PROYEK MIKROPROSESOR S1 DEPOK PTA 09/10
LINE TRACKING ROBOT
Oleh : Mohammad Ridwan Yusuf (21107116) Taufik Hidayat (21107657) KELAS 3KB01
LABORATORIUM MENENGAH ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER SISTEM KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS GUNADARMA 2009
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Proyek
: Line Tracking Robot
Nama / NPM
: 1. Mohammad Ridwan Yusuf / 21107116 2. Taufik Hidayat / 21107657
Kelas
: 3KB01
Diperiksa tanggal
:
___________________________
PJ. Mikroprosesor S1
PJ. Proyek MPS1 DEPOK
(Rendhika C G., SKom)
(Eko Tri Martono, SKom)
DAFTAR ISI
Daftar Isi ……………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………. …………. i Abstraksi…………………………………………………………………………………......ii Abstraksi…………………………………………………………………………………...... ii Bab I Mikrokontroler AT89S51 ………………………………… ……………………………………………………. ………………….1 1 Bab II Analisa Analisa Hardware ………………………………… …………………………………………………………….. …………………………..5 5 2.1 2.1 La Land ndas asan an Teo Teori ri ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……5 5 2.2 Bagian Bagian - Bagian Bagian Dasar Line Tracking Tracking Robot Robot ………………… …………………6 6 2.2.1 2.2.1 Kaki Kaki ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………7 7 2.2. 2.2.2 2 Ma Mata ta ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….. 7 2.2.3 2.2.3 Otak Otak ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. ……... 8 2.3 Kompon Komponen en - kompo komponen nen Line Line Trac Trackin king g Robo Robott ……………… ……………….. 8 2.3. 2.3.1 1 Resi Resist stor or ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……8 8 2.3.2 2.3.2 Trimpo Trimpott ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. ..9 9 2.3.3 2.3.3 Transi Transisto storr ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. …….9 9 2.3.4 2.3.4 Infra Infra Merah Merah ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. ..10 10 2.3.5 2.3.5 Pho Photo to Dioda Dioda ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. 11 2.3.6 2.3.6 IC ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. 11 2.3.6.1 2.3.6.1 LM 339 339 ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ………... ...12 12 2.3.6.2 2.3.6.2 L293 L293 ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………. ……... 12 2.3.6.3 2.3.6.3 AT89S5 AT89S51 1 ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……….. 12 2.3.7 2.3.7 Mot Motor or DC ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… …………… ……12 12 2.4 Analis Analisa a Rangk Rangkaia aian n secar secara a Blok Blok Dia Diagra gram m ……………… ……………………. …….13 13 2.4.1 2.4.1 Sumber Sumber Tega Teganga ngan n DC ……………… ……………………… ……………… ……………… ……….. 13 2.4.2 2.4.2 Sensor Sensor ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. 14 2.4.3 2.4.3 Kompar Komparato atorr ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….. 14
i
2.4.4 2.4.4 Mikrok Mikrokont ontrol roler er ……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ………….. …..16 16 2.4.5 2.4.5 Pengua Penguatt Tegang Tegangan an ……………… ……………………… ……………… ……………… ………….. ….... 17 2.4. 2.4.6 6 Outp Output ut ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……19 19 Bab III Anali Analisa sa Software Software .…………………… .………………………………… ………………………… …………………….. ………..20 20 3.1 3.1 Flow Flowch char artt Prog Progra ram m ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……… … 21 3.2 Analis Analisa a Progr Program am secar secara a Deta Detail il ……………… ……………………… ……………… ……………. …….22 22 3.3 Cara Cara Kerj Kerja a Line Line Tracki Tracking ng Robot Robot melalu melaluii Prog Program ram ………24 ………24 3.3.1 3.3.1 Kedua Kedua Sens Sensor or di di Jalur Jalur Putih Putih ……………… ……………………… ……………. ……... 24 3.3.2 3.3.2 Kanan Kanan di Jalur Jalur Hitam Hitam ……………… ……………………… ……………… ……………… ……….. ..24 24 3.3. 3.3.3 3 Kiri Kiri di Jal Jalur ur Hita Hitam m ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. ….25 25 3.3. 3.3.4 4 Kedu Kedua a Sens Sensor or di di Jalu Jalurr Hita Hitam m ………… ……………… ………… ………… ……… … 25 Bab IV Aplikasi Aplikasi Mikrokontr Mikrokontroler oler …………………… ………………………………… ………………………… ……………… … 26 Daftar Daftar Pustaka Pustaka ………………………… …………………………………… ……………………… ……………………... ………............. ............ ..28 28 Lampiran Lampiran ..…………………… ..………………………………… ………………………… ……………………… ……………………… ……………………… …………29 29
ABSTRAKSI
