SIMULASI SISTEM KENDALI ROBOT MONITORING MENGGUNAKAN KOMUNIKASI RADIO BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMega 16
SKIRIPSI
LOISE NOVITA TAMBUNAN 120821002
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2014
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ... iii
Pernyataan ... iv
Kata Pengantar ... v
Abstrak ... vii
Abstract ... viii
Daftar Isi ... ix
Daftar Gambar ... xii
Daftar Tabel ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar belakang ... 2
1.2 Perumusan masalah ... 2
1.3 Batasan masalah ... 2
1.4 Tujuan penelitian ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Mikrokontroller ATMega 16 ... 4
2.1.1 Arsitektur ATMega 16 ... 5
2.1.2 Konfigurasi Mikrokontroller ATMega 16 ... 6
2.2 LCD ... 14
2.3 Buzzer ... 14
2.4Sensor Suhu LM35 ... 15
2.5 Sensor Asap MQ5 ... 16
2.6 RF Data Transceiver YS- 1020UA ... 17
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM 20
Diagram blok ... 20
3.1 Rangkaian Mikrokontroler ATmega 16 ... 21
3.2 Rangkaian Display LCD ... 22
3.3 Rangkaian Power Supply Regulator ... 23
3.5 Rangkaian Sensor Suhu LM35 ... 24
3.6 USB Downloader ... 25
3.7 Rangkaian Sensor Asap MQ5 ... 26
3.8 Diagram Alir / Flow Chart ... 27
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN .... 44
4.1 Pengujian Mikrokontroler ATmega 16 dan LCD ... 29
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Asap ... 34
4.2.1 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35... 34
4.2.2 Pengujian Rangkaian Sensor Asap MQ5 ... 38
4.3 Pengujian Camera Webcam ... 41
4.4 Pengujian Komunikasi Serial to TTL... 43
4.5 Pengujian Navigasi Robot ... 44
4.6 Pengujian Rangkaian Tx dan Rx Radio YS1020... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 50
5.1 Kesimpulan ... 50
5.2 Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Bentuk fisik mikrokontroller ATMega16 ... 4
2.2 Konfigurasi Mikrokontroller ATMega 16 ... 7
2.3 Strukrur Memori LCD... 11
2.4 Bentuk fisik LCD ... 13
2.5 Bentuk fisik Buzzer ... 14
2.6 Bentuk Fisik LM35 ... 15
2.7 Bentuk Fisik MQ5 ... 17
3.a Blok diagram pada robot ... 20
3.b Blok diagram pada komputer/ laptop ... 20
3.1 Rangkaian Minimum ATMega 16 ... 21
3.2 Rangkaian LCD ... 22
3.3 Rangkaian Regulator ... 23
3.4 Rangkaian Sensor Suhu LM35 ... 24
3.5 USB Downloader... 25
3.6 Rangkaian Sensor Asap MQ5 ... 26
3.9 Flow Chart Pada Mikrokontroller ... 27
3.8 Flow Chart Pada Komputer/laptop ... 28
4.1 Diagram Blok Pengujian Mikrokontroler ... 30
4.2 Kotak Dialog setting chip dan clok ... 31
4.3 Kotak Dialog setting chip dan clock ... 31
4.4 Listing program hasil generate ... 32
4.5 sofware khazama AVR progammer ... 32
4.6 Listing Program untuk LED dan LCD ... 33
4.7 LED pada saat menyala dan padam ... 33
4.8 Blok Diagram pengujian Sensor Suhu LM35 ... 35
4.9 Setting sensor ADC Sensor Suhu LM35 ... 36
4.10 Listing Program untuk membaca suhu dan menampilkannya . 36 4.11 Blok Diagram Pengujian Sensor asap... 38
4.12 Setting sensor asap menggunakan ADC... 39
4.13Listing Programuntuk Membaca data Asap ... 39
4.14 Tampilan LCD Nilai Sensor asap menggunakan AD... 40
4.15 Visual Studio 2010 Menampilkan Capture Webcam... 41
4.16 Listing Program Start Camera Webcam... 42
4.17 Hasil data komunikasi serial to TTL ... 43
4.18 Kendali navigasi robot untuk maju... 44
4.19 Kendali navigasi robot untuk ke kanan... 44
4.20 Kendali navigasi robot untuk mundur... 45
4.21 Kendali navigasi robot untuk ke kiri... 45
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Konfugurasi Pin Dari LCD 2x6 M1632 ... 10
2.2 DDRAM Address ... 12
2.3 Karakter Pada CGROM M1632 LCD ... 13
4.1 Hasil pengukuran rangkaian sensor... 37
4.2. Pengujian Jarak Maksimum Radio tanpa Penghalang... 47
4.3. Pengujian Jarak Maksimum Radio Di dalam Ruangan... 48
PERSETUJUAN
Judul : SISTEM KENDALI ROBOT MONITORING MENGGUNAKAN KOMUNIKASI RADIO BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMega16 Kategori : SKRIPSI
Nama : LOISE NOVITA TAMBUNAN
NIM : 120821002
Program Studi : SARJANA ( S1) FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui oleh Medan, Agustus 2014 Komisi Pembimbing :
Pembimbing I Pembimbing II
(DR.Marhaposan Situmorang) (Junedi Ginting S.SI, M.SC)
NIP :195510301980031003 NIP : 197306222003121001
Diketahui/Disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
( DR. Marhaposan Situmorang) NIP .195510301980131003
PERNYATAAN
SISTEM KENDALIROBOT MONITORING MENGGUNAKAN KOMUNIKASI RADIO BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMega 16
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014
LOISE NOVITA TAMBUNAN NIM. 120821002
Kata Pengantar
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang senantiasa melimpahkan karunia-Nya dan selalu memberikan kemudahan dan kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga serta orang- orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek Skripsi ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1 Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Bapak Junedi Ginting S.Si, M.Sc dosen pembimbing yang telah bersedia dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Seluruh Dosen serta seluruh pegawai program studi Fisika Fakultas Matemetika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Teristimewa Ayahanda Budiman Tambunan dan Ibunda Alm. Bernike Simatupang S.Pd yang telah banyak memberikan dukungan doa, moril, materil, serta kasih sayang dan kepercayaan yang telah diberikan selama ini
5. Adik lelaki saya Monang Eko Palentino A.Md dan adik perempuan saya Rohani Tambunan yang tidak pernah lelah memberikan motivasi dan doanya.
6. Keluarga besar Op. Novita Tambunan dan Op. Princen Simatupang yang memberikan dukungan doa, moral dan materiil
7. Rekan – rekan seperjuangan Fisika Ekstensi 12, khususnya habibi, aswan,kak betrik dan kak juwita yang sama-sama merasakan pahit manisnya selama kuliah dan kerja sama selama masa perkuliahan.
