MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3
SKRIPSI
TOMMY FRANS NAINGGOLAN 111402063
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2017
MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi
TOMMY FRANS NAINGGOLAN 111402063
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2017
PERSETUJUAN
Judul : SIMULASI PENCARIAN OBJEK TENGGELAM DI
BAWAH AIR MENGGUNAKAN ROBOT BAWAH AIR BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3
Kategori : SKRIPSI
Nama : TOMMY FRANS NAINGGOLAN
Nomor Induk Mahasiswa : 111402063
Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI
Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Romi Fadillah Rahmat B.Comp.Sc.,M.SC Seniman S.Kom.,M.Kom NIP. 19860303 201012 1 004 NIP. 19870525 201404 1 001
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,
Romi Fadillah Rahmat B.Comp.Sc.,M.SC NIP. 19860303 201012 1 004
PERNYATAAN
SIMULASI PENCARIAN OBJEK TENGGELAM DI BAWAH AIR MENGGUNAKAN ROBOT BAWAH AIR BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, April 2017
TOMMY FRANS NAINGGOLAN 111402063
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dengan segala berkat dan karuniaNya penulisan tugas akhir ini berhasil diselesaikan. Selama penyelesaian tugas akhir ini, banyak bantuan dan kerja sama serta doa dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus, untuk kasih dan kebaikanNya sehingga penulis boleh menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
2. Kedua orangtua penulis, O.M. Nainggolan dan R. Sitompul, yang telah memberikan dukungan dan motivasi baik materil dan spiritual selama penulis mengikuti pendidikan hingga berakhirnya penulisan tugas akhir ini.
3. Kakak penulis ,Vera Rossy Nainggolan Am.Keb, yang telah memberikan dukungan dan motivasi baik materil dan spiritual selama penulis mengikuti pendidikan hingga berakhirnya penulisan tugas akhir ini.
4. Bapak Seniman, S.Kom., M.Kom selaku pembimbing 1 dan Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc selaku pembimbing 2 yang telah banyak meluangkan waktu dan pikiran beliau, memotivasi, memberikan arahan, kritik dan saran kepada penulis.
5. Bapak Indra Aulia S.TI., M.Kom dan Bapak Ivan Jaya, S.Si., M.Kom selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan saran kepada penulis.
6. Seluruh dosen, staff dan pegawai di Program Studi Teknologi Informasi serta Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.
7. Teman-teman Kost Cempaka 18A Tommy (si hubungan tanpa kejelasan), Tito (sang penabur), Formen (si anak koin), Werdana, dan Timbul yang sudah memberikan bantuan dalam segala hal.
8. Rekan seperjuangan diangkatan 2011 Program Studi Teknologi Informasi yang telah memberikan dukungan khususnya Hanafiah Ismed Siregar, Hardy Afandi Purba, Putra Panggabean.
9. Adik-adik di Program Studi Teknologi Informasi yang sudah memberikan bantuan, dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini khususnya Grace Lumanauw, Harysa Octafine Sihotang , Theresia Aruan dan Rona Simbolon. 10. Abang-abang GOJEK yang sudah bersedia setiap saat mengantarkan makanan
dalam keadaan apapun.
11. Abang-abang GRAB yang sudah bersedia mengantar penulis kemana saja dengan mobil apapun.
12. Kekasih penulis, Lestariana Situmorang Am.Keb yang sudah memberikan dukungan dan motivasi dalam proses perkuliahan dan pengerjaan skripsi. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih untuk segala pihak yang secara langsung maupun tidak langsung membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Semoga Tuhan Yesus Kristus membalas dengan terus memberikan karunia dan berkat yang tiada henti-hentinya bagaikan sungai kasih yang tiada berkesudahan.