Line Tracking Robot atau Robot Pengikut garis merupakan suat suatu u bent bentuk uk robo robott berg berger erak ak oton otonom om yang yang memp mempun unya yaii misi misi mengikuti suatu garis pandu yang telah ditentukan secara otonom. Dalam perancangan dan implementasinya, masalah-masalah yang harus harus dipeca dipecahka hkan n adalah adalah sistem sistem pengl pengliha ihatan tan robot robot,, arsite arsitektu kturr perangkat keras yang meliputi perangkat elektronik dan mekanik, dan dan orga organi nisa sasi si pera perang ngka katt luna lunak k untu untuk k basi basis s peng penget etah ahua uan n dan dan pengendalian secara langsung. Tujuan
makalah
meng mengim impl plem emen enta tasi sika kan n
suat suatu u
ini
adalah Robo Robott
merancang
Peng Pe ngik ikut ut
Gari Garis s
dan deng dengan an
menggu menggunak nakan an mikrok mikrokont ontrol roler er AT89S5 AT89S51 1 dan sensor sensor infra infra merah. merah. Line Line Tracki Tracking ng Robot Robot ini berger bergerak ak berdas berdasark arkan an garis garis putih, putih, dan diharapkan diharapkan dapat melalui melalui berbagai berbagai macam bentuk bentuk lintasan lintasan yang dilaluinya. Tingkat kesulitan pembuatan robot ini tergantung pada track (jalur) yang akan dilalui Organisasi perangkat lunak menggunakan metode kejadian yang yang diatur diatur suatu suatu basis basis waktu waktu untuk untuk menghe menghemat mat penggu penggunaa naan n pewakt pewaktu. u. Bas Basis is penget pengetahu ahuan an robot robot berisi berisi pengko pengkodea dean n aksi aksi yang yang harus harus dilaku dilakukan kan oleh oleh robot robot berdas berdasark arkan an inform informasi asi dari dari sensor sensor.. Metode untuk transformasi informasi menjadi aksi menggunakan metode tabel tengok.
iii
BAB I MIKROKONTROLER AT89S51
IC Mi Mikr krok oko ontro ntrole lerr
AT89 AT89S5 S51 1
meru merupa paka kan n
IC yang yang dapa dapatt
digunakan digunakan untuk berbagai macam aplikasi mikrokontr mikrokontroler, oler, salah salah satuny satunya a untuk untuk aplika aplikasi si Line Line Tracki Tracking ng Robot Robot dimana dimana IC AT89S5 AT89S51 1 akan mengatur input dari sensor dan menghasilkan output berupa put putara aran
roda oda.
IC
mikr mikrok oko ontro ntroller
kelu keluar ara an
Atme At mell
ini ini
dapa dapatt
diprogram menggunakan port serial atau paralel. Penggunaan IC AT89S51 AT89S51 memiliki memiliki beberapa beberapa keuntungan keuntungan dan keunggulan keunggulan,, antara antara lain lain ting tingka katt kend kendal ala a yang yang ting tinggi gi,, ko komp mpon onen en pera perang ngka katt kera keras s ekstern eksternal al yang yang lebih lebih sediki sedikit, t, kemuda kemudahan han dalam dalam pemrogr pemrograma aman, n, hemat dari segi biaya, dan dapat beroperasi hanya dengan 1 chip & beberapa komponen dasar seperti kristal, resistor dan kapasitor. IC AT89S51 memiliki program internal yang mudah untuk dihapus dan diprogram diprogram kembali kembali secara secara berulang–u berulang–ulang. lang. IC AT89S51 AT89S51 berfungsi berfungsi sebaga sebagaii sentra sentrall co contr ntrol ol dari dari segala segala bidang bidang aktivi aktivitas tas,, mulai mulai dari dari timer imer
untuk ntuk
mengo engont ntro roll
laman amanya ya
kerj kerja a
elek elektr tro oda, da,
samp sa mpai ai
penggunaan sensor suhu untuk dikonversikan dalam satuan kadar mineral yang ditampilkan dalam display berupa seven segment.
Beberapa fungsi dari kaki-kaki pin pada IC mikrokontroler AT89S51 yaitu:
1. Port 0 (Pin 32 sampai 39) Port 0 adalah port I/O 8 bit 2 arah saluran terbuka. Pada saat sebagai port output, tiap pin dapat dilewatkan ke-8
1
2
input TTL. Ketika logika satu dituliskan pada port 0, maka pin-pin
ini
dapat
digunakan
sebagai
input
yang
berimpendan berimpendansi si tinggi. tinggi. Port 0 dapat dikonfirmasik dikonfirmasikan an untuk demu demult ltip iple lex x
sebag ebagai ai
jalu jalurr
data data
/
bus bus
ala alamat mat
sela se lama ma
memba membaca ca ke prog progra ram m ekst ekster erna nall dan dan memo memori ri data data.. Pa Pada da mode mode ini Port 0 mempun mempunyai yai intern internal al Pull-u Pull-up. p. Port Port 0 juga juga mene meneri rima ma
kode ko de
byte byte
sela se lama ma
pemo pemogr gram aman an
Flas Flash, h,
dan dan
mengeluarkan kode byte selama verifikasi program.
2. Port 1 (Pin 1 sampai 8) Port 1 merupakan port I/O 8 bit 2 arah dengan internal pullup yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pada port ini juga digunakan sebagai saluran alamat pada saat pemrograman dan verifikasi.