8. Sahabat-sahabat saya Kak imey, kak masry, rosa,lia dan inda terima kasih atas motivasi, dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih terdapat kekurangan maupun kesalahan. Untuk penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak untuk penyempurnaan laporan ini.
Akhirnya penulis berharap semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya rekan-rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera Utara.
Medan, Agustus 2014
Loise Novita Tambunan
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat simulasi system kendalimonitoring menggunakan komunikasi radio. Secara garis besar rancangan initerdiri dari beberapa bagian, yaitu mikrokontroller ATMega 16, sensor suhu LM 35, sensor asap MQ5, buzzer dan RF Data Transceiver YS-1020UA.Tujuan dari rancangan ini adalah untuk membuat simulasi robot rescue dengan pengambilan video secara langsung. Prinsip kerja alat ini adalah operator dapat mengetahui keadaan reruntuhan dan ada tidak adanya korban dalam rentuhan melalui penampilan gambar dan navigasi robot. Alat akan mengirimkan signal pemberitahuan (alaram) denganmemanfaatkan system radio frekuensiRF Data Transceiver YS- 1020UA yang ditransmisi dari computer atau laptop setelah menerima data yan dideteksi olehsensor suhu LM35 dansensor Asap MQ5 .
Kata Kunci :, Mikrokontroler AT Mega 16, sensor suhu LM35, sensor Asap MQ5, LCD, RF Data Transceiver YS-1020UA,.
Abstrac
A monitoring system simulation tool has been designed using radio
communications. In general, this design consists of several parts, namely ATMega 16 microcontroller, LM 35 temperature sensor, MQ5 smoke sensor, buzzer and RF Data Transceiver YS-1020UA. The purpose of this design is to simulate robot rescue with live video capture. The working principle of this tool is the operator can know the state of the ruins and there is no casualties in the scene through the appearance of images and navigation robot. The device will send a signal alarm (alarm) by utilizing the RF Radio Transceiver YS-1020UA radio frequency system transmitted from the computer or laptop after receiving the data detected by the LM35 temperature sensor and the MQ5 Smoke sensor.
Keywords: Microcontroller AT Mega 16, LM35 temperature sensor, MQ5 Smoke sensor, LCD, RF Data Transceiver YS-1020UA,
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Bencana alam seperti gempa bumi dan tanah longsor, maupun bencana akibat kecelakaan maupun kesengajaan manusia seperti kebakaran dan ledakan bom, seringkali mengakibatkan runtuhnya bangunan yang menimpa korban manusia.Pada bencana dengan skala yang besar umumnya sulit untuk mendeteksi seluruh korban yang masih hidup dalam waktu yang cukup singkat sehingga korban dapat diselamatkan jiwanya. Pencarian korban umumnya dilakukan oleh sekelompok orang dalam tim search and rescue (SAR) dengan peralatan manual untuk masuk ke dalam puing-puing reruntuhan.
Sebelum orang dapat memasuki reruntuhan ,mengobservasi kondisi dalam ruangan sehingga tidak memakan banyak korban lagi dari tim SAR. Untuk itu akan sangat membantu apabila terdapat banyak robot yang dapat masuk ke celah- celah reruntuhan yang tidak dapat dimasuk oleh manusia dan memberikan informasi kepada manusia dalam mengambil keputusan untuk masuk atau tidak ke dalam reruntuhan .Oleh sebab itu penulis akan mencoba untuk membuat suatu alat yang berjudul“SimulasiSistem Kendali Robot Monitoring Menggunakan Komunikasi Radio Berbasis Mikrokontroller ATMega16”
1.2. RUMUSAN MASALAH
Berbagai uraian yang telah ada maka penelitian ini diarahkan pada permasalahan berikut:
a. Seringnya terjadi gempa bumi yang menyebabkan banyak gedung yang runtuh dan memakan korban jiwa.
b. Sulitnya mengobservasi dan menentukan letak korban serta mengetahui aman atau tidaknya didalam reruntuhan.
1.3. BATASAN MASALAH
Mengingat keterbatasan waktu dan untuk menghindari topik yang tidak perlu maka penulis membatasi pembahasan pembuatan alat ini. Adapun permasalahan ini adalah :
1. System kendali dari pergerakan robot.
2. Memonitoring pergerakan robot memakai VB net 2010
3. Robot hanya memantau dan merekam keadaan korban di dalam reruntuhan 4. Menggunakan laptop untuk menampilkan data visual (gambar)
5. Komunikasi radio yang digunakan adalah radio transmitter dan receiver
1.4. TUJUAN PENELITIAN
Adapun maksud dan tujuan penulis melakukan penelitian ini adalah :
Untuk membuat simulasi robot rescue dengan pengambilan video secara langsung
1.5. MANFAAT
Adapun Manfaat pembahasan ini adalah :
1. Dengan simulasi ini dapat membuat robot membantu tim SAR mencari korban yang tertimbun di reruntuhan.
2. Dengan simulasi ini dibuat simulasi mengobservasi keadaan dalam reruntuhan.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Dalamsistematikapenulisan, akandijelaskanisidaritiap- tiapbabpadalaporantugasakhirini. Adapunsistematikapenulisannyaadalah :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Bab 1 adalahpendahuluan yang berisikanlatarbelakang, rumusanmasalah, tujuan, manfaat, batasanmasalah, metodepengumpulan data, sertasistematikapenulisanlaporan.
BAB 2 : DASAR TEORI
Padababinidijelaskanlandasanteoridaritiap-tiapkomponen yang digunakanpadarangkaian.
BAB 3 : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Bab iniberisikantentangbagaimanaperancangansistem, blok diagramsecarakeseluruhansertarealisasirangkaianbesertacarakerjan ya.
BAB 4 : PENGUJIAN DAN ANALISA Padababinimembahashasil–
hasilpengujianalatsebagaipembuktianpembahasanpadabab-
babsebelumnya, penjelasanrangkaian-rangkaian yang digunakan, danpenjelasan program.
BAB 5 : PENUTUP
Bab inidiberisikankesimpulandaripembahasanpadabab- babsebelumnyasertamemberikan saran yang dapatmembangunpengembangantugasakhirini.
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada bab ini, akan dijelaskan mengenai pengertian, fungsi, prinsip kerja dan gambar dari komponen-komponen yang dipakai pada perancangan laporan Skripsi. Adapun komponen-komponennya sebagai berikut :
2.1 Mikrokontroller ATMEGA 16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Mikrokontroller ATMEGA 16
2.1.1 Arsitektur ATMEGA16
Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).
Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :
1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi16MHz.
2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, danSRAM 1Kbyte.
3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D.
4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.
5. User interupsi internal dan eksternal.
6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial.
7. Fitur Peripheral :
• Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan modecompare.
• Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, modecompare, dan mode capture.
• Realtime counterdengan osilator tersendiri.
• Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog.
• 8 kanal, 10 bit ADC.
• Byte-oriented Two-wire Serial Interface.
• Watchdog timer dengan osilator internal.
2.1.2 Konfigurasi Mikrokontroller ATMEGA 16
Gambar di bawah merupakan susunan kaki standar 40 pin mikrokontrolerAVR Atmega16. Berikut penjelasan umum susunan kaki Atmega16 tersebut:
• VCC merupakan pin masukan positif catudaya. Setiap peralatan elektronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5 V, itulah sebabnya di PCB kit rangkaian mikrokontroler selalu dipasang IC regulator 7805.
• GND sebagai PIN ground.
• Port A (PA0 ... PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC.
• Port B (PB0 ... PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI.
• Port C (PC0 ... PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator.
• Port D (PD0 ... PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
• Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler ke kondisi semula.
• XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock eksternal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat mengeksekusi intruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai
kristalnya, maka semakin cepat pula mikrokontroler tersebut dalam mengeksekusi program.
• AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.
• AREF sebagai pin masukan tegangan referensi.
Gambar 2.2 Konfigurasi Mikrokontroller ATMEGA 16
Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
1. Advanced RISC Architecture
• 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
• 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
• Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
• On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data Memories
• 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
• Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
• 512 Bytes EEPROM
• 512 Bytes Internal SRAM
• Programming Lock for Software Security 3. Peripheral Features
• Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode
• Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes
• One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode
• Real Time Counter with Separate Oscillator
• Four PWM Channels
• 8-channel, 10-bit ADC
• Byte-oriented Two-wire Serial Interface
• Programmable Serial USART 4. Special Microcontroller Features
• Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
• Internal Calibrated RC Oscillator
• External and Internal Interrupt Sources
• Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown, Standby and Extended Standby
5. I/O and Package
• 32 Programmable I/O Lines
• 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF 6. Operating Voltages
• 2.7 - 5.5V for Atmega16L
• 4.5 - 5.5V for Atmega16
2.2 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik.LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 Refurbish karena harganya cukup murah.LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilakan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1baris pixel terakhir adalah kursor).
Didalam modul M1632 sudah tersedia HD44780 yang dikeluarkan oleh Hitachi, Hyundai dan modul-modul M1632 lainnya. HD44780 sebetulnya merupakan mikrokontroler dirancang khusus untuk mengendalikan LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler/perangkat yang mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur scanning pada layar LCD.
Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirim data-data yang merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang
mengatur proses tampilan pada LCD saja.Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain:
Tabel 2.1.Konfigurasi Pin Dari LCD 2x16 M1632
1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd.
2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V.
3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras.
4. Pin 4 untuk memberitahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), dan memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).
5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.
6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.
7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 – Pin 14).
8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.
Gambar 2.3 Struktur Memori LCD
Modul LCD M1632 memilki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang ditampilkan pada layar LCD.
Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri:
1. DDRAM
DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.
Contohnya karakter ‘A’ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama darai LCD.
DDRAM Address
Tabel 2.2DDRAM Address
2. CGRAM
CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supplay tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
3. CGROM
CGROM (Character Generator Read Only Memory) adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD 44780, sehingga pengguna tidak dapat merubahnya. Karena ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun sumber tegangan tidak aktif.
Pada tabel 2.2 terlihat pola-pola karakter yang tersimpan dalam lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 akan mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A.
Tabel 2.3 Karakter Pada CGROM M1632 LCD
Gambar 2.4Bentuk Fisik LCD 16x2
LCD ini digunakan untuk menampilkan nilai data dari sensor LM35 dan informasi lain bisa ditampilkan di LCD ini.Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu system yang menggunakan mikrokontroler.LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor,menampilkan teks,atau menampilkan menu
pada aplikasi mikrokontroler.LCD yang digunakan adalah jenis LCD M1632.LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah.Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
2.3 Buzzer
Buzzer berfungsi sebagai detector adanya kebocoran gas. Pada saat status normal buzzer tidak akan menyala namun pada saat status berbahaya buzzer akan menyala sebagai indikasi bahwa ada kebocoran.
Gambar 2.5 Bentuk Fisik Buzzer
Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
2.4 Sensor Suhu LM35
IC LM35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya proporsional liniear untuk suhu dalam °C, mempunyai perubahan keluaran secara linier dan juga dapat dikalibrasi dalam K. Di dalam udara sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurand dari 0,1 °C, dapat dipakai dengan menggunakan power supplay tunggal. Dapat dihubungkan antar suhu (interface) ke rangkaian kontrol dengan sangan mudah.3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dan pin 3 adalah ground.
Koefisien dari IC LM35 tidaklah seperti sebuah resistor NTC (Negative Temperature Coefficient), karena tidaklah mungkin untuk mendapatkan suatu jangkauan suhu yang lebar, apabila menggunakan sebuah resistor NTC. Kelebihan dari penggunaan IC LM35 ini adalah diperolehnya jagkauan pengukuran yang luas dan kemudahan dalam kalibrasinya (penerapannya). Bentuk fisik sensor LM35 dapat dilihat padagambar
Gambar 2.6Bentuk Fisik LM 35
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
2.5 Sensor Asap MQ5
Materi sensitif sensor yang dengan konduktivitas rendah di udara bersih.Ketika gas mudah terbakar sasaran ada, konduktivitas sensor lebih tinggi bersama dengan konsentrasi gas meningkat. Silakan gunakan electrocircuit sederhana,mengkonversi perubahan konduktivitas untuk menyesuaikan sinyal output konsentrasi gas.
Sensor gas memiliki sensitity tinggi Propana, Butana dan LPG, juga respon terhadap gas alam.Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi gas yang mudah terbakar yang berbeda, terutama Metana, juga dengan biaya rendah dan cocok untuk aplikasi yang berbeda.
Gambar 2.7 Bentuk Fisik Sensor Asap MQ5
Karakteristik :
• Sensitivitas yang baik untuk gas mudah terbakar di berbagai
• Sensitivitas Tinggi ke Propana, Butana
• Tahan lama dan biaya rendah
• Rangkaian sederhana Aplikasi :
• Detektor kebocoran gas Domestik
• Industri detektor gas yang mudah terbakar
• Detektor gas portable
2.6 RF Data Transceiver YS-1020UA
Untuk dapat mengirimkan data serial melalui udara minimal diperlukan suatu device yang dapat melakukan proses penumpangan data serial digital ke frekuensi pembawa dengan frekuensi yang lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara. Salah satu contoh device yang dapat melakukan hal tersebut adalah modul YS-1020UA Wireless Transceiver.
RF Data Transceiver YS-1020UA adalah sebuah device yang dapat mengirimkan data serial melalui media udara. Device tersebut melakukan proses penumpangan
data serial digital ke frekuensi pembawa dengan frekuensi yang lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada penerima frekuensi pembawa yang mengandung data ditangkap dan dipisahkan dari data yang dibawa.
