APLIKASI SENSOR SHARP GP2Y0A21
PADA PROTOTYPE ROBOT BOAT PENGANGKUT SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA2560
LAPORAN AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh :
TRY SOELAIMAN BASKORO 0611 3032 0239
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
APLIKASI SENSOR SHARP GP2Y0A21
PADA PROTOTYPE ROBOT BOAT PENGANGKUT SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA2560
LAPORAN AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :
TRY SOELAIMAN BASKORO 0611 3032 0239
Mengetahui,
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. A. Rahman, M.T. Yurni Oktarina, S.T., M.T.
NIP.19620205 199303 1 002 NIP. 19771016 200812 2 001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Ir. Ali Nurdin, M.T. Yudi Wijanarko, S.T .,M.T.
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Try Soelaiman Baskoro
NIM : 0611 3032 0239
Program Studi : Teknik Elektronika Jurusan : Teknik Elektro
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Laporan Akhir yang telah saya buat dengan judul “ APLIKASI SENSOR SHARP GP2Y0A21 PADA PROTOTYPE ROBOT BOAT PENGANGKUT SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA2560” adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain, kecuali telah disebutkan sumbernya.
Palembang, Juli 2014 Penulis
MOTTO
“Jangan pernah takut gagal saat akan melakukan sesuatu hal yang baru, karena dengan tidak adanya kegagalan kita tidak akan pernah tau
apa itu keberhasilan”.
Kupersembahkan kepada :
Kedua Orang Tuaku yang Tercinta
Kakak-kakakku tersayang
Dosen Pembimbingku
Seorang kekasih yang selalu memberi dukungan setiap hari
Seluruh teman 6EB tersayang Elektronika’11
ABSTRAK
APLIKASI SENSOR SHARP GP2Y0A21
PADA PROTOTYPE ROBOT BOAT PENGANGKUT SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA2560
TRY SOELAIMAN BASKORO
Kurangnya kepedulian masyarakat dengan kebersihan lingkungan masih sering terjadi, khususnya aliran sungai. Dalam hal ini diperlukan petugas kebersihan dengan jumlah yang tidak sedikit. Untuk itu disini dibutuhkan teknologi untuk membantu mengurangi beban para petugas kebersihan tersebut. Beragam teknologi yang berkembang dengan sistem kerja secara otomatis, khususnya dalam bidang robotika. Salah satu contoh adalah dengan penggunakan robot boat pengangkut sampah. Robot ini merupakan salah satu jenis robot mobile yang mampu beroperasi diatas permukaan air dan juga bergerak otomatis berdasarkan halangan disekitarnya dengan bantuan sensor-jarak. Dengan menggunakan sensor jarak ini, maka dapat dideteksi keberadaan objek/halangan yang berada disekitar robot (depan, kanan dan kiri). Sensor yang digunakan adalah sensor SHARP GP2Y0A21. Sensor jarak ini mampu menghitung jarak objek sekitar 10 cm sampai 80 cm dengan menghindari objek tersebut dengan cara memancarkan elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik (inframerah). Sensor ini memiliki bagian transmitter/emitter yang memancakan sinyal inframerah dan receiver (detektor) yang menangkap pantulan dari inframerah (apabila mengenai objek). Apabila obyek menjauh tegangan keluaran akan semakin mengecil, begitu juga sebaliknya. Hal ini bisa dilihat saat melakukan pengukuran tegangan keluaran pada sensor. Sensor ini juga yang berperan pada pergerakan robot saat beroperasi sebagai pemberi reaksi ke komponen lainnya seperti, modul kompas 3-Axiss, motor DC dan motor servo.