3. Port 2 (Pin 21 sampai 28) Port 2 adalah adalah port port I/O 8 bit 2 arah arah dengan dengan Pull Up. Up. Buffer output output Port Port 2 dapat dapat melewa melewatka tkan n empat empat TTL input. input. Ketika Ketika logika satu dituliskan ke port 2, maka mereka di-pull high dengan internal Pull up dan dapat digunakan sebagai input.
4. Port 3 (Pin 10 sampai 17) Port 2 adalah port I/O 8 bit 2 arah dengan Pull up. Output buffer buffer dari dari port port 3 dapat dapat dilewa dilewati ti empat empat input input TTL. TTL. Ketika Ketika logika satu dituliskan ke port 3, maka mereka akan di-pull high dengan internal pull up dan dapat digunakan sebagai inpu input. t. Po Port rt 3 juga juga mempu mempuny nyai ai berb berbag agai ai maca macam m fung fungsi si /
3
fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk pemrograman flash dan verifikasi.
5. RST (Pin 9) Merupa Merupakan kan masuka masukan n reset reset (aktif (aktif high), high), pulsa pulsa transi transisi si dari dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini.
6. ALE / PROG (Pin 30) Pulsa Pulsa ou outpu tputt Addres Addres Latch Latch Enable Enable (ALE) (ALE) diguna digunakan kan untuk untuk lantch lantching ing byte byte bawah bawah dari dari addres address s selama selama mengak mengakses ses ke ekst ekster erna nall
memo memori ri.. Pin Pin
ini ini
juga uga
meru merupa paka kan n
inpu inputt
puls pulsa a
prog progra ram m se sela lama ma pemr pemrog ogra rama man n Flas Flash. h. Jika Jika dike dikehe hend ndak aki, i, operasi ALE dapat di-disable dengan memberikan setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8EH. Dengan Bit Set, ALE disable, tidak tidak akan akan mempen mempengar garuhi uhi jika jika mikrok mikrokont ontrol roler er pada pada mode mode eksekusi eksternal.
7. PSEN (Pin 29) Progra Program m Sto Store re Enable Enable merupa merupakan kan sinyal sinyal yang yang diguna digunakan kan untuk untuk membac membaca a progra program m memory memory ekster eksternal nal.. Ketika Ketika 8951 8951 mengeksekusi kode dari program memory eksternal, PSEN diaktifkan dua kali setiap siklus mesin.
8. EA / VPP (Pin 31) Ekster Eksternal nal Acc Acces es (EA) (EA) Enable Enable dan EZ harus harus diposi diposisik sikan an ke GND untuk mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari dari prog progra ram m memo memory ry yang yang dimu dimula laii pada pada loka lokasi si 0000 0000h h
4
sampai FFFFh. EA harus diposisikan ke VCC untuk eksekusi program
intern ernal.
Pin
ini juga
mene enerima
tegangan
pemrograman 12 volt (Vpp) selama pemrograman Flash.
9. XTAL1 (Pin 19) Inpu Inputt
ke
inve invert rtin ing g
osil os ilat ator or
ampl amplif ifie ierr
dan dan
inpu inputt
rangkaian operasi clock internal.
10. XTAL2 (Pin 18) Output dari inverting osilator amplifier.
11. Vcc (Pin 40) Berfungsi sebagai sumber tegangan untuk IC AT89S51
12. Ground (Pin 20) Berfungsi sebagai ground untuk IC AT89S51
untu untuk k
5
IC AT89S51 & ke 40 Pin-nya
BAB II ANALISA HARDWARE
2.1 Landasan Teori Dasar Dasar Sistem Sistem Robot Robot Pengik Pengikut ut Garis Garis mengac mengacu u pada pada dasar dasar sist sistem em robo robott berg berger erak ak oton otonom om.. Se Seca cara ra umum umum,, stru strukt ktur ur robo robott bergerak otonom yang tipikal daapt dilihat pada gambar di bawah ini.
Struktur pergerakan Line tracking Robot
Berdasarkan gambar di atas, struktur robot adalah kalang tert tertut utup up mela melalu luii duni dunia a luar luar yang yang terdi terdiri ri atas atas se sens nsor or,, pers persep epsi si (perce (percepti ption) on),, basis basis pengeta pengetahua huan n (knowl (knowledg edge e base) base) dan kendal kendalii (contr (control) ol),, dan aktuas aktuasii (actua (actuatio tion). n). Komuni Komunikas kasii berfun berfungsi gsi untuk untuk berhubungan dengan robot lain atau untuk menerima tugas-tugas khusus dari pusat kendali. Subs Subsis iste tem m
sens se nsor or
meny menyed edia iaka kan n
peng penguk ukur uran an
kuan kuanti tita tati tif f
terhadap kenyataan di dalam lingkungan. Pemilihan Pe milihan sensor
6
7
seba se baik ikny nya a Sela Se lanj njut utny nya a
dise disesu suai aika kan n subs subsis istem tem
deng dengan an pers perseps epsii
misi misi
yang yang
mela melaku kuka kan n
akan akan
dija dijala lank nkan an..
