BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sedemikian pesat telah membawa dampak yang cukup besar terhadap kehidupan manusia untuk mempelajari dan mengembangkan ilmu pengetahuannya.
Dalam teknologi elektronika, efektifitas dan efisieni selalu menjadi acuan agar setiap langkah dalam penggunaan dan pemanfaatan teknologi diharapkan dapat mencapai hasil yang optimal baik kualitas maupun kuantitasnya. Agar dapat mewujudkan hal tersebut maka diperlukan sebuah alat, komponen atau sistem yang dapat memproses suatu data dengan cepat dan akurat. Beberapa contoh di antaranya adalah: komputer (PC) dan mikrokontroler.
Perkembangan ilmu dan teknologi dewasa ini, membawa perubahan disegala bidang. Perkembangan ini seiring dengan majunya pola fikir dari sumber daya manusia sehingga benar-benar dapat mengeluarkan ide dan fikiran kreatifnya untuk menciptakan berbagai macam perangkat kebutuhan manusia yang bertujuan untuk memudahkan kehidupan manusia.
Dengan adanya perkembangan yang pesat dari teknik elektronika dewasa ini, maka banyak hal yang dapat dilakukan dengan cepat dan tepat untuk memenuhi kebutuhan manusia. Salah satu penggunaan teknik elektronika yang tak kalah penting adalah Mikrokontroler.
Dalam perkembangannya mikrokontroler telah mengambil peranan penting dalam dunia sistem elektronika. Dan tidak dapat dipungkiri lagi jika mikrokontroler kini hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih. Atas dasar pemikiran tersebut kami sebagai mahasiswa yang tertantang untuk mengembangkan kreatifitas dan mengasah kemampuan yang kami dapat di bidang ilmu elektronika.
Robot yang akan kami buat kami desain khusus untuk membaca jalur berwarna hitam di atas papan melamin putih. Jalur tersebut didesain membentuk berbagai pola dan kondisi. Oleh sebab itu kami memasang beberapa sensor jalur agar robot dapat mengikuti jalur. Sinyal output dari sensor jalur tersebut kemudian diolah oleh mikroprosessor ATMega 8535 yang kemudian mengeluarkan output sinyal untuk menggerakkan motor melalui rangkaian driver motor.
Robot yang akan kami buat ini kami beri judul “ROBOT PENGANTAR SURAT KABAR PADA LOBBY PERUSAHAAN BERBASIS AVR ATmega8535 “. Robot ini mampu berjalan mengikuti jalur yang sudah ditentukan dengan 2 roda,robot ini akan membawa surat kabar untuk diberikan pada tamu atau custoumer yang seang menunggu di lobby perusahaan.
B. Identifikasi Masalah
Sesuai dengan latar belakang yang telah diuraikan, maka ada beberapa masalah yang dapat diidentifikasikan sebagai berikut:
1. Bagaiman mengendalikan robot otomatis menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535?
2. Dapatkah Robot Otomatis bergerak sesuai dengan instruksi yang diberikan?
3. Apakah sensor yang digunakan dapat berfungsi dengan baik apabila sensor tersebut mendeteksi jalur yang telah ditentukan?
4. Bagaimana merancang dan membuat (driver) yang dapat dikendalikan oleh Mikrokontroler Atmega 8535?
5. Bagaimana merancang program input dan output dari sebuah Mikrokontroler Atmega 8535 agar dapat berfungsi sesuai dengan keinginan?
C. Pembatasan Masalah
Dari banyaknya masalah dan keterbatasan masalah yang ada, maka penulis membatasi masalah pada pembuatan Robot Otomatis yang dapat bergerak sesuai dengan jalur yang disediakan. Dengan memperhatikan Penempatan dan pemrograman yang dikeluarkan oleh sensor jalur (photodioda) yang digunakan untuk mendeteksi jalur (garis hitam).
D. Perumusan Masalah
Dilihat dari latar belakang, identifikasi masalah, serta pembatasan masalah, maka masalah yang dapat saya rumuskan adalah bagaimana membuat sebuah robot line follower menggunakan mikrokontroller ATMega 8535 dengan input dari sensor photo dioda.
E. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dan manfaat dalam pembuatan tugas akhir ini adalah:
1. Merupakan salah satu syarat agar dapat menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Elektronika Universitas Negeri Jakarta
2. Mengaplikasikan Mikrokontroller sebagai pengendali robot sehingga robot tersebut dapat berjalan sesuai dengan jalur yang disediakan
3. Menerapkan ilmu yang telah dipelajari selama mengikuti perkuliahan dalam bentuk Tugas Akhir
4. Sebagai pembuktian bahwa mikrokontroller dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang dalam dunia industri maupun robotika.
Gambar I.1 Kode Warna
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya.
Misalnya resistor dengan gelang kuning, violet, merah dan emas. Gelang berwarna emas adalah gelang toleransi. Dengan demikian urutan warna gelang resitor ini adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana violet dan gelang ke tiga berwarna merah. Gelang ke empat tentu saja yang berwarna emas dan ini adalah gelang toleransi. Dari tabel-1 diketahui jika gelang toleransi berwarna emas, berarti resitor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansisnya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resitor ini resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga gelang selain gelang toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua. Masih dari tabel-1 diketahui gelang kuning nilainya = 4 dan gelang violet nilainya = 7. Jadi gelang pertama dan kedua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm dan toleransinya adalah 5%.
Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resitor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut.
Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100W5W.
2.2 Kapasitor
2.2.1 Prinsip dasar dan spesifikasi elektriknya
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
2.2.2 Tipe Kapasitor
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.
• Kapasitor Electrostatic
Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.
Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.
• Kapasitor Electrolytic
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.
Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.
Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari rumus (2) diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.
Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.
Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.
• Kapasitor Electrochemical
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi mobil elektrik dan telepon selular.
2.2.3 Membaca Kapasitansi
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.
Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF.
Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.
Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut.
2.3 Photo Dioada
Dioda Foto adalah dioda jenis khusus yang bekerja dalam keadaan bias revers dan berfungsi bila ada cahaya yang mengenai permukaannya.
2.4 Sensor Infra Merah
Sensor infra merah menggunakan dua buah komponen yaitu Led infra merah dan Dioda Foto. Led infra merah mirip dengan Led biasa, namun perbedaannya hanya dari jenis gelombang cahaya yang dikeluarkan, yaitu cahaya Infra merah.
2.5 Seven Segmen
Led tujuh segmen pada dasarnya sama dengan Led biasa, hanya saja dipekatkan membentuk angka sehingga bisa dipakai untuk peraga. Seven segment tersedia dalam dua jenis yaitu Common Katoda dan Common Anoda. Pada Common Anoda Led segment diaktifkan dengan aktif Low sebaliknya Common Katoda diaktifkan dengan signal High. Dalam rancangan saat ini Led Seven Segment yang digunakan adalah Common Katoda.
2.6 IC
Pada rangkaian Indikator pos ini saya menggunakan beberapa IC seperti:
• 7805
Yaitu sebagai catudaya 5v.
• 7414
Adalah Hex schmit trigger Inverter yang digunakan dalam input alat. chmit Trigger Inverter adalah jenis inver khusus yang dapat menghasilkan sinyal keluaran yang tajam, tidak tergantunh pada outputnya. Kecuraman sinyal sangat dibutuhkan dalam rangkaian sensor yang dituntut sensitive dan responsive.
• LM 358
Adalah jenis IC OP-Amp, IC ini digunakan dalam rangkaian input untuk menguatkan sinyal bacaan dari dioda foto sebelum dilanjutkan ke dalam rangkaian counter.
• 4033
Adalah IC Decoder counter atau dividers.
2.7 Hetsing
Adalah alat yang digunakan untuk mendinginkan IC.
2.8 Saklar
Saklar adalah Alat untuk menyambungkan atau memutuskan arus listrik. Dan juga ada yang digunakan sebagai tombol reset.
2.9 Heder
Alat untuk menyambungkan kabel, dan dan sewaktu-waktu mudah untuk mencopotnya kembali.
2.10 PCB
Alat untuk membuat layout rangkaian
Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.
Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.
• Kapasitor Electrochemical
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi mobil elektrik dan telepon selular.
2.2.3 Membaca Kapasitansi
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.
Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF.
Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.
Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut.
2.3 Photo Dioada
Dioda Foto adalah dioda jenis khusus yang bekerja dalam keadaan bias revers dan berfungsi bila ada cahaya yang mengenai permukaannya.
2.4 Sensor Infra Merah
Sensor infra merah menggunakan dua buah komponen yaitu Led infra merah dan Dioda Foto. Led infra merah mirip dengan Led biasa, namun perbedaannya hanya dari jenis gelombang cahaya yang dikeluarkan, yaitu cahaya Infra merah.
