SISTEM KONTROL PARKIR MOBIL OTOMATIS TERKOMPUTERISASI DAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

(1)

SISTEM KONTROL PARKIR MOBIL OTOMATIS

TERKOMPUTERISASI DAN BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

TUGAS AKHIR

Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan

Dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) Jurusan Teknik Elektro

A.A GEDE DARMAYASA NIM. 0704405096

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

(2)

i

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi (tugas akhir) ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Denpasar, Juli 2012

A.A Gede Darmayasa NIM. 0704405096

(3)

ii

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

LEMBAR PENGESAHAN USULAN TUGAS AKHIR

JUDUL : SISTEM KONTROL PARKIR MOBIL OTOMATIS

TERKOMPUTERASI DAN BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16 DISUSUN OLEH : A.A GEDE DARMAYASA

NIM : 0704405096

JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO

BIDANG STUDI : SISTEM TENAGA LISTRIK

Denpasar, 8 November 2011

Menyetujui, Dosen Pembimbing I

Ir. I. B Alit Swamardika, M. Erg. NIP : 19661218 199403 1 001

(4)

iii ABSTRAK

Selama ini, gedung parkir mobil yang dibangun secara vertikal belum efektif dari segi waktu, keamanan, kenyamanan serta kapasitas mobil yang mampu ditampung. Salah satu solusi menanggulangi masalah perparkiran ini adalah merancang sistem parkir mobil bertingkat yang berkerja secara otomatis. Terdapat beberapa permasalahan dalam perancangan sistem parkir otomatis ini yaitu bagaimana merancang sistem kontrol parkir dengan menggunakan lift agar mempunyai keandalan dan kenyaman dan merancang suatu sistem kontrol parkir mengunakan mikrokontroler Atmega 16 agar dapat beroperasi secara otomatis, sehingga dapat merancang dan merealisasikan sebuah protipe dari simulasi sistem kontrol ini.

Metode dalam pembuatan sistem ini dibagi menjadi dua bagian yaitu pertama perancangan perangkat keras (hardware) merancang perangkat mekanik dan merancang rangkaian elektronika. Pada perancangan mekanik dibuat prototipe gedung yang terdiri dari 2 lantai dan 2 ruangan kanan dan kiri. Kedua, perancangan perangkat lunak (software). Perancangan perangkat lunak ada dua sistem yaitu pertama sistem pada visual basic yang berinteraksi dengan database untuk mentukan ruangan parkir dan pengambilan mobil dan kedua, sistem pada mikrokontroler. Hasil dari pengolahan data visual basic akan dikirim ke mikrokontoler berupa command selanjutnya mikrokontroler akan mengerakkan motor DC yang dihubungkan dengan driver motor.

Hasil dari perancangan sistem ini yaitu sistem dapat mengerakkan masing – masing motor DC pada mekanik prototipe sesuai dengan data olahan dari visual basic.

Kata Kunci : parkir otomatis, visual basic, mikrokontroler, mekanik, motor DC

(5)

iv ABSTRACT

During this time, the building of a car park built vertically not yet effective in terms of time, security, convenience and car capacity that is able to fit. One of the solution is design systems car park storey that work automatically. There are several problems in design of automatic parking system, namely how to design control systems using the elevator so that parking has the reliability and comfort and design a parking control systems use Atmega microcontroller 16 in order to operate automatically, so that it can design and realization of a protipe of this control system simulation.

Method in making this system divided into two parts those are first design hardware ( hardware ), design mechanical device, and designing electrinic circuits. In mechanical design made prototype building consisting of 2 floor and 2 room right and left. Second, the design of software (software). There are two design software system: first systems on visual basic interacting with a database to mentukan roomis parkir and retrieval of cars and second mikrokontroler systems on. Results of data processing visual basic be sent to mikrokontoler mikrokontroler will include command selanjutnya mengerakkan motor dc connected by a driver of a motor.

The result of the design of the system is that the system can move each DC on each motor mechanical prototype according to the data processed from visual basic.