pros proses es
ekst ekstra raks ksii
informasi dari sensor dan interpretasi informasi. Hasil pemrosesan memberikan deskripsi tentang lingkungan secara terbatas sesuai deng dengan an se sens nsor or yang yang dipa dipaka kai. i. Kelu Keluar aran anny nya a
lalu lalu dibe diberi rika kan n
ke
subsistem basis pengetahuan untuk menentukan aksi yang akan dilakukan sesuai misinya. Oleh subsistem perencanaan dan kendali peri perint ntah ah terse tersebu butt
dipr dipros oses es lebi lebih h
lanj lanjut ut untu untuk k
meng mengen enda dali lika kan n
subsistem aktuasi.
2.2 2.2
Bagi Bagian an - Bag Bagia ian n Das Dasar ar Line Line Trac Tracki king ng Robot Robot
Ada 3 bagian dasar dimiliki oleh Line Tracking Robot yaitu:
1) Kaki berupa Roda dan Motor 2) Mata berupa Sensor Cahaya 3) Otak berupa MCU (Microcontroller Unit)
8
OTAK
KAKI MATA
Gambar rangkaian Line Tracking Robot & bagian – bagian Dasarnya
2.2. 2.2.1 1 Kaki Kaki Pada Pada bagian bagian ini, ini, terdap terdapat at motor motor DC yang yang berfun berfungsi gsi sebag sebagai ai Mo Moto torr peng pengge gera rak. k. Mo Moto torr DC digu diguna naka kan n kare karena na memiliki speed dan torsi yang bagus serta mudah dikontrol arah putaran dan kecepatanny kecepatannya. a. Untuk bisa bergerak bergerak bebas maju, maju, mundur mundur,, kanan kanan dan kiri, kiri, maka maka perlu perlu menggu menggunak nakan an konfigurasi dua buah motor DC, motor 1 menggerakkan roda kanan dan motor 2 menggerakkan roda kiri.
9
2.2. 2.2.2 2 Mata Mata Bagian ini disebut juga bagian sensor Untuk dimana terda terdapa patt pasa pasang ngan an pema pemanc ncar ar & pene peneri rima ma Infra Infra Me Mera rah. h. Pemanca Pemancarr dan peneri penerima ma infram inframera erah h hanya hanya bekerj bekerja a pada pada panjang gelombang Infra merah saja, jadi kita tidak perlu khawat khawatir ir akan akan pengar pengaruh uh dari dari sinar sinar tampak tampak.. Kondis Kondisii gelap gelap ataupun terang tidak begitu mempengaruhi kerja sensor.
Teknik mendeteksi garis
2.2. 2.2.3 3 Otak Otak Hampir semua jenis mikrokontroller dapat digunakan untu untuk k
kepe keperl rlua uan n
ini, ini,
misa misaln lnya ya
R5F2 R5F211 113 3
dari dari
Rene Renesa sas, s,
AT89S51 dari Atmel dan lain-lain.
2.3 2.3
Komp Kompon onen en - ko komp mpon onen en Lin Line e Trac Tracki king ng Rob Robot ot 2.3.1 2.3.1 Resi Resist stor or Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk untuk member memberika ikan n hambat hambatan an terhad terhadap ap aliran aliran arus arus listri listrik. k. Dal Dalam
rang rangka kaia ian n
listr istrik ik
spes esiifik fikasi
tertentu,
maks maksim imum um
yang yang
dibu dibutu tuhk hkan an
sepert erti
bol boleh
bes esa ar
dilew ilewat atka kan n
res resisto istorr
deng dengan an
hambatan, dan dan
arus
kar karakte akteri rist stik ik
hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan
10
hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan dengan arus arus yang yang besar, besar, serta serta dapat dapat diguna digunakan kan sebaga sebagaii pembagi tegangan.
Simbol resistor 2.3.2 2.3.2 Trim Trimpo pott Trimpo Trimpott ialah ialah resist resistor or yang yang nilai nilai hambat hambatann annya ya atau atau resis resista tans nsin inya ya
dapa dapatt
diub diubah ah-u -uba bah h
deng dengan an
meng menggu guna naka kan n
obeng.
Simbol & bentuk trimpot
2.3.3 2.3.3 Tran Transi sist stor or Transi Transisto storr adalah adalah suatu suatu bahan bahan yang yang dapat dapat meruba merubah h bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik menjadi bahan penghantar penghantar atau setengah setengah menghantar menghantar arus listrik. listrik. Sifat ini disebut bahan semikonduktor.
11
Bentuk transistor
( PNP )
( NPN )
Cara kerja transistor: •
Untuk Untuk NPN, NPN, jika jika ada arus arus yang yang mengal mengalir ir dari dari basis basis menuju menuju emitor emitor maka akan akan ada arus arus yang yang mengal mengalir ir dari collector menuju emitor.