Modul YS-1020UA Wireles Data Transceiver dapat mengirimkan dan menerima data serial melalui media udara, dengan frekuensi 433MHz ISM band dan baud rate air sebesar 9600bps.Penggunaan modul tersebut cukup praktis karena dari segi ukuran cukup kecil dan lansung dapat dihubungkan dengan RS232. Modul tersebut bekerja dengan supply antara 3,3 sampai 5VDC. Dalam satu modul bisa digunakan sebagai pengirim dan sekaligus penerima. Data serial yang akan dipancarkan melalui RF dimpamakan ke modul YS-1020 oleh mikrokontroler secara serial. Begitu pula data yang di terima, akan di ambil oleh mikrokontroler secara serial.
Spesifikasi modul YS-1020 adalah seperti berikut ini :
·Konsumsi daya : =10mW/10dBm
· Konsumsi Arus pada receiver :<25mA
· Konsumsi Arus pada transmitter : =40MA
· Catu daya : 3,3 sampai 5 VDC
· Sensitivitas penerimaan data : -115 dBm(@9600)
Transmitter sekaligus receiver untuk komunikasi data serial wireless multichannel yang mensupport TTL, RS232, dan RS485.
Fitur:
- Carrier frequency: 433/450/868MHz or ISM others optional;
- Interface: RS232/RS485/TTL optional;
- Multichannels: channels, expandable for 16/32 channels;
- Baud rate in air: 1200/2400/4800/9600/19200/38400bps, set before delivery;
- Jarak transmisi: max 100 m pada open area - Transparent data transmission
- Interface format: 8N1/8E1/801 user defined or customized;
- Modulation: GFSK - High antiinterference - Low BER (Bit error Rate);
- Impedance：50Ω (SMA antenna port, multiple antenna options available);
- Complying with EN 300220 and ARIB STDT67.
Paket terdiri atas:
- 1 buah board transceiver - 1 buah antena
- 3 lembar manuals
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
Diagram Blok
Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian sistem yang akan dirancang.Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut :
A. Diagram blok pada Robot
B. Diagram blok pada computer/laptop
Cara kerja diagram blok:
Sensor suhu LM35 dan sensor Asap MQ5 akan mendeteksi temperature dan asap dalam ruangan reruntuhan, data sensor kemudian di kalibrasidan dan di konversikan menjadi nilai sebenarnya, lalu mengakuisisi data-data paremeter dan mengirim nilai suhu dan asap ke computer via YS-1020UA Wireles Data Transceiver .Ketika mikrokontroller mengirim data IF terima karakter “A” maka robot akan
Komunikasi Serial
Komunikasi Serial
maju, IF terima karakter “B” robot mundur, IF terima karakter “C” maka robot akan ke kanan,IF terima karakter “D” maka robot akan ke kanan
3.1 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16
Rangkaian minimum ATMega 16 yang penulis gunakan adalah mikrokontroller ATMega 16 dan rangkaian crystal. Mikrokontroller ATMega 16 sebagai pengolah data input dan output sedangkan rangkaian crystal sebagai clock generator. Rangkaian minimum ATmega 16 ditunjukkan padagambar di bawah ini
Gambar 3.1Rangkaian Minimum ATMEGA 16
ATMega 16 ini memiliki 4 Port input dan output, yaituPortA, PortB, PortCdanPortD. Tiap Port memiliki8 I/O (input dan output).
Pada perancangan ini proses yang terjad ipada mikrokontroller adalah proses pembacaan tombol, proses mengaktifkan atau menonaktifkan relay, dan proses komunikasi dengan GSM modul.
3.2 RangkaianDisplay LCD
LCD yang digunakan merupakan LCD tipe karakter karenaLCD ini dapat menampilkan data. Keuntungan yang dapat diperoleh dengan menggunakan LCD adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga memudahkan untuk membuat program tampilannya.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran dari modul yang proporsional dan penggunaan daya yang kecil.
LCD yang digunakan dalam tugas akhir ini merupakan tipe karakter 16x2 baris, dan dapat menampilkan 16 karakter per baris dan mempunyai 2 baris
Gambar 3.2 Rangkaian karakteristik LCD
ROM pembangkit karakter sebanyak 192 tipe karakter dengan font 5x7 dot matris.Kapasitas internalnya sebanyak 80x8 bit data26 (maksimum 80 karakter).
Instruksi-instruksi yang berguna yang dimiliki oleh LCD ini terdiri atas : Display Clear, Cursor Home,Display ON/OFF, Cursor ON/OFF, Display Character Blink,Cursor Shift dan Display Shift.
3.3 Rangkaian Power Supply Regulator
Untuk mensuplay tegangan ke mikrokontroler di perlukan tegangan 5 volt dc.Maka di perlukan rangkaian regulator untuk menggurangi tegangan
batrey.Komponen pokok rangkaian ini adalah IC 7805. Rangkaian regulator di tunjukan pada gambar berikut ini:
Gambar3.3Rangkaian Regulator
Rangkaian di atas berfungsi untuk menurunkan tegangan input (5 – 36 volt) menjadi 5 volt. Komponen utama yang digunakanya itu IC Regulator LM78xx. Ada beberap amacam IC Regulator ini yang memiliki beberapa nilai output tergantung dari typenya. Yang penulis gunakan yaitu LM7805 yang mampu menurunkan tegangan menjadi 5 volt. Adapun jenis yang lain yaitu LM7806, LM7812 yang masing-masing berfungsi untuk menurunkan tegangan input menjadi 6 volt dan 12 volt.
3.4 Rangkaian Sensor SuhuLM35
IC LM35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya proporsional liniear untuk suhu dalam °C, mempunyai perubahan keluaran secara linier dan juga dapat dikalibrasi dalam K. Di dalam udara sensor in mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1 °C, dapat dipakai dengan
menggunakan power supplay tunggal. Dapat duhubungkan antar suhu (interface) ke rangkaian kontrol dengan sangan mudah. Seperti gambar di bawah ini,
Gambar 3.4Rangkaian Sensor LM35
3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakansebagai tegangan keluaran atau Vout dan pin 3 adalah ground.
Kelebihan dari penggunaan IC LM35 ini adalah diperolehnya jangkauan pengukuran yang luas dan kemudahan dalam kalibrasinya (penerapannya).
3.5 USB Downloader
Perancangan alat ini menggunakan downloader untuk memindahkan data program dari computer ke mikrokontroler ATMega 16. Gambar di bawah ini merupakan rangkaian USBasp Downloader yang berfungsi untuk memasukkan program ke Rangkaian Minimum System ATMega 16. Rangkaian ini menggunakan Chip ATMega 8 yang di program khusus sebagai media untuk memasukkan file Hex ke dalam Minimum System.