ABSTRAK
Tenggelam merupakan kecelakaan yang dapat terjadi kapan saja di daerah perairan dan dapat berakhir dengan kematian dan hilang. Apabila hal tersebut telah terjadi, hal yang biasa dilakukan adalah mencari dengan masuk ke dalam air dimana hal tersebut memilki resiko yang sangat tinggi. Dengan tingkat resiko yang tinggi dalampencarian korban tenggelam yang hilang, maka diperlukan suatu pengembangan teknologi yang dapat membantu untuk mencari korban hilang dengan cara aman. Salah satunya adalah dengan penggunaan robot bawah air. Pengunaan robot bawah air yang dapat dikendalikan dari permukaan diharapkan dapat mengurangi resiko pencarian korban hilang. Robot bawah air adalah robot yang dirakit dengan tujuan untuk menemukan korban hilang dan mengangkatnya ke permukaan dengan menggunakan penjepit sebagai aktuator . Robot ini bergerak sesuai keinginan pengguna yang dikendalikan melalui remote rakitan yang terhubung ke robot secara wireless. Perintah pengguna dari remote dikirimkan ke mikrokontroler pada robot untuk diproses menjadi pergerakan robot. Robot ini dilengkapi kamera yang terhubung langsung dengan laptop melalui kabel, dimana kamera akan berfungsi untuk mengendalikan robot di dalam air dalam menemukan korban yang hilang. Pada penelitian ini, robot bawah air masih bersifat prototype dan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3. Hasil yang diperoleh dari pengujian sistem ini adalah robot dapat bergerak sesuai dengan kontrol pengguna menggunakan kamera seperti belok kanan, kiri, maju, mundur,naik, dan turun. Pada pengujian mengangkat objek, robot dapat melakukan dengan baik.
SIMULATED OF LOOKING FOR SUBMERGED UNDER WATER OBJECT USING AN UNDERWATER ROBOT BASED ON
MICROCONTROLER ARDUINO UNO R3
ABSTRACT
Drowning is an accident that could happend anywhere in the water areas and could be finished with death or lost. And if it happens, the common thing that people do is seeking by come into the water which it has an extremely high risk. And because of looking for the drowned victims has a very high risk, it required to develope the technology which could finding the victim safely. One of it is by using the underwater robot. The using of underwater robot that controlled from the land it expected could decrease the risk of finding the victim. The underwater is a robot that assembled with the intention of finding the victim and pull them out to the surface with clamp as the iquator. This robot move as the user desires by using remote that connected to the robot wireless. the order of the remote sent to the microcontroller in the robot to be proceced into the robot movement. This robot also be equipped by the camera that connected to the laptop by wire, with the function to controll the robot under the water to find the lost victim. In this research, the underwater robot still be prototype and using Arduino Uno R3 microcontroller. The result of the system testing the robot could move as the user controlling by using camera such turn right, left, onward, back, up and down. In the lifting of the objects testing the robot has done well.
DAFTAR ISI
Hal.
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
UCAPAN TERIMA KASIH iv
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat Penelitian 2 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 3
BAB 2 LANDASAN TEORI 5
2.1 Robot 5
2.1.1 Sejarah Robot 5
2.1.2 Karakteristik Robot 6
2.1.3 Tipe Robot 6
2.2 Mikrokontroller Arduino Uno R3 7
2.2.1 Spesifikasi 7
2.2.2 Proteksi 8
2.2.3 Power supply 8
2.2.5 Input dan output ( i/o ) 9
2.2.6 Komunikasi 10
2.3 Mikrokontroller ATMega8 11
2.3.1 Arsitektur mikrokontroller atmega 8 16