2.5 Seven Segmen
Led tujuh segmen pada dasarnya sama dengan Led biasa, hanya saja dipekatkan membentuk angka sehingga bisa dipakai untuk peraga. Seven segment tersedia dalam dua jenis yaitu Common Katoda dan Common Anoda. Pada Common Anoda Led segment diaktifkan dengan aktif Low sebaliknya Common Katoda diaktifkan dengan signal High. Dalam rancangan saat ini Led Seven Segment yang digunakan adalah Common Katoda.
2.6 IC
Pada rangkaian Indikator pos ini saya menggunakan beberapa IC seperti:
• 7805
Yaitu sebagai catudaya 5v.
• 7414
Adalah Hex schmit trigger Inverter yang digunakan dalam input alat. chmit Trigger Inverter adalah jenis inver khusus yang dapat menghasilkan sinyal keluaran yang tajam, tidak tergantunh pada outputnya. Kecuraman sinyal sangat dibutuhkan dalam rangkaian sensor yang dituntut sensitive dan responsive.
• LM 358
Adalah jenis IC OP-Amp, IC ini digunakan dalam rangkaian input untuk menguatkan sinyal bacaan dari dioda foto sebelum dilanjutkan ke dalam rangkaian counter.
• 4033
Adalah IC Decoder counter atau dividers.
2.7 Hetsing
Adalah alat yang digunakan untuk mendinginkan IC.
2.8 Saklar
Saklar adalah Alat untuk menyambungkan atau memutuskan arus listrik. Dan juga ada yang digunakan sebagai tombol reset.
2.9 Heder
Alat untuk menyambungkan kabel, dan dan sewaktu-waktu mudah untuk mencopotnya kembali.
2.10 PCB
Alat untuk membuat layout rangkaian
BAB III
PROSES PEMBUATAN
ALAT
PROSES PEMBUATAN
ALAT
3.1 Waktu dan Tempat pelaksanaan
Waktu pengerjaan atau pembuatan alat ini mulai dari awal bulan Juni hingga minggu pertama bulan Juni. Tempat pengerjaan alat ini dilakukan di Unuversitas Negeri Jakarta dan dirumah. Tetapi pengerjaan alat ini kebanyakan dilakukan dirumah
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yana digunakan
• Tang
• Solder
• Penyedot timah
• Volt Meter
• Power supply
3.2.2 Bahan yang digunakan
• Resistor 1kΩ 2 buah
220Ω 1 buah
• IC 7414 1 buah
LM 358 1 buah
4033 4 buah
7805 1 buah
• 7 segment Catoda 4 buah
• Infra Merah 1 buah
• Dioda Foto 1 buah
• Heder 2 pin 10 buah
5 pin 4 buah
• Sakelar 0n/Of 1 buah
Pus On 1 buah
a. IC L293D
IC L293D terdiri dari 4 keluaran dengan arus tinggi yang disusun dengan 2 buah penggerak motor dengan arus sebesar 600 mA pada tegangan 4,5 V hingga 36 V. IC ini digunakan untuk mengerakkan beberapa rangkaian induktif, seperti relay, solenoid, dc, dan bipolar motor step. Setiap output terdiri dari rangkaian penggerak totem-pole dengan transistor sink Darlington. Konfigurasi pin IC L293D dapat dilihat pada gambar 2.10. 2. Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega 8535/16/32
Gambar 2.11. Arsitektur AVR1. ALU (Arithmetic Logic Unit) adalah Prosesor yang bertugas mengeksekusi kode program yang ditunjuk oleh program counter .
2. Program Counter (PC) adalah komponen yang bertugas menunjukkan ke ALU alamat program memori yang harus diterjemahkan kode programnya dan dieksekusi. Sifat dari PC adalah linier artinya dia menghitung naik satu bilangan yang bergantung alamt awalnya. Misalnya jikaisi PC 0x000 maka dia akan naik satu menjadi 0x001 yang berarti menyuruh ALU mengeksekusi kode programyang berada pada alamat 0x001 program memori. Jika isi PC dari 0x002 dipaksa (intruksi lompatan) 0x02A maka dia akan naik satu menjadi 0x02B dan melakukan tugasnya begitu seterusnya .