•
Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka akan ada arus yang mengalir dari emitor menuju collector.
2.3.4 2.3.4 Infr Infra a Merah Merah Infra Merah biasa berfungsi sebagai lampu indikator pada saat sensor bekerja, dan bekerja pada bias forward. Infra Infra Me Mera rah h berfu berfung ngsi si se seba baga gaii peng pengir irim im ca caha haya ya ke gari garis s untuk dibaca sensor. Kerjanya ketika sumber tegangan aktif,
12
seh se hingga ngga
Infr Infra a
Mera Me rah h
meny menya ala
deng dengan an
ter terang
yan yang
kemudian dibiaskan pada photodioda.
Simbol Infra Merah Gambar Infra Merah
2.3.5 2.3.5 Phot Photo o Dioda Dioda Photo Pho to dioda dioda berfun berfungsi gsi sebaga sebagaii sensor sensor cahaya cahaya.. Cara Cara pema pemasa sang ngan an kaki kakiny nya a berb berbeda eda deng dengan an infr infra a mera merah h yait yaitu u terbalik antara katoda dan anodanya.
Simbol photo dioda
Gambar photo dioda
2.3.6 IC (Integrated (Integrated Circuit) Circuit) Komponen IC memiliki bentuk fisik kecil, terbuat dari bahan Silikon dan berwarna hitam. Komponen IC memiliki bany banyak ak kaki kaki dan dan pada pada umum umumny nya a juml jumlah ah kaki kakiny nya a sa sang ngat at tergan tergantun tung g dari dari banyak banyaknya nya kompon komponen en yang yang memben membentuk tuk komp ko mpon onen en IC ters terseb ebut ut..
Leta Letak k
kaki kaki-k -kak akii
bentuk dua baris atau Dual In Line (DIL).
disu disusu sun n
dala dalam m
13
2.3.6.1
LM 339
IC ini ini digu diguna naka kan n se seba baga gaii ko komp mpar arat ator or,, yait yaitu u memban membandin dingka gkan n antara antara tegang tegangan an input input dari dari sensor sensor dengan tegangan input dari trimpot. Outputnya adalah high sehingga tidak diperlukan diperlukan adanya pull-up pada rangkaian output.
2.3.6.2
L2 9 3
IC ini berfun berfungsi gsi untuk untuk mengua menguatka tkan n tegan tegangan gan inpu inputt pert pertam ama a deng dengan an tega tegang ngan an inpu inputt kedu kedua a agar agar sesuai dengan daya yang diminta pada output.
2.3.6.3
AT89S51
AT89S5 AT89S51 1 berper berperan an sebaga sebagaii IC mikrok mikrokont ontrol roler er yang yang akan akan mene menent ntuk ukan an kead keadaa aan n ou outp tput ut pada pada Line Line Tracking Robot.
2.3.7 2.3.7 Motor Motor DC Motor DC memiliki 2 pin input, yaitu tegangan dan ground. Dengan membalik masukan tegangan dan groundnya, pitaran motor DC kita akan membalik menjadi terbalik.
Arah pergerakan motor DC dapat diubah Motor DC
14
2.4 2.4
Anal Analis isa a Rang Rangka kaia ian n seca secara ra Blok Blok Diag Diagra ram m Secara umum rangkaian Line Tracking Robot memiliki blok
diagram sebagai berikut :
Sumber Tegangan DC
Sensor Komparator
Mirokontroler
Penguat Tegangan
Output
2.4.1 2.4.1 Sumber Sumber Tega Teganga ngan n DC Sumber tegangan DC dapat berupa baterai atau atau adap adapto tor. r. Line Line Trac Tracki king ng Robo Robott ini ini meng menggu guna naka kan n sumb sumber er tegangan DC berupa baterai 5 Volt. Saat sumber tegangan diaktifkan, maka proses berikutnya adalah ke bagian sensor.
15
2.4. 2.4.2 2 Sens Sensor or Pada bagian ini terdapat infra merah dan penerima infra merah berupa photo dioda. infra merah ini berfungsi memberikan cahaya pantul ke photo dioda. Jika permukaan yang dikenai cahaya infra merah berwarna gelap, maka cahaya yang dipantulkan akan sedi edikit
atau
tidak dak
ada
sama
seka ekali,
sedangkan
jika
permukaann permukaannya ya putih putih maka cahaya yang dipantulkan dipantulkan akan besar. Photo dioda di sini berperan sebagai penerima cahaya infr infra a mera merah, h, dima dimana na jika jika phot photo o diod dioda a mene meneri rima ma ca caha haya ya pant pantul ul dari dari infr infra a mera merah, h, maka maka base base pada pada phot photo o diod dioda a (ber (berup upa a ca caha haya ya)) akan akan akti aktiff dan dan terja terjadi di sa satu tura rasi si ke arah arah ground ground.. Sedang Sedangkan kan,, jika jika cahaya cahaya pantul pantul sediki sedikitt atau atau tidak tidak ada, maka akan terjadi cut off.