ABSTRACT
APPLICATIONS SHARP GP2Y0A21 SENSOR
IN PROTOTYPE BOAT ROBOT GARBAGE CARRIER
BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA2560
TRY SOELAIMAN BASKORO
Lack of public awareness of the surrounding environment is still common ,espcecially watersheds . In this case we need janitors so that in here we also need technology for helping the janitors . The variety of evolving technologies the automatically system work specifically in the field of robotics . For example is the use of garbage robotic boat . This robot is one of mobile robot which is able to operate on the surface of the water and also can be moved automatically based on obtacle around it with the help of proximity sensors with the help of proximity sensors that can detect the presence of objects or obstacles that were around the robot (in front of , right, and left) . The sensor is SHARP GP2Y0A21 , where the sensor is able to detect an object about 10 cm to 80 cm . This sensor has a transmitter or emitter section and a receiver (detector) will emit the infrared signal from the infrared reflection. Whereas reflection from infrared it will be captured by the detector section (if it on the object). If the object away when the light will be more acceptable to the right (the direction of the receiver) and the output voltage will be much smaller and rather it . We can see at the time of measurement. This can be seen when measuring the output voltage on the sensor. This sensor also plays a role in the movement of the robot when it is operating as a conduit to other components such reactions, compass module 3-Axiss, DC motors and servo motors
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya dan salam tak lupa penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul “APLIKASI SENSOR SHARP GP2Y0A21 PADA PROTOTYPE ROBOT BOAT PENGANGKUT SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA2560”. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Palambang.
Dalam pembuatan Laporan Akhir ini penulis mendapatkan beberapa hambatan dan kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan. Untuk itu penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. A. Rahman, M.T. sebagai pembimbing I yang telah memberikan pengarahan dan penjelasan yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.
2. Ibu Yurni Oktarina, S.T., M.T. sebagai pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan serta penjelasan yang sangat membantu penulis selama penulisan Laporan Akhir ini.
Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan dan dorongan yang telah diberikan sehinga dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini. Ucapan terima kasih ini penulis tujukan kepada :
1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politekni Negeri Sriwijaya Palembang
4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika.
5. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro.
6. Seluruh staf teknisi laboratorium maupun bengkel Jurusan Teknik Elektro
7. Kedua orang tuaku yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil.
8. Sahabat sekelompokku, Baskoro Hf.
9. Teman-teman yang telah membantu (Kak Jepi, Angga, Fredy, Akbar, Adam, Ridho, Niya, Widya)
10. Rekan-rekan seperjuangan Teknik elektronika angkatan 2011 dan khusunya kelas 6 EB yang telah saling memberikan dukungan dan semangat.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun.
Akhir kata penyusun mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penyusun dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Amin.
Palembang, Juli 2014
DAFTAR ISI 1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Perumusan Masalah... 2
1.3 Pembatasan Masalah... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat ... 2
1.4.1 Tujuan... 2
1.4.2 Manfaat... 2
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.5.1 Metode Literatur... 3
1.5.2 Metode Wawancara... 3
1.5.3 Metode Observasi... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Catu Daya (Power Supply)... 5
2.1.1 Baterai Li-po... 6
2.2 Sensor SHARP GP2Y0A21... 8
2.2.1 Pin Out Sensor SHARP GP2Y0A21... 8
2.2.2 Prinsip Kerja Sensor SHARP GP2Y0A21... 10