(6)

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan rahmat dan perlindungan-Nya, sehingga Tugas Akhir yang berjudul “SISTEM KONTROL PARKIR MOBIL OTOMATIS TERKUMPUTERISASI BERBABSIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16” ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.Tugas Akhir ini disusun dalam rangka memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Ir. I Wayan Redana, MA.Sc., PhD. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT. sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana dan sekaligus sebagai pembimbing akademik.

3. Bapak Ir. I.B Alit Swamardika, M. Erg. sebagai Dosen Pembimbing I yang telah memberikan banyak petunjuk, semangat, waktu dan bimbingan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir.Tjok. Gede Indra Partha, M.Erg.,MT. sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan banyak petunjuk, semangat, waktu dan bimbingan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Anggota keluarga dan kekasih saya I Gusti Ag. Ayu Putu Sri Septiari Dewi, ST. yang telah memberikan dukungan baik jasmani maupun rohani selama penulis menyusun Tugas Akhir ini.

6. Teman-teman penulis khususnya team robot KSR teknik , ukm ROBOTEC Udayana, LXTRO angkatan 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 dan dari semua jurusan yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik dan saran baik

(7)

vi

yang konstruktif maupun tidak dari berbagai pihak sangat penulis hargai dan harapkan. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam

pengembangan ilmu sains dan teknologi, pengetahuan luas serta semua pihak

Denpasar, Juni 2012

(8)

vii DAFTAR ISI

PERNYATAAN ... i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR KODE PROGRAM ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Manfaat ... 2

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Kendali... 4

2.1.1 Sistem Kendali Loop Terbuka ... 4

2.1.2 Sistem Kendali Loop Tertutup... 5

2.1.3 Analisa Kinetika Maju dan Kinematika Inversi ... 7

2.2 Mikrokontroler AVR Atmega 16 ... 8

2.2.1 Port Atmega 16 Sebagai Input/Output ... 8

2.2.2 Serial pada Atmega 16 ... 10

2.3 Motor Dc ... 11

2.3.1 Prinsip Kerja Motor DC... 12

2.3.2 Jenis – Jenis Motor DC ... 15

2.4 Sistem Mekanik Roda Gigi / GearBox ... 16

2.4.1 Torsi ... 16

2.4.2 Torsi dan Kecepatan ... 16

2.4.3 Rasio Roda Gigi ... 17

2.4.4 Efesiensi Roda Gigi ... 18

2.4.5 Gear Chain ... 18

2.4.6 Compound Gear... 20

2.4.7 Jenis – jenis Roda Gigi/ Gear Box ... 20

2.4.7.1 Spur Gear ... 20

2.4.7.2 Helical Gears ... 20

2.4.7.3 Sproket Gears Dengan Rantai ... 21

2.4.7.4 Bevel Gears ... 21

2.4.7.5 Rack and Pinion ... 22

2.4.7.6 Worm Gears ... 22

(9)

viii

2.4.7.8 Crown and Pinion Gear ... 23

2.4.7.9 Roda pully ... 23

2.5 Limmit Switch ... 24

2.6 Relay ... 25

2.6.1 Prinsip Kerja dan Simbol ... 26

2.6.2 Jenis – jenis Relay ... 27

2.7 Komunikasi Serial ... 29

2.7.1 Tata Cara Komunikasi Serial ... 29

2.7.2 Konfigurasi Port Serial ... 30

2.7.3 Alasan Menggunakan Port Serial ... 32

2.7.4 Konverter Tingkat RS232 ... 33

2.8 Visual Basic 2008 ... 34

2.8.1 Fitur Visual Basic ... 35

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 37

3.2 Data ... 37

3.2.1 Sumber Data ... 37

3.2.2 Metode Pengumpulan Data... 37

3.3 Alur Analisis ... 37

3.4 Metode Perancangan ... 40

3.4.1 Perancangan Perangkat Keras... 41

3.4.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 41

3.4.2.1 Proses Peletakan Mobil ... 43

3.4.2.2 Proses Pengambilan Mobil ... 45

BAB IV ANALISIS HASIL DAN PEMBAHSAN 4.1 Impelmentasi Model atau Protptipe Parkir Otomatis ... 48