2.4.3 2.4.3 Kompa Kompara rator tor Komparator di sini berupa IC LM 339 yang memiliki 4 komparator dengan 4 output, sedangkan Line Tracking Robot ini hanya membutuhkan 2 komparator & 2 output.
16
Datasheet LM339 Sesuai mem memban bandin dingka gkan
dengan 2
namanya,
tega tegan ngan gan
IC
input put
yan yang
ini
be r t u g a s
masu masuk k
dan dan
menghasilkan 1 tegangan output.
Va
Vb
Gambaran umum komparator
Untuk bisa mengetahui hasil output pada komparator adalah dengan menggunakan rumus di bawah ini: Vout = (Vb – Va) * 90% Vcc
17
Jika photo dioda tidak menerima cahaya, maka output yang yang
diha dihasi silk lkan an
oleh oleh
komp ko mpar arat ator or
bern bernil ilai ai
0,
dan dan
jika jika
menerima cahaya maka output komparator bernilai 1. Trimpo Trimpott yang yang terhub terhubung ung dengan dengan LM 339 berfun berfungsi gsi sebagai pengatur besarnya inputan pada kaki non inverting.
LM 339 sebagai IC Komparator
2.4.4 2.4.4 Mikrok Mikrokont ontrole roler r Outpu Outputt dari dari ko komp mpar arat ator or LM 339 339 akan akan dipr dipros oses es di dalam IC mikrokontroler AT89S51, yaitu melalui port 0.0 dan 0.7. Port - port ini hanya aktif jika diberi masukan rendah (akt (aktif if low) low).. Akti Aktiff atau atau tida tidakn knya ya port port 0.0 0.0 dan dan 0.7 0.7 in akan akan berp berpen enga garu ruh h pada pada ou outp tput ut mikr mikrok okon ontr trol oler er pada pada port port 2.0 sampai 2.3. Port - port output ini dihubungkan dengan pin 2, 7, 10, dan 15 pada IC L293. Di bawah ini adalah ketentuan pemasangan pin-nya:
18
•
Port 2.0 dengan pin 15
•
Port 2.1 dengan pin 10
•
Port 2.2 dengan pin 2
•
Port 2.3 dengan pin 7
AT89S51 sebagai IC Mikrokontroler Mikrokontroler
2.4.5 2.4.5 Pengua Penguatt Teganga Tegangan n Peng Pe ngua uatt tega tegang ngan an beru berupa pa IC L293 L293 dima dimana na IC ini ini berf berfun ungs gsii memper memperku kuat at tega tegang ngan an inpu inputt 5 Vo Volt lt agar agar bisa bisa menggerakan motor DC yang membutuhkan daya 12 Volt, yaitu yaitu dengan dengan cara cara menamb menambahk ahkan an tegang tegangan an input input 12 Vol Voltt pada pin 8.
19
L293 sebagai IC Penguat
Output dari IC mikrokontroler masuk ke pin input L293 yaitu 2, 7, 10, dan 15. Input ini akan diteruskan ke pin output L293 yaitu 3, 6, 11, dan 14 dengan nilai yang sama dengan input.
Datasheet L293
Out Output put
L293 L293
dih dihubun ubungk gka an
denga engan n
mot motor
ketentuan pemasangannya sebagai berikut: •
Pin 14 dengan kutub negatif (-) motor kanan
•
Pin 11 dengan kutub positif (+) motor kanan
•
Pin 3 dengan kutub negatif (-) motor kiri
DC
deng dengan an
20
•
Pin 6 dengan kutub negatif (+) motor kiri 2.4. 2.4.6 6 Ou Outp tput ut Output Output di sini sini berupa berupa motor motor DC yang yang dihubu dihubungk ngkan an dengan pin-pin output L293. Motor DC yang digunakan pada Line Tracking Robot ini adalah 2 motor DC CCW. Untuk bisa membuat robot bergerak maju, maka motor DC bagian kiri harus diberi inputan di kutub positifnya, sedangkan motor DC bagian kanan harus diberi inputan di kutub negatifnya (agar putarannya menjadi CW).
BAB III ANALISA SOFTWARE
Sebuah pemrograman dibutuhkan agar Line Tracking Robot dapat dapat berger bergerak ak sesuai sesuai yang yang diingi diinginka nkan, n, dimana dimana pemrog pemrogram raman an terseb tersebut ut harus harus di-dow di-downl nload oad ke dalam dalam IC AT89S5 AT89S51. 1. Progra Program m ini dibentuk melalui software Reads51 dengan ketentuan bahwa Line Tracking Robot bergerak berdasarkan garis putih. Unt Untuk
memudahkan
pemb embuatan
pro program
ters ersebut,
sebelumnya buat flowchart program terlebih dahulu. Dari flowchart prog progra ram m yang yang suda sudah h dibu dibuat at,,
kita kita dapa dapatt meng mengem emba bang ngka kann nnya ya
dengan mudah menjadi sebuah pemrograman yang tepat. Pembuatan flowchart program Line Tracking Robot ini harus memperhatikan syarat-syarat pergerakan motor berdasarkan jalur yang yang dilalu dilaluii oleh oleh kedua sensor. sensor.