3. 32 General Phurphose Working Register (GPR) adalah register file atau register kerja (R0-R31) yang mempunyai ruang 8-bit, setiap intruksi dalam ALU melibatkan GPR. GPR terbagi dua yaitu kelompok atas (R16-R31) dan kelompok bawah (R0-R15), dimana kelompok bawah tidak bisa digunakan untuk mengakses data secara langsung (imidiet) dan konstan seperti instruksi assembly LDI, dan hanya bisa digunakan antar register, SRAM, atau register I/O (register port). Sedangkan kelompok atas sama dengan kelompok bawah, hanya dia lebih mempunyai kelebihan yang dapat mengakses data secara langsung (imidiet) dan konstan .
4. Kelebihan dari GPR adalah terdapat register pasang yang digunakan untuk pointer (petunjuk kealamat tertentu). XH:XL(R27:R:26), YH:YL(R29:R28), ZH:ZL (R31:R30), hanya register pointer Z yang dapat digunakan untuk menunjuk kealamat memori program.
5. Static Random Acceses Memory (SRAM) adalah RAM yang bertugas menyimpandata sementara, sama seperti RAM pada umumnya mempunyai alamat dan ruang data. Alamat terakhir dari SRAM bergantung pada kapasitas SRAM, biasanya sudah didefinisikan pada file header dengan nama RAMEND, jadi kita tidak usah mengingat alamat SRAM yang terakhir, pakai saja RAMEND. RAMEND biasanya digunakan untuk membuat stack (alamat terakhir dari SRAM). Dalam bahasa C, pembuatan stack menjadi tanggungan compailer .
6. Program memori adalah memori Flas PEROM yang bertugas menyimpan program yang kita buat dalam bentuk kode-kode program (berisi alamat memori beserta kode program dalam ruang memori alamat tersebut) yang telah kita compile berupa bilangan heksa atau biner .
7. Internal Pheripheral adalah peralatan atau modul internal yang ada dalam mikrokontroler seperti saluran I/O, Interupsi eksternal,Timer atau counter, USART, EEPROM, dal lain-lain. Tiap peralatan internal mempunyai register port (register I/O) yang mengendlikan peralatan internal tersebut. Kata-kata tersebut port dan I/O di atas bukan hanya pin input atau output tetapi semua peralatan internal yang ada di dalam chip di sinidisebut port atau I/O (dengan kata lain di luar CPU adalah I/O walaupun kenyataannya dalam chip) .
3. Memori Mikrokontroler AVR ATmega 8535/16/32
Bagian yang sangat penting dalam pemrograman chip mikrokontroler adalah manajemen memori, karena memori dalam mikrokontroler sangat terbatas, berbeda dengan komputer yang mempunyai bermega-mega bahkan giga byte memori, sehingga harus dapat digunakan seefien dan seefektif mungkin. Bahasa C diciptakan untukkomputer berasitektur Von Neuman di mana bus memori data dan bus memori program menyatu. Sedangkan AVR mempunyai arsitektur harvard dimana bus memori program dan bus memori data terpisah, sehingga dapat mengakses memori data dan memori program dalam satu waktu .
3.1. Peta Memori
Hal pertama yang harus diketahui dalam manajemen memori adalah peta memori . Di mana dalam peta tersebut terkandung jenis memori dan kapasitasnya.
2. Program Counter (PC) adalah komponen yang bertugas menunjukkan ke ALU alamat program memori yang harus diterjemahkan kode programnya dan dieksekusi. Sifat dari PC adalah linier artinya dia menghitung naik satu bilangan yang bergantung alamt awalnya. Misalnya jikaisi PC 0x000 maka dia akan naik satu menjadi 0x001 yang berarti menyuruh ALU mengeksekusi kode programyang berada pada alamat 0x001 program memori. Jika isi PC dari 0x002 dipaksa (intruksi lompatan) 0x02A maka dia akan naik satu menjadi 0x02B dan melakukan tugasnya begitu seterusnya .
3. 32 General Phurphose Working Register (GPR) adalah register file atau register kerja (R0-R31) yang mempunyai ruang 8-bit, setiap intruksi dalam ALU melibatkan GPR. GPR terbagi dua yaitu kelompok atas (R16-R31) dan kelompok bawah (R0-R15), dimana kelompok bawah tidak bisa digunakan untuk mengakses data secara langsung (imidiet) dan konstan seperti instruksi assembly LDI, dan hanya bisa digunakan antar register, SRAM, atau register I/O (register port). Sedangkan kelompok atas sama dengan kelompok bawah, hanya dia lebih mempunyai kelebihan yang dapat mengakses data secara langsung (imidiet) dan konstan .
