggantikan manusia dalam pekerjaan sehari-hari. Mulai dari pekerjaan membersihkan rumah dapat dilakukan dengan bantuan robot pembersih, sehingga pekerjaan rutin dapat dilakukan secara otomatis.
Pada tugas akhir ini telah dibuat robot penyedot debu beroda tiga yang dapat membersihkan suatu ruangan. Robot ini dilengkapi dengan tiga buah sensor optocoupler untuk mengetahui keberadaan rintangan di sekeliling robot, sehingga
robot menelusuri seluruh ruangan. Robot berjalan melintasi seluruh ruangan sambil melakukan proses penyedotan debu.
Percobaan menunjukkan robot berjalan melintasi seluruh ruangan uji coba sambil menyedot debu di lantai tanpa menabrak dinding. Robot berhenti bekerja ketika seluruh ruangan telah selesai dibersihkan. Persentase luas ruangan yang dapat dibersihkan oleh robot adalah 96,04%. Kelemahan dari percobaan ini adalah kekuatan sedot dari vacuum cleaner kurang kuat, maka ruangan tidak sepenuhnya bersih.
Realization of Microcontroller MCS 51 Based Floor Vacuum Cleaning Robot
Andhika D Linardi / 0322016
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65 Bandung
bizzarionly@yahoo.com
ABSTRACT
The development of robotic technologies could be applied to human daily life. Robot can replace or help people to do daily works easily. For instance, robot can clean the house, so the routine work could be done automatically.
In this final project, the vacuum cleaner robot has been made for cleaning the room. This robot equipped with three optocoupler sensor to discover the obstacles around the robot so that the robot can trace all the room. The robot passes over the whole room while sucking the dust.
The experiment shows that the robot can clean the whole room and sucking the dust in the floor without crashing the wall. Then robot stops working when the whole room has been finished clean. The percentage of the extent room that can be cleaned by the robot is 96.04%. the remain problem of this experiment is that the suction power of this vacuum cleaner is not strong enough, so it could not fully cleaned the room.
Key word: the vacuum cleaning robot, optocoupler sensor, vacuum cleaner
ii
DAFTAR ISI
I.2 Identifikasi Masalah 1
I.3 Tujuan 1
I.4 Pembatasan Masalah 1
I.5 Spesifikasi 2
I.6 Sistematika Penulisan 2
BAB II LANDASAN TEORI 4
II.1 Teori Robot 4
II.2 Sensor Optocoupler 7
II.3 Mikrokontroler MCS 9
II.3.1 Deskripsi Mikrokontroler MCS 51 (AT89S51) 9
II.3.2 Konfigurasi Port I/O 10
II.4 Motor DC 12
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT 14 III.1 Diagram Blok dan Cara Kerja 14 III.2 Perancangan Perangkat Keras 16
III.2.1 Perancangan Bentuk Robot 16
III.2.2 Rangkaian Sensor Jarak (Optocoupler) 18 III.2.3 Rangkaian Mikrokontroler MCS 51 20
III.3 Perancangan Perangkat Lunak 22
vi
BAB IV DATA PENGAMATAN 25
IV.1 Pengujian Software 25
IV.1.1 Inisialisasi Port AT89S51 25
IV.1.2 Program Utama 26
IV.2 Pengujian Sensor Optocoupler 29
IV.3 Pengujian Robot 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 33
V.1 Kesimpulan 33
V.2 Saran 33
DAFTAR PUSTAKA 34
LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Diagram sistem robotik 5
Gambar II.2 Sensor optocoupler 8 Gambar II.3 Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 10
Gambar II.4 Cara kerja motor DC 13 Gambar III.1 Diagram blok robot 14 Gambar III.2 Pola gerak pada keadaan pertama 15 Gambar III.3 Pola gerak penyesuaian posisi robot 15 Gambar III.4 Pergerakkan robot ketika berputar 16 Gambar III.5 Sketsa bentuk robot 17 Gambar III.6 Lebar mulut vacuum cleaner 18 Gambar III.7 Sketsa vacuum cleaner 18 Gambar III.8 Letak sensor optocoupler pada robot 19
Gambar III.9 Rangkaian Transmitter 19 Gambar III.10 Rangkaian Receiver 20 Gambar III.11 Rangkaian mikrokontroler AT89S51 21
Gambar III.12 Flowchart Utama 23 Gambar III.13 Flowchart subroutine cek posisi 23 Gambar III.14 Flowchart subroutine kerja 24 Gambar IV.1 Keadaan sebelum inisialisasi 25 Gambar IV.2 Keadaan setelah inisialisasi 26 Gambar IV.3 Memeriksa sensor 26 Gambar IV.4 Semua sensor tidak ada halangan 27 Gambar IV.5 Sensor depan ada halangan 27 Gambar IV.6 Sensor depan dan kanan ada halangan 28 Gambar IV.7 Sensor depan dan kiri ada halangan 28 Gambar IV.8 Semua sensor ada halangan 29 Gambar IV.9 Kemiringan jalan robot pada maze 31 Gambar IV.10 Daerah yang dapat dibersihkan 32
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Konfigurasi I/O Pin 8 Tabel II.2 Port Paralel 8 Bit 11 Tabel III.1 Pergerakkan roda berdasarkan output mikrokontroler 22 Tabel IV.1 Besar nilai intensitas cahaya ruangan 29 Tabel IV.2 Tegangan output sensor optocoupler 30 Tabel IV.3 Sudut kemiringan jalan robot 31
vii
LAMPIRAN A
Ta mp a k d e p a n
Ta mp a k sa mp ing
A-1
Ta mp a k b e la ka ng
LAMPIRAN B
Program Robot
LAMPIRAN C
C-1
C-3
C-5
C-7
C-9
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika penulisan.