Syarat Syarat-sy -syara aratt terseb tersebut ut adalah adalah
sebagai berikut:
Sensor
NO
Sensor Kiri
1
Alas Hitam
Kanan Alas Hitam
Roda Kiri
Roda Kanan
Diam
Diam
2
Alas Hitam
Alas Putih
Berputar CCW
Diam
3
Alas Putih
Alas Hitam
Diam
Berputar CCW
4
Alas Putih Alas Putih Berputar CCW Berputar CW Syarat-syarat pergerakan Line Tracking Robot
21
22
3.3
Flowchart Program
Berikut ini adalah flowchart program Line Tracking Robot
MULAI
1
POWER ON
Tidak
SELESAI
Ya 2 RODA NON AKTIF
Ya 2 SENSOR AKTIF
Tidak Ya SENSOR KIRI AKTIF
2
Tidak Ya
Tidak
SENSOR KANAN AKTIF
3
Tidak 2 RODA AKTIF, GERAK MAJU
4
Ya 2 SENSOR NON AKTIF
23
Ya
4
2 SENSOR NON AKTIF
2
Tidak RODA KIRI AKTIF, BELOK KANAN Ya 2 SENSOR AKTIF
1
Ya
4
Tidak
2 SENSOR NON AKTIF
3
Tidak RODA KIRI AKTIF, BELOK KANAN Ya
1
3.2 3.2
2 SENSOR AKTIF
Tidak
Anal Analis isa a Prog Progra ram m seca secara ra Deta Detail il
1) Langkah pertama adalah tentukan apakah sumber tegangan DC akti aktiff (Pow (Power er ON) ON) atau atau tida tidak. k. Jika Jika akti aktif, f, lanj lanjut utka kan n ke langkah berikutnya, dan jika tidak, akhiri program. Berdasarka rkan n syarat syarat-sya -syarat rat perger pergeraka akanny nnya, a, Line Line Tracki Tracking ng 2) Berdasa Robot ini menggerakan rodanya jika sensornya non aktif /
24
photodiodanya mendapat pantulan cahaya dari infra merah, sehing sehingga ga langka langkah h keduan keduanya ya adalah adalah menent menentuka ukan n keadaa keadaan n kedua sensor. Jika aktif, kedua roda diam, dan jika non aktif, lanjutkan ke langkah berikutnya. Lang ngka kah h keti ketiga ga, Jika Jika se sens nsor or kiri kiri akti aktif, f, maka maka lanj lanjut utka kan n 3) La lang langka kah h prog progra ram m ke bagi bagian an belok belok kana kanan, n, dan dan jika jika tida tidak, k, tentukan sensor kanan aktif atau tidak. Jika sensor kanan aktif (yang berarti sensor kiri non aktif dan sensor kanan aktif), aktif), lanjutkan lanjutkan langkah langkah program program ke bagian bagian belok kiri, dan jika jika tidak tidak (yang (yang berart berartii sensor sensor kiri dan kanan kanan non aktif), aktif), maka lanjutkan ke langkah berikutnya.
4) La Lang ngka kah h
keem keempa patt,
akti aktifk fkan an
kedu kedua a
roda roda
sehi se hing ngga ga
Line Line
Tracking Robot bergerak maju. Selanjutnya tentukan apakah kedua sensor tetap non aktif atau tidak. Jika tetap non aktif, ulangi langkah keempat, dan jika tidak kembali ke langkah pertama.
5) Pada Pada bagian bagian belok belok kanan, kanan, tentuka tentukan n apakah apakah kedua kedua sensor sensor non aktif atau tidak. Jika kedua sensor non aktif, kembali ke lang langka kah h keem keempa pat, t, dan dan jika jika tida tidak, k, akti aktifka fkan n roda roda kiri kiri sa saja ja unt untuk
mem membuat buat
robo obot
berb berbel elo ok
ke
kana kanan. n.
Kemu emudian dian
tentukan apakah kedua sensor menjadi aktif atau tidak. Jika kedua kedua sensor sensor menja menjadi di aktif, aktif, kembal kembalii ke langka langkah h pertam pertama, a, dan jika tidak, ulangi langkah program bagian belok kanan.
6) Pada bagian belok kiri, tentukan apakah kedua sensor non aktif aktif atau atau tidak. tidak. Jika Jika kedua kedua sensor sensor non aktif, aktif, kembal kembalii ke langkah keempat, dan jika tidak, aktifkan roda kanan saja untuk membuat robot berbelok ke kiri. Kemudian tentukan
25
apakah kedua sensor menjadi aktif atau tidak. Jika kedua sensor menjadi aktif, kembali ke langkah pertama, dan jika tidak, ulangi langkah program bagian belok kiri.
4.3
Cara Kerja Line Tracking Robot melalui Program 3.3.1 Kedua Sensor di Jalur Jalur Putih
Pada saat kedua sensor di jalur putih, port 0.7 dan 0.0 akan akan no non n akti aktif, f, se sehi hing ngga ga membu membuat at kedu kedua a roda roda akti aktiff dan dan robot bergerak maju.