Gambar 3.6 Rangkaian USB Dowloader
3.6 Rangkaian Sensor Asap MQ 5
MQ-5 semikonduktor merupakan sensor untuk gas mudah terbakar.
Materisensitif dari sensor asap, yang dengan konduktivitas rendah di udara bersih.
Ketikasasaran gas yang mudah terbakar ada, konduktivitas sensor lebih tinggi bersama dengan konsentrasi gasmeningkat.
Gambar.3.6 Rangkaian Sensor Asap MQ5
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN
Dalam Bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu sistem yang
sesuai.Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem dan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum.Pengujian pertama-tama dilakukan secara terpisah, dan kemudian kedalam dilakukan ke dalam sistem yang telah terintegrasi.
Pengujian yang dilakukan pada bab ini antara lain:
1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16 dengan LED dan LCD
2. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-5
3. Pengujian Camera Webcam menggunakan Visual Studio 2010
4. Pengujian Komunikasi Serial to TTL (Telemetri Data Sensor)
5. Pengujian Navigasi Robot menggunakan Kendali Visual Studio 2010
6. Pengujian Rangkaian Transmitter dan Receiver Radio YS1020
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16 dengan LED dan LCD Untuk mengetahui apakah minimum sistem Atmega 16 ini dapat bekerja dengan baik maka harus menjalankan program AVR pada minimum sistem tersebut.yang harus dilakukan sebelum proses running program adalah mendownload program pada mikrokontroler.
Peralatan :
1. Minimum sistem mikrokontroler Atmega16 2. Rangkaian LED pada PORTB
3. Rangkaian LCD pada PORTC 4. DC Power Supply
5. Seperangkat USB Downloader Atmega16
6. Software CodevisionAVR dan Khazama AVR Programmer
Rangkaian:
Gambar 4.1 Diagram blok rangkaian pengujian Mikrokontroler Atmega16
Persiapan:
1. Memasang rangkaian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 2. Mengetik program pengujian menggunakan Software CodevisionAVR 3. Mendownload program dan Menjalankan program
Langkah-langkah yang dilakukan:
1. Klik Start → All Program → CodeVisionAVR → CodeVisionAVR.exe 2. Pada software CodeVisionAVR, Klik File → New → Project → OK 3. Muncul kotak dialog seperti gambar dibawah ini:
Laptop USB Downloader Mikrokontroler
LED (PORTB)
Gambar 4.2 Kotak Dialog setting chip dan clock
Kemudian setting sesuai dengan alat yang penulis pakai, yaitu chip ATmega16 dan menggunakan clock 11.059200 MHz.
4. Setting PORTB sebagai output LED seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 4.3Kotak Dialog setting chip dan clock
5. Kemudian Klik File →Generate, Save and Exit.
Simpan file di folder yang dikehendaki.
6. Muncul file hasil Generate tadi seperti tampak pada Gambar 4.4. Seperti yang ditunjukkan pada lingkaran garis merah, adalah hasil setting ouput untuk PORTB yang terhubung ke rangkaian LED.
Gambar 4.4 Listing program hasil generate
7. Setelah selesai, kemudian tekan Shift+F9 untuk mengkompile dan menghasilkan file .Hex
8. Download menggunakan USB Downloader file test rangkaian.Hex yang telah dibuat menggunakan software Khazama AVR Programmer seperti gambar 4.5 di bawah ini.
Gambar 4.5 Software Khazama AVR Programmer
Hasil dan analisa :
Gambar 4.6 Listing Programuntuk menyalakan LED dan LCD
Setelah melakukan proses Download program Test Led.Hex maka rangkaian LED pada Minimum System ATmega16 akan padam (PORTB=0b11111111;) selama 1 detik ( delay_ms(1000); ) kemudian LED menyala (PORTB=0b00000000;) selama 1 detik ( delay_ms(1000); ) begitu seterusnya selama tak terhingga. Hal ini membuktikan bahwa rangkaian minimum sistem ATmega16 bekerja dengan baik. Gambar 4.7 di bawah ini menunjukkan LED menyala dan padam.
Gambar 4.7 LED pada saat menyala dan padam
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-5 4.2.1 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35
Pengujian rangkaian sensor ini dilakukan untuk mengetahui batas kemampuan sensor dalam mendeteksi suhu ruangan, serta apakah rangkaian sensor bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian rangkaian sensor ini dilakukan dengan menggunakan thermometer sebagai pembanding, sensor Suhu LM35yang terhubung pada PORTA bit 2.
Pengujian yang akan di lakukan pada sensor suhu LM35 yaitu menggunakan program codevision AVR dengan suhu yang telah ditentukan.Pada pengujian rangkaian sensor ini dilakukan dengan mengadakan perbandingan sensor yang diukur pada thermometer dan suhu yang dideteksi oleh sensor suhu LM35 pada derajat yang telah ditentukan. Pada saat kertas tersebut terbakar maka dilakukan pengukuran suhu pada sensor dan nilai suhu yang naik akan muncul pada display Sensor yang sama hasilnya mengacu pada prinsip kerja sensor, maka rangkaian sensor dinyatakan berhasil atau bagus.
Peralatan :
1. Minimum sistem mikrokontroler Atmega16 2. Sensor Suhu LM35 pada PORTA.3
3. DC Power Supply
4. Seperangkat USB Downloader Atmega16
5. Software CodevisionAVR dan Khazama AVR Programmer
Gambar 4.8 Blok Diagram Pengujian Sensor Suhu LM 35
Persiapan:
1. Memasang rangkaian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8 2. Mengetik program pengujian menggunakan Software CodevisionAVR 3. Mendownload program dan Menjalankan program
Langkah-langkah yang dilakukan:
1. Klik Start → All Program → CodeVisionAVR → CodeVisionAVR.exe 2. Pada software CodeVisionAVR, Klik File → New → Project → OK 3. Setting chip dan lain-lainnya sama seperti langkah pengujian sebelumnya.
Pada pengujian sensor Suhu LM35 ditambahkan setting seperti pada gambar 4.9.
4. Kemudian Klik File →Generate, Save and Exit.
Simpan file di folder yang dikehendaki.