2.3.2 Cara kerja mikrokontroller 16
2.3.3 Fitur mikrokontroller 17
2.4 Kamera CCTV 17
2.5 Pemancar FST-4 19
2.6 Penerima CZS3 20
2.7 Gadmei TV Tuner USB Stick 20
2.8 Motor DC Magnet Permanen 22
2.8.1 Prinsip Kerja Motor DCMP 23
2.8.2 Cara Aktivasi Motor DCMP 23
2.9 Penelitian Terdahulu 24
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 27
3.1 Analisis 27
3.1.1 Arsitektur umum 27
3.1.2 Pemodelan persyaratan sistem dengan Use case 31
3.2 Perancangan Sistem 32
3.2.1 Komponen yang digunakan robot 32
3.2.2 Perancangan konstruksi robot bawah air 34
3.2.3 Perancangan kerangka robot 34
3.2.4 Perancangan Aktuator robot 35
3.2.5 Perancangan remote control robot 36
3.2.6 Perancangan rangkaian sumber tegangan 37 3.2.7 Perancangan pemancar dan penerima ASK 38 3.2.8 Perancangan Rangkaian Keseluruhan Robot 38 3.2.9 Perancangan Program Mikrokontroler 39
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 41
4.1 Implementasi Sistem 41
4.1.1 Implementasi konstruksi utama 41
4.1.2 Implementasi Controller 42
4.1.3 Implementasi konstruksi Aktuator 43
4.1.4 Implementasi Mikrokontroler 44
4.1.5 Implementasi Board Driver Motor DC 44 4.1.6 Implementasi WiFi Module FST-4 dan CZS3 45
4.1.7 Implementasi Penjepit 45
4.2 Implementasi Perangkat Lunak 46
4.2.1 Implementasi Module Program Mikrokontroler 46 4.2.2 Skema Pembuatan Program di Mikrokontroller
Arduino Uno R3 dan cara men-upload Program
ke Mikrokontroller Arduino Uno R3 46
4.3 Pengujian Sistem 47
4.3.1 Pengujian Aktuator dan Pergerakan Robot 48 4.3.2 Pengujian Lengan Penjepit Pada Robot 48
4.3.3 Pengujian Kamera Pada Robot 49
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 50
5.1 Kesimpulan 50
5.2 Saran 50
DAFTAR TABEL
Hal. Tabel 2.1 Spesifikasi Mikrokontroler Arduino R3 7
Tabel 2.2 Spesifikasi Kamera CCTV 700TVL 18
Tabel 2.3 Cara aktivasi motor DCMP 23
Tabel 3.1 Dokumentasi Naratif Use Case sistem 31
Tabel 3.2 Tabel Peralatan yang digunakan 32
Tabel 3.3 Tabel Rincian Komponen Fisik 33
Tabel 3.4 Tabel Rincian Komponen Elektronik 33 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Robot Secara Keseluruhan 47 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Robot Terhadap Kedalaman Air 47
DAFTAR GAMBAR
Hal. Gambar 2.1 Arsitektur Microcontrolle Arduino R3 7 Gambar 2.2 Susunan Pin Microcontroller ATMega8 11 Gambar 2.3 Blok Diagram Microcontroller ATMega8 12 Gambar 2.4 Arsitektur Microcontroller ATMega8 16
Gambar 2.5 Kamera CCTV 18
Gambar 2.6 Pemancar FST-4 19
Gambar 2.7 Penerima CZS3 20
Gambar 2.8 Gadmei TV Tuner 22
Gambar 2.9 Struktur Motor DCMP 22
Gambar 3.1 Arsitektur Umum 28
Gambar 3.2 Usecase Diagram Robot Bawah Air 31
Gambar 3.3 Rancangan Skema Kerangka Robot 35
Gambar 3.4 Rancangan Aktuator Robot Bawah Air 36
Gambar 3.5 Rancangan Remote Control Robot Bawah Air 37 Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian regulator IC 7805 37 Gambar 3.7 Perancangan Pemancar dan Penerima ASK 37 Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian keseluruhan robot 39
Gambar 3.9 Flowchart Sistem Secara Umum 40
Gambar 4.1 Implementasi Kerangka Robot Bawah Air 42
Gambar 4.2 Implementasi Controller 43
Gambar 4.3 Implementasi Aktuator Baling - baling 43
Gambar 4.4 Implementasi Mikrokontroller 44
Gambar 4.5 Implementasi Layout driver motor 44
Gambar 4.6 Implementasi Module FST4 dan CZS3 45
Gambar 4.7 Implementasi Pompa Air 45
Gambar 4.8 Tampilan Program Arduino 46
Gambar 4.9 Skema Pembuatan Program di Mikrokontroller Arduino R3 dan Cara meng-upload program ke
Mikrokontroller Arduino R3 46 Gambar 4.10 Pengujian Aktuator Robot Posisi
(a) Belok Kiri (b) Belok Kanan 48
Gambar 4.11 Pengujian Penjepit untuk mengangkat objek (a) Penjepit terbuka
(b) Penjepit tertutup 49