3.3.2 Sensor Kiri di Jalur Jalur Hitam
Pada Pa da sa saat at senso sensorr kiri kiri di jalu jalurr hita hitam, m, port port 0.7 0.7 akan akan aktif, sehingga sehingga membuat membuat roda kiri aktif dan robot berbelok ke kanan.
26
3.3.3 Sensor Kanan Kanan di Jalur Jalur Hitam Hitam
Pada Pa da sa saat at senso sensorr kiri kiri di jalu jalurr hita hitam, m, port port 0.0 0.0 akan akan akti aktif, f,
seh se hing ingga mem membuat buat roda roda kana kanan n
akti aktiff
dan dan
robot bot
berbelok ke kiri.
3.3.4 3.3.4 Kanan Kanan di Jalur Jalur Hitam Hitam
Pada Pada saat saat kedua kedua sensor sensor di jalur jalur hitam, hitam, port port 0.7 dan 0.0 akan aktif, sehingga sehingga membuat kedua roda non aktif dan robot berhenti bergerak.
BAB IV APLIKASI MIKROKONTROLER
Pengembangan teknologi yang berbasis mikrokontroler dan mikropros mikroprosesor esor dalam pembuatan pembuatan robot robot ini dapat dijadikan dijadikan dasar untuk membuat aplikasi yang lebih kompleks, seperti pengontrol pada mesin-mesin industri. Line Tracking Robot merupakan robot yang paling populer dala dalam m duni dunia a peneli peneliti tian an robo roboti tik. k. Dari Dari se segi gi manfa manfaat at,, robo robott ini ini diharapkan diharapkan dapat membantu membantu manusia manusia dalam melakukan otomasi dala dalam m
tran transp spor orta tasi si,,
plat platfo form rm
berg bergera erak k
untu untuk k
robo robott
indu indust stri ri,,
eksplorasi tanpa awak, dan masih banyak lagi. Robot sangat bermanfaat untuk: •
Industri / Manufakturing
•
Transportasi
•
Lingkungan berbahaya
•
Explorasi
•
Layanan Personal
•
Menbantu Manusia Line Tracking Robot dapat diaplikasikan pada industri.
Berikut ini adalah beberapa alasan digunakannya robot pada industri: •
Kondisi yang berbahaya
•
Pekerjaan yang berulang dan membosankan
•
Bagian yang sulit dibawa
•
Operasi dengan banyak shift
27
28
General Electric Co. memberikan kriteria untuk survey penggunaan robot, yaitu: •
Operasi berulang dan sederhana dibutuhkan
•
Cycle Time lebih besar dari 5 detik
•
Part dapat dipindahkan pada lokasi dan orientasi tepat
•
Berat part memadai
•
Satu atau dua orang dapat digantikan dalam 24 jam
Aplikasi robot pada industri: 1) Ma Mate teri rial al tran transf sfer er
3)
Processing
•
Pick & Place
operations
•
Palleting
•
Finishing
•
Depalletizing
•
Bubut
•
Line Tracking
4)
Assembly
5)
Inspection
6)
Welding
2) Ma Mach chin ine e load loadin ing g •
Die Casting
•
Injection (plastic) moldingSpot welding
•
Transfer (plastic) molding Arc welding
•
Hot forging
•
Up setting or upset forging
•
Stamping press operation
•
Machining operation
•
•
29
DAFTAR PUSTAKA
30
LAMPIRAN
Pemrograman Reads51 untuk Line Tracking Robot: #include org 100h mov p0, #0ffh mov p1, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh pil1: mov a, a, p0 cjne a, #7eh, pil2 mov p2, #ffh sjmp pil1 pil2: jnb p0.7, p0.7, kanan jnb p0.0, kiri sjmp maju maju: maju: mov p2, p2, #f6h mov a, p0 cjne a, #ffh, pil1 sjmp maju kiri: mov a, p0 cjne a, #feh, maju mov p2, #feh cjne a, #7eh, kiri sjmp pil1
31
kanan: mov a, p0 p0 cjne a, #7fh, maju mov p2, #f7h cjne a, #7eh, kanan sjmp pil1 end
Daftar Komponen Line Tracking Robot •
IC 1 = IC AT89S51
•
IC 2A, 2B = IC LM339
•
IC 3 = IC L293
•
MinSys
•
2 InfraRed
•
2 Photo Dioda
•
Trimpot = 50 KΩ
•
Q1 = Xtal 12 MHz
•
R1, R2 = 10 KΩ (termasuk dalam MinSys)
•
Kapasitor => Nonpolar 33 pF & Polar 10 µF (termasuk dalam MinSys)
•
R3 = 10 KΩ atau 8K2 Ω (termasuk dalam MinSys)
•
R4 & R6 = 220 Ω
•
R5 & R7 = 10 KΩ
•
2 Motor DC 12V
32
Gambar Rangkaian Line Tracking Robot