5. Ketikkan listing program pengujian sensor suhu LM35.
Laptop USB Downloader Mikrokontroler
LCD (PORTC) LM35 (PORTA.2)
6. Setelah selesai, kemudian tekan Shift+F9 untuk mengkompile dan menghasilkan file .Hex
7. Download menggunakan USB Downloader file Test LM35.Hex yang telah dibuat menggunakan software Khazama AVR Programmer.
Gambar 4.9Setting sensor ADC Sensor Suhu LM35 Hasil dan analisa :
Gambar 4.10 Listing Program untuk Membaca data Suhu dan menampilkannya
Hasil pengukuran dan perbandingan terhadap rangkaian sensor ini dapat dilihat pada tabel 4.1 di bawah ini.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran rangkaian sensor
Nilai Suhu Terukur Pada Termometer
Nilai Suhu dari Sensor LM35
Deviasi
15° 15,10° +0,10°
20° 20,25° +0,25°
25° 24,82° - 0,18°
30° 30,26° +0,26°
35° 34,90° - 0,10°
40° 39,80° - 0,20°
45° 45,20° +0,20°
50° 50,10° +0,10°
55° 55,20° +0,20°
60° 59,85° -0,15°
65° 64,83 -0,17°
70° 69,50° -0,50°
75° 74,90° -0,10°
80° 80,10° +0,10°
90° 89,80° -0,20°
95° 94,25° - 0,75°
100° 100,70° +0,70°
Dari hasil pengujian pada tabel 4.1 didapat dengan deviasi 0,1 diamati ada error sebesar lebih kurang 0,25% dari nilai sebenarnya. Data ini digunakan sebagai
acuan untuk mengetahui keadaan sekitar robot ketika mencari korban dan untuk keamanan dari tim SAR. Apabila robot mendeteksi suhu yang tinggi dalam ruangan tim SAR akan dapat mengambil langkah yang tepat untuk menolong korban dan lebih berhati-hati ketika masuk kedalam reruntuhan.
4.2.2 Pengujian Rangkaian Sensor Asap MQ5
Pengujian rangkaian sensor ini dilakukan untuk mengetahui batas kemampuan sensor dalam mendeteksi asap yang membahayakkan dan dapat digunakan untuk metana dan uap yang mudah terbakar lainnya serta apakah rangkaian sensor bekerja dengan baik atau tidak.
Peralatan :
1. Minimum sistem mikrokontroler Atmega16 2. Sensor Asap MQ-6 pada PORTA.0
3. DC Power Supply
4. Seperangkat USB Downloader ATmega16
5. Software CodevisionAVR dan Khazama AVR Programmer
Gambar 4.11Blok Diagram Pengujian Sensor asap
Langkah-langkah yang dilakukan:
1. Klik Start → All Program → CodeVisionAVR → CodeVisionAVR.exe
Laptop USB Downloader Mikrokontroler
LCD (PORTC) MQ-5 (PORTA.0)
2. Pada software CodeVisionAVR, Klik File → New → Project → OK 3. Setting chip dan lain-lainnya sama seperti langkah pengujian sebelumnya.
Pada pengujian sensor asap MQ-5 ditambahkan setting seperti pada gambar 4.12.
4. Kemudian Klik File → Generate, Save and Exit.
5. Ketikkan listing program pengujian sensor Gas LPG MQ-6.
6. Setelah selesai, kemudian tekan Shift+F9 untuk mengkompile dan menghasilkan file .Hex
7. Download menggunakan USB Downloader file Test MQ-5.Hex yang telah dibuat menggunakan software Khazama AVR Programmer.
Gambar 4.12 Setting sensor asap menggunakan ADC Hasil dan analisa :
Gambar 4.13Listing Programuntuk Membaca data Asap dan menampilkannya
Pada percobaan ini sensor MQ-5 didekatkan dengan asap dari kertas yang dibakar. Setiap intensitas asap yang diterima sensor akan berpengaruh pada nilai output dari sensor. Output ini berupa tegangan yang diterjemahkan oleh mikrokontroler ATMega16 melalui ADC (Analog to Digital Converter). Gambar dibawah ini menunjukkan data sensor ketika didekatkan dengan asap.
Gambar 4.14 Tampilan LCD Nilai Sensor asap menggunakan AD
Dari hasil pengujian gambar 4.14 LCD akan menampilkan banyaknya asap dalam ruangangan.Data ini digunakan sebagai acuan untuk mengetahui keadaan sekitar robot ketika mencari korban. Apabila robot mendeteksikadar CO dan NO yang berlebih yang akan di kirim ke komputer, maka tim SAR akan dapat bergerak cepat dan untuk menolong korban dengan membawa oksigen. Dan hal ini juga membantu tim SAR apakah mereka perlu menggunakan masker dan oksigen ketika mencari korban.
4.3 Pengujian Camera Webcam menggunakan Visual Studio 2010 Dalam simulasi pengujiannya robot diletakkan di bawah meja, ketika
dilakukan perintah untuk pergerakkan robot ,robot akan menampilkan pada komputer keadaan di sekitarnya. Ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini
Gambar4.15 Visual Studio 2010 Menampilkan Capture Webcam
Dari hasil gambar yang kita peroleh diatas, kita dapat melihat dan memantau keadaan disekitar robot. Hal ini kelak akan dapat membantu para tim SAR melihat keadaan sekitar robot, mencari dan menemukan korban , dan memantau kondisi korban didalam reruntuhan.
Untuk listing program camera webcam nya digunakan program vb2010, Dengan menggunakan program ini, menghasilkan aplikasi dengan cepat, baik pada proses perancangan input dan output aplikasi, dan jika dalam pengembangan simulasi kelak perlu penambahan komponen maka fasilitas pemogramannya sangat banyak. Dibawah ini adalah gambar dari listing program camera webcam
Gambar4.16 Listing Program Start Camera Webcam
4.4 Pengujian Komunikasi Serial to TTL (Telemetri Data Sensor)
ATMega 16 terdapat pin Rx (pengirim data serial ) dan Tx (penerima data serial) dan ini biasanya dihubungkan ke rangkaian minimum sistem . Karena hal ini digunakan berkomunikasi dengan komputer maka komunikasi serial komputer serial komputer menggunakan RS 232 yang ayunan gelombang nya + 25v sampai -25v. Komunikasi serial tersebut dijadikan jalur pengiriman data suhu yang dibaca oleh sensor suhu LM35 dan sensor asap MQ5 dan kemudian diterima komputer untuk diolah lebih lanjut. Hasil data komunikasi serial to telemetri ditunjukkan pada gambar di bawah ini,
Gambar 4.17 Hasil data komunikasi serial to TTL (Telemetri Data Sensor)
4.5 Pengujian Navigasi Robot menggunakan Kendali Visual Studio 2010
Gambar 4.18 Kendali navigasi robot untuk maju
Gambar 4.19 Kendali navigasi robot untuk ke kanan
Gambar 4.20 Kendali navigasi robot untuk mundur
Gambar 4.21 Kendali navigasi robot untuk ke kiri
Dari gambar 4.18 ketika kita mengklik maju maka robot akan bergerak maju, gambar 4.19 ketika kita mengklik kekanan maka robot akan bergerak ke kanan , gambar 4.20 ketika kita mengklik mundur maka robot akan bergerak mundur, dan gambar 4.21 ketika kita mengklik ke kiri maka robot akan bergerak .Dalam simulasi, robot dapat kita kendalikan pergerakkannya melalui komputer sehingga mempermudah kita mengetahui keberadaannya dan keadaan sekitarnya. Dari hasil yang kita peroleh di atas tim SAR dalam simulasi akan lebih mudah mengendalikan robot dan mengetahui keadaan disekitar robot seperti apa.
