BAB II - UPN Jatim Repository

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2. 1.Tinjauan Tentang Robot
Istilah robot diperkenalkan oleh seorang penulis bernama Karel Capek
yang menggunakan istilah robot yang berarti boneka / pekerja yang bisa bekerja
secara mandiri, pada kisah yang ditulisnya di tahun 1921. [3]
Sementara itu, cikal bakal teknologi robot sudah dikembangkan sejak
abad 18, seperti Jacques de Vaucanson di tahun 1738, yang membuat bebek
mekanik yang dapat memakan dan mencincang biiji bijian, membuka dan
menutup sayapnya. Tahun 1796, Tanaka Hisashige di Jepang berhasil membuat
mainan mekanik yang dapat menghidangkan teh dan menulis huruf kanji.
Tahun1926, Nikola Tesla membuat perahu bot yang dapat dikontrol dengan radio.
Tahun 1948, William Grey Walter membuat robot elektronik otomatis pertama
dimana robot ini dapat me-respons cahaya dan dapat melakukan kontak dengan
objek dari luar. Tahun 1954, saat dimulainya zaman digital, sebuah robot digital
yang dapat deprogram ditemukan oleh George Devol.
Selain Karel Capek yang menggunakan istilah robot sebagai boneka /
pekerja, ada juga Webster’s Dictionary yang mendefinisikan robot sebagai
perangkat otomatis yang membantu fungsi-fungsi menyerupai manusia. Sistem
kelas dalam robot mengelompokkan Autonomous Mobile Robot (AMR) sebagai
salah satu tahapan paling penting dalam tahap evolusi intelegensi dan struktur
5
6
robot. Robot diberi kemampuan khusus untuk berpindah tempat atau bergerak
dengan alat gerak konvensional seperti kaki atau roda.
Kata “autonomi” dapat diartikan sebagai kemampuan diri untuk
mengambil tindakan pada perubahan situasi atau kemampuan untuk mengambil
keputusan tanpa campur tangan manusia. Kemampuan autonomi robot pada
dasarnya dikendalikan oleh operator, meskipun pada beberapa operasi lain dapat
direncanakan, dikontrol dan dikerjakan tanpa campur tangan manusia itu sendiri.
Menurut klasifikasinya robot dapat dibagi menjadi 4, yaitu :
1. Robot Non Mobile
Robot Non Mobile merupakan type robot yang tidak dapat bergerak,
kebanyakan robot jenis ini digunakan di dalam industri.
2. Robot Mobile
Robot ini memiliki fungsi untuk dapat bergerak atau berpindah tempat, pada
awal perkembangannya robot mobile menggunakan roda untuk dapat berpindah
tempat, namun saat ini telah muncul berbagai teknologi yang dapat mendukung
robot mobile untuk berpindah tempat, salah satunya adalah hexapod, memiliki
kaki seperti laba – laba yang dapat bergerak lebih flexible. Berikut ini beberapa
contoh robot mobile:
Gambar 2.1 Contoh Robot Mobile
7
3. Humanoid, Animaloid, extra ordinary
Robot jenis ini sangat banyak digunakan saat ini karena memiliki fungsi yang
menyerupai manusia / hewan sehingga sangat bermanfaat untuk menyelesaikan
pekerjaan manusia yang mengharuskan tingkat keakuratan tinggi.
Secara garis besar robot jenis ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Humanoid
Robot yang memiliki bentuk fisik menyerupai manusia.
b. Android
Robot yang menyerupai laki – laki baik sifat, perasaan juga anggota tubuh.
c. Cyborg
Robot yang tidak menyerupai manusia tetapi memiliki fungsi seperti manusia.
d. Gynoid
Berasal dari kata gyne, yang berarti wanita. Robot ini sama seperti Android,
hanya saja Gynoid berjenis kelamin wanita
e. A.I
Robot yang mempunyai kecerdasan dan fungsi seperti manusia / hewan
f. Disabled Robotic
Robot yang diciptakan untuk membantu orang yang kekurangan secara fisik.
g. Domotics
Robot yang digunakan dalam industry, dimana pengoperasiannya masih harus
menggunakan inputan dari computer.
8
Berikut ini contoh robot humanoid :
Gambar 2.2 Robot Humanoid
2. 1. 1.Teori Kinematika Pergerakan Robot
Terdapat dua metode analisa untuk menganalisis pergerakan robot, yaitu
analisa kinematika dan analisa dinamik. Pada bab ini penulis hanya akan
membahas mengenai analisa kinematika.
Analisa kinematika adalah analisa yang berkaitan dengan pergerakan
robot tanpa memandang efek inersia/kelembaman yang terjadi ketika robot
bergerak.