I.1 Latar Belakang Masalah
Robotika adalah teknologi yang sekarang sedang berkembang dengan pesat, banyak negara berlomba-lomba menggunakan teknologi robotika untuk otomasi di segala bidang kehidupan. Mulai dari rumah tangga, industri, medis sampai pada militer.
Seiring semakin sibuknya banyak orang dengan kegiatannya, maka sangat penting ada robot untuk menggantikan atau mempermudah orang dalam melakukan pekerjaan. Salah satu contoh adalah untuk melakukan pekerjaan membersihkan ruangan yang menyita waktu serta tenaga. Maka perlu ada suatu solusi untuk mengatasi masalah ini.
I.2 Identifikasi Masalah
Bagaimana cara merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan tanpa menabrak dinding?
I.3 Tujuan
Tujuan tugas akhir ini adalah merancang dan merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan.
I.4 Pembatasan masalah
Dalam realisasi tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah:
2
1. Besar ruangan yang digunakan untuk uji coba hanya sebesar 2 x 2 meter. Simulasi ruangan dibentuk dari sterofom berwarna putih dengan tinggi 50 cm.
2. Ruangan yang digunakan adalah ruangan kosong, tidak ada benda-benda di dalam ruangan.
3. Kotoran yang disedot hanya debu.
4. Kantung debu dibersihkan secara manual.
I.5 Spesifikasi
Spesifikasi dari robot: 1. 3 buah sensor optocoupler 2. 2 buah motor DC 12 Volt 3. Mikrokontroler MCS - 51
4. Penyedot debu (Vacuum cleaner) DC 12 Volt 5. Sumber energi menggunakan accu
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab dengan penyusunan sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Berisi latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, serta sistematika penulisan dari laporan tugas akhir ini.
Bab II Landasan Teori
Berisi pembahasan teori-teori serta komponen yang dipergunakan dalam merealisasikan robot penyedot debu.
Bab III Perancangan dan Realisasi Alat
Berisi diagram blok, cara kerja robot, perancangan dan pembuatan hardware maupun software.
3
Bab IV Data Pengamatan dan Analisa
Berisi hasil pengujian simulasi, kepekaan sensor optocoupler, jarak jangkauan sensor optocoupler, kemiringan jalan robot dan area yang dapat dibersihkan oleh robot.
Bab V Kesimpulan dan Saran
33
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini akan membahas kesimpulan dan saran yang didapat dari percobaan
pembuatan robot penyedot debu.
V.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat dari tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Robot penyedot debu dapat dibuat dengan menggunakan mikrokontroler
MCS 51 (AT89S51).
2. Algoritma dengan cara berjalan lurus kemudian berbelok ke arah kiri dan
kanan secara bergantian berhasil menelusuri 96,04% permukaan ruangan.
3. Kelemahan dari sensor robot adalah sangat dipengaruhi oleh cahaya pada
ruangan. Intensitas cahaya yang baik (tidak mengganggu kerja sensor)
adalah antara >93 lux sampai >144 lux. Robot juga berjalan miring ke arah
kiri dengan sudut kemiringan 7,57⁰.
V.2 Saran
Saran untuk tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Menggunakan sensor ultrasonik supaya tidak dipengaruhi oleh cahaya
dalam ruangan.
2. Menggunakan vacuum cleaner yang mempunyai kekuatan hisap yang
lebih kuat, supaya dapat membersihkan debu-debu dengan lebih efektif.
DAFTAR PUSTAKA
1. Budiharto, Widodo, “Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas”, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2006.
2. Pitowarno, Endra, “Robotika Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Andi, Yogyakarta, 2006.
3. Putra, Agfianto Eko, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55: Teori dan Aplikasi”, Gava Media, Yogyakarta, 2003.
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor, 18 Juli 2007 6. http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007
7. http://lecturer.eepis-its.edu/~epit/modules.php?name=News&file=article& sid=20 , 13 Agustus 2007
8. http://www.datasheet4u.com, 12 Juli 2007