2.3 Modul Kompas 3-Axis HMC3885L... 12
2.3.1 Spesifikasi Modul Kompas 3-Axis HMC3885L... 13
2.4 Mikrokontroler ATMEGA2560 ... 13
2.4.1 Daya (Power)... 16
2.4.2 Memori... 17
2.4.3 Input dan Output... 17
2.4.4 Komuniasi... 18
2.4.5 Programming... 18
2.4.6 Reset Otomatis (Software)... 19
2.5 MOSFET... 19
2.5.1 Jenis-jenis MOSFET... 20
2.6 Motor DC ... 21
2.6.1 Konstruksi Motor DC... 22
2.7 Motor Servo... 24
2.7.1 Motor Sero Continuos... 24
2.7.2 Motor Servo Standar... 24
2.7.3 Prinsip Kerja Motor Servo... 25
BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Perancangan Dan Tahap-Tahap Perancangan... 26
3.2 Diagram Blok... 27
3.3 Langkah Perancangan... 27
3.3.1 Perancangan Mekanik... 27
3.3.2 Perancangan Elektronik... 29
3.3.3 Langkah-langkah Perancangan Elektronik... 31
3.3.3.1 Rangkaian catu daya... 32
3.3.3.3 Koneksi Sensor SHARP GP2Y0A21... 35
3.3.3.4 Koneksi Modul kompas 3-Axiss HMC5883L... 36
3.3.4 Perancangan Software... 37
3.3.5 Penginstalan USB Driver... 37
3.3.6 Upload Program... 38
3.4 Flowchart... 40
3.5 Prinsip Kerja Alat... 41
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Tujun Pengujian dan Pengukuran... 43
4.2 Langkah-langkah Pengujian... 43
4.3 Titik Pengukuran... 44
4.4 Hasil Pengukuran... 45
4.5 Analisa... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 51
5.2 Saran... 51 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh rangkaian catu daya... 5
Gambar 2.2 Contoh baterai Li-po... 6
Gambar 2.3 UBEC ( Universal Battery Elimination Circuit)... 7
Gambar 2.4 Bagian Depan dan Belakang Sensor SHARP GP2Y0A21... 8
Gambar 2.5 Pin out pada sensor Sharp GP2Y0A21... 9
Gambar 2.6 JST connector 3-pin... 9
Gambar 2.7 Sudut pantul SHARP GP2Y0A21... 10
Gambar 2.8 GP2Y0A21 Blok Diagram... 10
Gambar 2.9 Kurva SHARP GP2Y0A21... 11
Gambar 2.10 Modul Kompas 3-Axiss HMC5883L... 13
Gambar 2.11 Modul Arduino Mega... 14
Gambar 2.12 Konfigurasi pin I/O Arduino Mega... 15
Gambar 2.13 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion... 20
Gambar 2.14 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement... 21
Gambar 2.15 Motor DC... 21
Gambar 2.16 Konstruksi Motor DC... 22
Gambar 2.17 Konstruksi Bagian Stator Motor... 23
Gambar 2.18 Konstruksi Rotor Motor DC... 23
Gambar 2.19 Konstruksi Komutator Motor DC... 23
Gambar 2.20 Motor Servo Continuous... 24
Gambar 2.21 Motor Servo Standar Anonim ... 25
Gambar 2.22 Hubungan Lebar Pulsa PWM dengan Arah Putaran Motor Servo 25 Gambar 3.1 Diagram Blok Prototype Robot Boat Pengangkut Sampah... 27
Gambar 3.2 Mekanik Prototype Robot Boat Tampak Atas... 28
Gambar 3.3 Mekanik Prototype Robot Boat Tampak Samping... 28
Gambar 3.4 Mekanik Lengan Jaring... 29
Gambar 3.5 Skema rangkaian Keseluruhan Prototype Robot Boat... 30
Gambar 3.6 Rangkaian catu daya... 33
Gambar 3.8 Tata Letak Komponen Catu Daya... 33
Gambar 3.9 Rangkaian Driver Mosfet... 34
Gambar 3.10 Layout Driver Mosfet... 34
Gambar 3.11 Tata Letak Komponen Driver Mosfet... 35
Gambar 3.12 Koneksi Sensor SHARP GP2Y0A21 dengan port Arduino Mega... 35
Gambar 3.13 Koneksi Modul Kompas 3-Axiss HMC3885L dengan Port Arduino Mega ... 36
Gambar 3.14 Tampilan Window Device Manager... 37
Gambar 3.15 Penginstalan Driver secara Otomatis... 38
Gambar 3.16 Software Arduino... 38
Gambar 3.17 Pemrograman Arduino... 39
Gambar 3.18 Upload Program... 39
Gambar 3.19 Flowchart Chart Prototype Robot Boat... 40
Gambar 4.1 Titik-titip yang diukur pada rangkaian... 44
Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Pada Power Supply... 45
Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Tegangan Motor DC... 46
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Jarak Percobaan Dengan Tegangan Output (V) Sensor Jarak SHARP GP2Y0A21... 48
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor SHARP GP2Y0A21... 9
Tabel 2.2 Spesifikasi Arduino Mega... 15
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Pada Power Supply (TP1 dan TP2)... 45
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Tegangan Motor DC (TP3)... 46
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Tegangan Output Sensor SHARP GP2Y0A21 (TP4)... 47
DAFTAR LAMPIRAN