A. Konsep Kinematika
Konsep kinematik didasarkan pada diagram system control robotik yang
dijelaskan pada Gambar 2.3
P(x,y,z
ep
Transformasi
Koordinat
P ke Ѳ
G(s)
U
H(s)
Ѳ (Ѳ1, Ѳ2, … Ѳn
Kinematik invers
(inverse kinematics)
Kinematik maju
Ruang Cartesian / 3D
Transformasi
Koordinasi Ѳ ke P
Ruang sendi /
sudut
Gambar 2.3 Diagram Sistem Kontrol Robotik
9
Pada gambar 2.3 di atas, output ( ) yang diukur dari gerakan robot
adalah dalam domain sudut dari sendi – sendi, baik sendi pada system tangan/kaki
ataupun sudut dari perputaran roda jika robot adalah robot mobile. Sedang yang
diperlukan oleh user adalah posis (titik tertentu pada bagian robot) yang
dinyatakan sebagai koordinat 2D ataupun 3D (Ruang Cartesian). Dengan
demikian diperlukan transformasi koordinat antara ruang kerja Cartesian dengan
ruang sendi / sudut. Kombinasi antara transformasi koordinat P ke
dengan
controller G(s) disebut sebagai controller kinematik. Inputnya berupa sinyal P,ep
dan outputnya berupa sinyal kemudi U. Dalam konteks praktis, sinyal U ini adalah
sinyal – sinyal analog dari DAC untuk seluruh aktuator (variable sendi) robot
Jadi, kinematik dalam robot adalah suatu bentuk pernyataan yang berisi
tentang deskripsi matematik geometri dari suatu struktur robot. Dari persamaan
kinematik dapat diperoleh hubungan antara konsep geometri ruang sendi pada
robot dengan konsep koordinat yang biasa dipakai untuk menentukan kedudukan
dari suatu objek. Dengan model kinematik, programmer dapat menentukan
konfigurasi referensi input yang harus diumpankan ke tiap actuator agar roboot
dapat melakukan gerakan dimultan (seluruh sendi) untuk mencapai posisi yang
dikehendaki. [1]
B. Kinematik robot mobile
Untuk dapat dianalisis menggunakan analisa kinematik maka sebuah
robot mobile harus memiliki dua roda kiri – kanan yang dikemudikan terpisah
(differentially driven mobile robot, disingkat DDMR) seperti ditunjukkan dalam
gambar 2.4 DDMR Pada Medan 2D Cartesian
10
Ф
Gambar 2.4 DDMR pada medan 2D Cartesian
Robot diasumsikan berada dalam kawasan 2D pada koordinat Cartesian
XY. Parameter – parameter dalam gambar adalah :
Ф : sudut arah hadap robot
2b : lebar robot yang diukur dari garis tengah roda ke roda
r
: jari – jari roda (rodakiri dan kanan sama sebangun)
d : jarak antara titik tengah antaran 2 roda, G dengan titik F
(x,y) : koordinat acuan di tubuh robot terhadap sumbu XY
Dalam kajian kinematik ini robot diasumsikan bergerak relative pelan
dan roda tidak slip terhadap permukaan jalan. Maka komponen x dan y dapat
diekspresikan dalam suatu persamaan nonholonomic sebagai berikut :
XG sin Ф – YG cos Ф = 0 ………………….. (2.1)
Pada DDMR ada variable F yang digunakan sebagai acuan analisa,
sehingga persamaan di atas menjadi :
XF sin Ф – YF cos Ф + Фd = 0 ………….…. (2.2)
11
Masalah klasik dalam control kinematik DDMR adalah bahwa DDMR
memiliki dua actuator, namun parameter kontrolnya lebih dari dua, yaitu x untuk
gerakan ke arah X dan y untuk arah Y yang diukur relative terhadap perpindahan
titik G, dan gerakan sudut hadap Ф yang diukur dari garis hubung titik G dan F
terhadap sumbu X.
Dari rumus 2.2 nampak bahwa derajat kebebasan dalam control
kinematika DDMR berjumlah tiga, yaitu (x, y, Ф) karena ketiga parameter ini
perlu dikontrol secara simultan untuk mendapatkan gerakan nonholomonic. Untuk
lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Contoh Manuver DDMR
Perpindahan kedudukan robot dari Start ke Stop bila dipandang pada titik
G adalah perpindahan dari koordinat (XG1. YG1) ke (XG2, YG2) secara translasi.
Namun hal ini tidak dapat dilakukan secara langsung sebab robot harus bergerak
maju sehinggan ia harus membuat maneuver belok untuk mengarahkannya pada
koordinat (XG2, YG2). Oleh karena itu diperlukan titik acuan F yang berada di luar
garis yang menghuungkan kedua roda agarsudut hadap dapat dihitung.