4.2 Implementasi Rangkaian Mekanik ... 48

4.2.1 Mekanik Pada Lift ... 49

4.2.2 Mekanik Pada Pallet ... 50

4.3 Uji Coba Personal Komputer (PC) ke Mikrokontroler ... 52

4.3.1 Uji Coba Koneksi Visual Basic ke Database ... 52

4.3.2 Uji Coba Modul Konverter RS 232 ... 55

4.3.3 Uji Coba Pengiriman Data Visual Basic ke mikrokontroler ... 58

4.4 Uji Coba Modul Elektronika ... 62

4.4.1 Uji Coba Modul Minimal Sistem Mikrokontroler ... 62

4.4.2 Uji Coba Driver Motor ... 72

4.5 Uji Coba Keseluruhan Rancangan Bangun/Prototipe ... 79

BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan ... 89

(10)

ix

DAFTAR PUSTAKA ... 90 LAMPIRAN 1 Kode Program Mikrokontroler

LAMPIRAN 2 Kode Program Visual Basic

LAMPIRAN 3 Datasheet Mikrokontroler Atmega 16 LAMPIRAN 4 Datasheet Max 232

(11)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kendali Loop Terbuka ... 4

Gambar 2.2 Sistem Pengendalian Tangan Robot ... 5

Gambar 2.3 Sistem Kendali Loop Tertutup ... 5

Gambar 2.4 Sistem Kendali Loop Tertutup Pada Motor Listrik ... 6

Gambar 2.5 Diagram Sistem Kontrol... 7

Gambar 2.6 Pin – Pin Atmega 16. ... 8

Gambar 2.7 Motor DC Sederhana ... 11

Gambar 2.8 Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor ... 12

Gambar 2.9 Medan Magnet Mengelilingi Konduktor... 12

Gambar 2.10 Medan Magnet Mengelilingi konduktor dan Diantara Dua Kutub ... 13

Gambar 2.11 Reaksi Garis Fluks ... 13

Gambar 2.12 Prinsip Kerja Motor Dc ... 14

Gambar 2.13 Torsi ... 16

Gambar 2.14 Transmisi Gear Hubungan Langsung Motor DC. ... 17

Gambar 2.15 Gear Chain... 19

Gambar 2.16 Penerapan Gear Chain ... 19

Gambar 2.17 Kompound Gear ... 20

Gambar 2.18 Spur Gear... 20

Gambar 2.23 Helical Gear... 21

Gambar 2.20 Sproket Gear ... 21

Gambar 2.21 Bevel Gears ... 22

Gambar 2.22 Rack and Pinion ... 22

Gambar 2.23 Worm Gear ... 22

Gambar 2.24 Planetary Gear ... 23

Gambar 2.25 Crown and Pinion Gear ... 23

Gambar 2.26 Konfigurasi Pulley Wheel ... 24

Gambar 2.27 Bagian Dalam Limit Switch ... 25

Gambar 2.28 Relay Yang Tersedia Di Pasaran ... 26

Gambar 2.29 Skema Relay Elektromekanik. ... 27

Gambar 2.30 Rangkain dan Simbol Logika Relay ... 27

Gambar 2.31 Relay Single Pole Double Throw (SPDT)... 28

Gambar 2.32 Relay Dengan Contact Lebih Dari Satu ... 28

Gambar 2.33 Data Pengiriman Huruf “A” Tanpa Paritas ... 30

Gambar 2.34 Konektor Serial DB-9 Pada Bagian Belakang CPU ... 31

Gambar 2.39 Top View IC MAX-232 Keluaran MAXIM ... 34

Gambar 2.40 Skema Logic Dan rangkaian Dasar Pada Ic MAX 232 Keluaran MAXIM ... 34

Gambar 3.1 Alur Analisis Sistem Kontrol Parkir mobil otomatis...40

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem kontrol Parkir Mobil Otomatis ... 41

Gambar 3.3 Flowchart program keseluruhan Sistem kontrol pergerakan mekanik ... 43