4. Kelebihan dari GPR adalah terdapat register pasang yang digunakan untuk pointer (petunjuk kealamat tertentu). XH:XL(R27:R:26), YH:YL(R29:R28), ZH:ZL (R31:R30), hanya register pointer Z yang dapat digunakan untuk menunjuk kealamat memori program.
5. Static Random Acceses Memory (SRAM) adalah RAM yang bertugas menyimpandata sementara, sama seperti RAM pada umumnya mempunyai alamat dan ruang data. Alamat terakhir dari SRAM bergantung pada kapasitas SRAM, biasanya sudah didefinisikan pada file header dengan nama RAMEND, jadi kita tidak usah mengingat alamat SRAM yang terakhir, pakai saja RAMEND. RAMEND biasanya digunakan untuk membuat stack (alamat terakhir dari SRAM). Dalam bahasa C, pembuatan stack menjadi tanggungan compailer .
6. Program memori adalah memori Flas PEROM yang bertugas menyimpan program yang kita buat dalam bentuk kode-kode program (berisi alamat memori beserta kode program dalam ruang memori alamat tersebut) yang telah kita compile berupa bilangan heksa atau biner .
7. Internal Pheripheral adalah peralatan atau modul internal yang ada dalam mikrokontroler seperti saluran I/O, Interupsi eksternal,Timer atau counter, USART, EEPROM, dal lain-lain. Tiap peralatan internal mempunyai register port (register I/O) yang mengendlikan peralatan internal tersebut. Kata-kata tersebut port dan I/O di atas bukan hanya pin input atau output tetapi semua peralatan internal yang ada di dalam chip di sinidisebut port atau I/O (dengan kata lain di luar CPU adalah I/O walaupun kenyataannya dalam chip) .
3. Memori Mikrokontroler AVR ATmega 8535/16/32
Bagian yang sangat penting dalam pemrograman chip mikrokontroler adalah manajemen memori, karena memori dalam mikrokontroler sangat terbatas, berbeda dengan komputer yang mempunyai bermega-mega bahkan giga byte memori, sehingga harus dapat digunakan seefien dan seefektif mungkin. Bahasa C diciptakan untukkomputer berasitektur Von Neuman di mana bus memori data dan bus memori program menyatu. Sedangkan AVR mempunyai arsitektur harvard dimana bus memori program dan bus memori data terpisah, sehingga dapat mengakses memori data dan memori program dalam satu waktu .
3.1. Peta Memori
Hal pertama yang harus diketahui dalam manajemen memori adalah peta memori . Di mana dalam peta tersebut terkandung jenis memori dan kapasitasnya.
Memori AVR Atmega terbagi tiga yaitu:
1. Memori Flash
Adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flas menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik . Memori Flas terbagi dua bagian yaitu :.
1. Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program aplikasi berada.
2. Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programer atau downloader, misalnya melalui USART.
2. Memori Data
Adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program . Memori data terbagi empat bagian yaitu:
1. 32 GPR (General Phurphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam intruksi assembler setiap intruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan lain-lain yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal sebagai “chace Register”.
2. I/O register dan Aditional I/O register adalah registern yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontrler seperti pin port, timer atau counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler MCS51 dikenal sebagai SFR (Special Function Register)
3. Memori EEPROM
Adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catudaya .
a. Rangkaian output
Pengukuran dilakukan pada input IC L293D dan output IC L293D. Pengukuran dilakukan saat input atau output berkondisikan high (1) dan low (0). Tegangan yang diberikan untuk motor adalah sebesar +12V dan tegangan untuk IC L293D adalah sebesar +5V.
Tabel 3.7. Hasil pengukuran input IC L293D
el 3.8. Hasil pengukuran output IC L293D
Komponen Output
Pin L293D Kondisi Output (V ) V Sumber( V)
Nyala Mati VCC 1 VCC 2
L293 D 1 pin 3 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 6 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 11 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 14 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
L293 D 2 pin 3 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 6 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 11 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 14 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
1. Memori Flash
Adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flas menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik . Memori Flas terbagi dua bagian yaitu :.
1. Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program aplikasi berada.
2. Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programer atau downloader, misalnya melalui USART.
2. Memori Data
Adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program . Memori data terbagi empat bagian yaitu:
1. 32 GPR (General Phurphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam intruksi assembler setiap intruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan lain-lain yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal sebagai “chace Register”.
2. I/O register dan Aditional I/O register adalah registern yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontrler seperti pin port, timer atau counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler MCS51 dikenal sebagai SFR (Special Function Register)
3. Memori EEPROM
Adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catudaya .
a. Rangkaian output
Pengukuran dilakukan pada input IC L293D dan output IC L293D. Pengukuran dilakukan saat input atau output berkondisikan high (1) dan low (0). Tegangan yang diberikan untuk motor adalah sebesar +12V dan tegangan untuk IC L293D adalah sebesar +5V.
Tabel 3.7. Hasil pengukuran input IC L293D
el 3.8. Hasil pengukuran output IC L293D
Komponen Output
Pin L293D Kondisi Output (V ) V Sumber( V)
Nyala Mati VCC 1 VCC 2
L293 D 1 pin 3 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 6 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 11 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
pin 14 9,55 V 0,19 V 4,95 V 11,10 V
L293 D 2 pin 3 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 6 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 11 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
pin 14 3,97 V 0,19 V 4,95 V 4,95 V
BAB IV
PENUTUP
PENUTUP
A. Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan dan pengamatan pada alat ”Robot Tiga Fungsi Berbasis Mikrokontroler AVRATMega 8535/16/32”, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
Mobil tiga fungsi ini dapat menyimpan program lebih dari satu. Robot ini dapat menampilkan kondisi sensor. Robot ini juga dapat berjalan mengikuti jalur lurus, persimpangan, dan tikungan, dengan kelebaran jalur sebesar 1,5-3 cm dalam lintasan yang terbuat dari papan melamin, sensor dapat membedakan antara jalur hitam menggunakan prinsip pantulan cahaya dari led superbright ke photo dioda. Robot dapat mendeteksi jarak yang dipantulkan oleh infrared ke foto dioda, robot juga dapat mendeteksi logam yang telah dilalui dan membunyikan buzzer, serta mendeteksi api kemudian mematikan api tersebut.
B. Implikasi
Dengan terselesaikannya pembuatan robot mobil dengan led superbright sebagai sensor jalur diharapkan dapat diaplikasikan dalam dunia industri ataupun teknologi-teknologi lain yang memanfaatkan robot line tracking.
C. Saran
Dari hasil penelitian dan uji coba yang kami lakukan dengan robot ini ternyata masih banyak kekurangannya, untuk itu agar penelitian berikutnya lebih sempurna maka kami memberikan saran sebagai berikut :
1. Memperbanyak kasus dalam pembuatan robot agar pembacaan fungsi-fungsinya lebih sempurna.
2. Sebagai pendeteksi jalur dapat digunakan led superbright sebagai pengganti infrared dengan foto dioda sebagai penerima.
3. Sebagai pendeteksi jalur dapat digunakan Infrared dengan foto dioda sebagai pengganti ultrasonic.
4. Sebagai pendeteksi apir dapat digunakan foto dioda sebagai pengganti uv tron.
5. Penggunaan lcd merupakan sebuah alternatif untuk mengetahui kondisi sensor, dan dengan menggunakan push button dapat memilih program yang ditampilkan pada lcd.
6. Robot ini hanya berbentuk prototype,maka apabila di kembangkan lagi dapat di buatkan menjadi robot utuh.
DAFTAR PUSTAKA
Gunwan, Malvino Hanapi. 1981. Prinsip-prinsip Elektronik, Edisi kedua. Jakarta : Erlangga.
Rosyidi, Lukman. 2003. Modul Training Mikrokontroler AVR Level Basic. Depok : Prasimax.
Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, simulasi, hardware, dan aplikasi. Yogyakarta : Andi.
Sandy Halim, ST. 2007. Merancang Mobile Robot Pembawa Objek Menggunakan OOPic-R. Jakarta: Elexmedia Komputindo.
Budiharto, Widodo, Sigit Firmansyah. 2005. Elektronika Digital dan Mikroprosesor. Yogyakarta : Andi.
TEXAS INSTRUMENS.SGS-THOMSONMicroelectronics
www.datasheetcatalog.com
0 komentar:
Posting Komentar