4.6 Pengujian Rangkaian Transmitter dan Receiver Radio YS1020
Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jangkauan maksimum pengiriman data dengan mikrokontroler melalui Radio YS1020 serta untuk mengetahui tingkat akurasi pengiriman data apakah data yang diterima sama dengan yang ditampilkan computer/laptop
Tabel 4.2. Pengujian Jarak Maksimum Radio tanpa Penghalang
Jarak (M) Data
5 Diterima
10 Diterima
15 Diterima
20 Diterima
25 Diterima
30 Diterima
35 Diterima
40 Diterima
45 Diterima
50 Diterima
55 Diterima
60 Diterima
65 Diterima
70 Diterima
75 Diterima
80 Diterima
85 Diterima
90 Diterima
95 Tidak Diterima 100 Tidak Diterima
Tabel 4.3. Pengujian Jarak Maksimum Radio Di dalam Ruangan
Jarak (M) Data
10 Diterima
20 Diterima
30 Diterima
40 Diterima
50 Diterima
60 Diterima
70 Diterima
80 Tidak Diterima
90 Tidak Diterima
100 Tidak Diterima
Berdasarkan data hasil pengukuran pada table 4.1 dan 4.2 diketahui bahwa jangkauan maksimum pengiriman data adalah 90 meter ketika tanpa penghalang dan 70 meter ketika di dalam ruangan. Lebih dari jarak tersebut maka proses transmisi akan mengalami gangguan dengan di tandainya sinyal yang di transmisikan terkadang dapat ditangkap oleh receiver atau terkadang tidak dapat menangkap sinyal yang di transmisikan oleh transmitter. Hal ini terjadi Karena
antena yang digunakan juga mempengaruhi daya pancar transmitter tersebut sehingga menyebabkan kurang mendukung terciptanya daya pancar yang lebih besar.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan Penelitian yang telah dilaksanakan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Dalam simulasi,data yang dideteksi oleh sensor dapat diterima dan dikirim melalui radio frekuensi dan berhasil ditampilkan pada
computer/laptop sesusai data yang ditampilkan pada LCD sehingga dapat pada pengaplikasiannya tim Rescue dapat mengambil tindakan cepat untuk menolong korban dan meminimalisir jatuhnya korban.
2. Dalam simulasi,penampilan gambar dan navigasi robot dapat membantu tim SAR untuk melihat keadaan disekitar robot, mencari korban,
memantau korban.
3. Dalam simulasi, pengiriman dan penerimaan data dari computer/laptop ke robot dengan menggunakan radio frekuensi ditransmisikan dengan baik pada jarak jangkauan sampai kurang 90 meter tanpa penghalang dan kurang 70 dalam ruangan sehingga tim SAR harus lebih dekat dengan reruntuhan agar dapat data yang akurat
5.2 Saran
Sebagai masukan guna pengembangan lebih lanjut dari penelitian ini, maka penulis memberikan saran dimana sensor suhu yang digunakan untuk pengembangan yang lebih lanjut menggunakan sensor suhu tubuh manusia agar kita dapat mendekteksi dengan pasti letak korban dan radio yang digunakan adalah radio yang menggunakan frekuensi yang jauh agar meminimalisir korban dari pihak tim SAR.
DAFTAR PUSTAKA
Andrianto.Heri,2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16, Penerbit Informatika. Bandung.
Budiharto, Widodo, 2008, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATMega 16.
Penerbit Elex media Komputindo. Jakarta.
Setiawan, afri, 2011, 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMega8535 dan ATMega 16
Menggunakan Bascom-AVR,Penerbit Andi. Yogyakarta.
Pitowarno, Endra, 2006, Robotika: Desain,Kontrol,Kecerdasan Buatan.
Penerbit Andi .Yogyakarta.
http://www.atmel.com/pt/br/Images/doc2466.pdf http://www.LM35sensor.com/products/2201pdf.
https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/ADM1602K-NSA-FBS3.3v.pdf www.es.co.th/schemetic/pdf/YS1020.pdf
LAMPIRAN A
Program CODEVISIONAVR
Untuk program mikrokontroler pada Robot
/*****************************************************
Date : 8/24/2014
Chip type : ATmega16 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 11.059200 MHz Memory model : Small
External RAM size : 0 Data Stack size : 256
*****************************************************/
#include <mega16.h>
#include <delay.h>
#define buzzer PORTA.4 char data,buffer[33];
unsigned int data_gas,gas,data_suhu;
float suhu;
// Alphanumeric LCD functions
#include <alcd.h>
// Standard Input/Output functions
#include <stdio.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x40
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}
// Declare your global variables here
//=========================================================
//Program FUNGSI Pergerakan / MANUVER ROBOT
//=========================================================
void maju()
{ PORTB.4=1; PORTB.5=0; // kiri maju PORTB.6=0; PORTB.7=1; // kanan maju }
void mundur()
{ PORTB.4=0; PORTB.5=1; // kiri mundur PORTB.6=1; PORTB.7=0; // kanan mundur }
void kanan()
{ PORTB.4=1; PORTB.5=0; // kiri maju PORTB.6=1; PORTB.7=0; // kanan mundur }
void kiri()
{ PORTB.4=0; PORTB.5=1; // kiri mundur PORTB.6=0; PORTB.7=1; // kanan maju }
void stop()
{ PORTB.4=0; PORTB.5=0; // kiri mundur PORTB.6=0; PORTB.7=0; // kanan maju }
void main(void) {
// Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTA=0x00;
DDRA=0x10;
// Port B initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTB=0x00;
DDRB=0xFF;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=P State2=T State1=T State0=T
PORTC=0x08;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF
// OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer1 Stopped // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF
// OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off
// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00;
MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On
// USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 UCSRA=0x00;
UCSRB=0x18;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
UBRRL=0x47;
// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 691.200 kHz // ADC Voltage Reference: AVCC pin
// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
// SPI initialization // SPI disabled
SPCR=0x00;
// TWI initialization // TWI disabled
TWCR=0x00;
// Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTC Bit 0 // RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 4 // D5 - PORTC Bit 5 // D6 - PORTC Bit 6 // D7 - PORTC Bit 7 // Characters/line: 16 lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("ROBOT PENDETEKSI");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf(" -SUHU&GAS LPG- ");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
while (1) {
// Place your code here
//=========================================================
//Program untuk menampilkan data GAS dan SUHU
//=========================================================
data_suhu=read_adc(0);
data_gas=read_adc(2);
gas=data_gas/10;
suhu=((float)data_suhu*500)/1023;
data_suhu=(int)suhu;
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(buffer,"T=%2d%cC,G=%3d ppm",data_suhu,0xdf,gas);
lcd_puts(buffer);
printf("#T=%2d%cC,G=%3d ppm @",data_suhu,0xdf,gas);
if(suhu>45) {buzzer=1; delay_ms(50); lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Situasi BAHAYA ");}
else {lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Situasi AMAN ");}
buzzer=0; delay_ms(50);
//=========================================================
//Program untuk PERGERAKAN ROBOT
//=========================================================
if((UCSRA&0x80)==0x80) { data=getchar();
if (data=='a') {maju(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" - -ROBOT MAJU-- ");}
else if(data=='b') {mundur(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" - ROBOT MUNDUR- ");}
else if(data=='c') {kanan(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" - ROBOT NGANAN- ");}
else if(data=='d') {kiri(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" - -ROBOT KIRI-- ");}
else {stop(); } }
} }
Program VISUAL BASIC 2010
Untuk Tampilan Interface pada Komputer Imports System.Runtime.InteropServices
PublicClassForm1 Dim serial AsByte Dim myport AsArray Dim a AsByte = 0 Dim b AsByte = 0 Dim c AsByte = 0 Dim d AsByte = 0
Dim serial_input AsString Dim cek AsString
Dim flag AsString Dim data_jam AsInteger Dim data_menit AsInteger
DelegateSubSetTextCallback(ByVal [text] AsString) Const WM_CAP_START = &H400S
Const WS_CHILD = &H40000000 Const WS_VISIBLE = &H10000000
Const WM_CAP_DRIVER_CONNECT = WM_CAP_START + 10 Const WM_CAP_DRIVER_DISCONNECT = WM_CAP_START + 11 Const WM_CAP_EDIT_COPY = WM_CAP_START + 30
Const WM_CAP_SEQUENCE = WM_CAP_START + 62 Const WM_CAP_FILE_SAVEAS = WM_CAP_START + 23
Const WM_CAP_SET_SCALE = WM_CAP_START + 53
Const WM_CAP_SET_PREVIEWRATE = WM_CAP_START + 52 Const WM_CAP_SET_PREVIEW = WM_CAP_START + 50
Const SWP_NOMOVE = &H2S Const SWP_NOSIZE = 1 Const SWP_NOZORDER = &H4S Const HWND_BOTTOM = 1
DeclareFunction capGetDriverDescriptionA Lib"avicap32.dll" _ (ByVal wDriverIndex AsShort, _
ByVal lpszName AsString, ByVal cbName AsInteger, ByVal lpszVer AsString, _
ByVal cbVer AsInteger) AsBoolean
DeclareFunction capCreateCaptureWindowA Lib"avicap32.dll" _ (ByVal lpszWindowName AsString, ByVal dwStyle
AsInteger, _
ByVal x AsInteger, ByVal y AsInteger, ByVal nWidth AsInteger, _
ByVal nHeight AsShort, ByVal hWnd AsInteger, _ ByVal nID AsInteger) AsInteger
DeclareFunction SendMessage Lib"user32"Alias"SendMessageA" _ (ByVal hwnd AsInteger, ByVal Msg AsInteger, ByVal wParam AsInteger, _
<MarshalAs(UnmanagedType.AsAny)>ByVal lParam AsObject) AsInteger
DeclareFunction SetWindowPos Lib"user32"Alias"SetWindowPos"
_
(ByVal hwnd AsInteger, _
ByVal hWndInsertAfter AsInteger, ByVal x AsInteger, ByVal y AsInteger, _
ByVal cx AsInteger, ByValcyAsInteger, ByVal wFlags AsInteger) AsInteger
DeclareFunction DestroyWindow Lib"user32" (ByVal hndw AsInteger) AsBoolean
Dim VideoSource AsInteger Dim hWnd AsInteger
PrivateSub Button_CONNECT_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button_CONNECT.Click
If serial = 0 Then
SerialPort1.ReceivedBytesThreshold = 19 SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text SerialPort1.BaudRate = ComboBox2.Text SerialPort1.Open()
Button_CONNECT.Text = "&Disconnect"
serial = 1
b_maju.Enabled = True b_mundur.Enabled = True b_kanan.Enabled = True b_kiri.Enabled = True ElseIf serial = 1 Then
SerialPort1.Close()
Button_CONNECT.Text = "&Connect SERIAL"
serial = 0
b_maju.Enabled = False b_mundur.Enabled = False b_kanan.Enabled = False b_kiri.Enabled = False EndIf
EndSub
PrivateSub Form1_Load(ByVal sender AsObject, ByVal e As System.EventArgs) HandlesMe.Load
myport = IO.Ports.SerialPort.GetPortNames() ComboBox1.Items.AddRange(myport)
Timer1.Enabled = True ListBox1.Items.Clear()
Dim DriverName AsString = Space(80) Dim DriverVersion AsString = Space(80) For i AsInteger = 0 To 9
IfcapGetDriverDescriptionA(i, DriverName, 80, DriverVersion, 80) Then
ListBox1.Items.Add(DriverName.Trim) EndIf
Next
b_maju.BackColor = Color.LightGray b_mundur.BackColor = Color.LightGray b_kanan.BackColor = Color.LightGray b_kiri.BackColor = Color.LightGray b_maju.Enabled = False
b_mundur.Enabled = False b_kanan.Enabled = False b_kiri.Enabled = False EndSub
PrivateSub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click VideoSource = ListBox1.SelectedIndex
SendMessage(hWnd, WM_CAP_DRIVER_DISCONNECT, VideoSource, 0) DestroyWindow(hWnd)
EndSub
PrivateSub start_cam_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles start_cam.Click
SendMessage(hWnd, WM_CAP_DRIVER_DISCONNECT, VideoSource, 0) DestroyWindow(hWnd)
VideoSource = ListBox1.SelectedIndex
hWnd = capCreateCaptureWindowA(VideoSource, WS_VISIBLE Or WS_CHILD, 0, 0, 0, _
0, PictureBox1.Handle.ToInt32, 0)
IfSendMessage(hWnd, WM_CAP_DRIVER_CONNECT, VideoSource, 0) Then
SendMessage(hWnd, WM_CAP_SET_SCALE, True, 0) SendMessage(hWnd, WM_CAP_SET_PREVIEWRATE, 30, 0) SendMessage(hWnd, WM_CAP_SET_PREVIEW, True, 0) SetWindowPos(hWnd, HWND_BOTTOM, 0, 0, _
PictureBox1.Width, PictureBox1.Height, _ SWP_NOMOVE Or SWP_NOZORDER)
Else
DestroyWindow(hWnd) EndIf
EndSub
PrivateSub Button_EXIT_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button_EXIT.Click Close()
End
IfSerialPort1.IsOpen() = TrueThen SerialPort1.Close()
EndIf