Gambar 3.4 Flowchart Program Peletakan Mobil ... 45

(12)

xi

Gambar 4.1 Implementasi Prototype Parkir Otomatis ... 48

Gambar 4.2 Gear 1 ... 49

Gambar 4.3 Gear 2 ... 49

Gambar 4.4 Palet pada Lift ... 50

Gambar 4.5 Motor DC High Power Motors ( type : Copal LC32F – 184VE ) ... 51

Gambar 4.6 Kombinasi Helical Gear pada Palet ... 51

Gambar 4.7 Database Parkir Jika Dalam Keadaan Kosong ... 52

Gambar 4.8 Hasil Koneksi Visual Basic dengan Database Keadaan Parkir ... 54

Gambar 4.9 Hasil Koneksi Visual Basic dengan Database Keadaan Mengambil ... 54

Gambar 4.10 Rangkaian Konverter RS 232 ... 55

Gambar 4.11 Skema Percobaan Konverter RS 232 ... 55

Gambar 4.12 Settingan Hyper Terminal ... 58

Gambar 4.13 Hasil Karakter Yang Diterima Komputer ... 58

Gambar 4.14 Sistem Minimal ... 63

Gambar 4.15 Skema Percobaan Output Port... 63

Gambar 4.16 Hasil Pengujian Output High ... 65

Gambar 4.17 Hasil Pengujian Output Low ... 67

Gambar 4.18 Skema Percobaan Input ... 68

Gambar 4.19 Hasil Percobaan Input Pertama ... 70

Gambar 4.20 Hasil Percobaan Input Kedua ... 71

Gambar 4.21 Driver Motor Dc ... 72

Gambar 4.22 Proses Pengujian Keseluruhan Rancang Bangun / Prototipe ... 80

Gambar 4.23 Hasil Tampilan VB Untuk Parkir Ruang 1 lantai 1 ... 81

Gambar 4.24 Hasil Pergerakan Mekanik Untuk Parkir Ruang 1 Lantai 1 ... 81

Gambar 4.25 Hasil Tampilan VB Untuk Parkir Ruang 2 Lantai 1 ... 82

Gambar 4.31 Hasil Tampilan VB Untuk Pengambilan Ruang 1 Lantai 1 ... 85

Gambar 4.32 Hasil Pergerakan Mekanik Untuk Pengambilan Ruang 1 Lantai 1 ... 85

Gambar 4.34 Hasil Pergerakan Mekanik Untuk Pengambilan Ruang 2 Lantai 1... 86

Gambar 4.36 Hasil Pergerakan Mekanik Untuk Pengambilan Ruang 1 Lantai 2... 87

Gambar 4.37 Hasil Tampilan VB Untuk Pengambilan Ruang 2 Lantai 2 88 Gambar 4.38 Hasil Pergerakan Mekanik Untuk Pengambilan Ruang 2 Lantai 2... 88

(13)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi Port Atmega 16 ... 10

Tabel 2.2.Konfigurasi Pin dan Nana Sinyal Konektor Serial DB-9 ... 31

Tabel 4.1 Hasil Intruksi Prosedur ... 62

Tabel 4.2 Hasil Percobaan Output Pertama Pada Sistem Minimal ... 65

Tabel 4.3 Hasil Percobaan Output Kedua Pada Sistem Minimal ... 67

Tabel 4.4 Hasil Percobaan Input Pertama Pada Sistem Minimal ... 70

(14)

xiii

DAFTAR KODE PROGRAM

Kode Program 4.1 Program Komunikasi Visual Basic ke Database ... 53

Kode Program 4.2 Program Komunikasi Serial RS 232 ... 54

Kode Program 4.3 Contoh Kode Program Dalam Proses Pengiriman Data ... 59

Kode Program 4.4 Perintah Untuk Mengeluarkan Output Berlogika “1” ... 64

Kode Program 4.5Perintah Untuk Mengeluarkan Output Berlogika “0” ... 66

Kode Program 4.6 Pengujian Input Menggunakan Dip Switch ... 68