Bentuk umum persamaan kinematik untuk DDMR ini dapat dinyatakan
dalam persamaan kecepatan sebagai berikut :
12
XF
YF
= TNH
L
R
atau q (t) = TNH (q)
(t) ………………. (2.3)
ФF
TNH adalah matriks transformasi nonholomonic,
L
dan
R
adalah
kecepatan radial roda kiri dan kanan, dan q adalah system koordinat umu robot.
2. 1. 2.Robot Line Follower
Robot Line Follower adalah suatu robot yang dirancang / dibuat
menyerupai mobil, dan cara kerjanya ialah robot tersebut akan mengikuti garis
hitam / putih secara otomatis dimana pengendalinya berupa sensor-sensor dan
selanjutnya akan dieksekusi oleh komparator berupa transistor-transistor
dilanjutkan ke motor-motor yang membuat robot bisa bekerja sabagai mana
mestinya. [4]
A. Bagian – Bagian Robot Line Follower
1. Body / Chasis
Body ini berguna sebagai tempat penyimpanan komponen – kompnonen
yang akan digunakan nantinya. Body ini juga sangat penting karena dapat
mempengaruhi kinerja robot yang akan dibuat.
2. Sensor Proximity
Sensor proximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu
obyek. Dalam dunia robotika, sensor proximity seringkali digunakan untuk
mendeteksi ada atau tidaknya suatu garis pembimbing gerak robot atau lebih
dikenal dengan istilah “Line Follower Robot “ atau “Line Tracer Robot”, juga
13
biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang
lain pada Robot Avoider. Jenis sensor proximity ini ada beberapa macam, seperti
ultrasonic proximity, proximity (infra merah), kamera dan lain sebagainya.
Sensor proximity yang digunakan untuk robot line follower dibuat
menggunakan pasangan LED / Infrared dan phototransistor / photodioda. Jika
sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit cahaya
pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan
menerima banyak cahaya pantulan, hal ini dapat dilihat pada gambar 2.5. Sifat
dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang diterima, maka nilai
resistansi diodanya semakin kecil. Sehingga bila sensor berada di atas garis hitam
maka cahaya LED akan memantul pada garis dan diterima oleh photodioda
kemudian photodioda menjadi on sehingga tegangan output akan mendekati 0
volt. Sebaliknya jika sensor berada di atas garis putih yang berarti tidak terdapat
pantulan cahaya maka photodioda tidak mendapat arus bias sehingga menjadi off,
dengan demikian tegangan output sama dengan tegangan Induk (Vcc).
Gbr 2.6 Prinsip kerja sensor proximity
Berikut ini bagian-bagian dari photodiode :
A. LED
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, yakni merupakan
komponen lain dari dioda yang dapat mengeluarkan cahaya. LED merupakan
14
produk temuan lain yang cara kerja serta strukturnya sama dengan dioda, LED
akan melepaskan sebuah dioda berbentuk cahaya apabila diberikan tegangan
maju. Jika terintegrasi pada sebuah rangkaian LED hendaknya diberikan penahan
arus (resistor) pada anoda (sumbu positif) guna mencegah kerusakan serta
membatasi kuat arus maju yang dikonsumsi.
B. Photodioda
Merupakan salah satu jenis variabel resistro type LDR, yaitu jenis
resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh intensitas cahaya
yang mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainnya makin
kecil nilai hambatannya. Umumnya photodioda memiliki resistansi sebesar
150KΩ, resistansi ini akan berkurang sesuai dengan warna yang dikenainya.
Sedangkan untuk tegangan yang dikeluarkan dapat dicari dengan menggunakan
rumus 2.4.
Vp = Rs / (Rs + R) * Vcc …………………………………………... (2.4)
Keterangan :
Vp
: Tegangan Photodioda
Rs
: Resistansi Photodioda
R
: Resistansi Resistor
Vcc
: Supply
Nilai tegangan inilai yang nantinya akan dikirimkan ke rangkaian
comparator untuk kemudian dibandingkan dengan tegangan threshold (variable
resistor) [5]
15
3. Rangkaian Komparator
Rangkaian Komparator adalah bagian robot yang berupa rangkaian yang
berfungsi sebagai pengeksekusi hasil output dari sensor proximity yang
selanjutnya akan dilanjutkan ke motor - motor DC.
Rangkaian komparator ini sangat penting karena output dari sensor
proximity masih memiliki kemungkinan tidak pada kondisi ideal bila intensitas
pantulan cahaya LED pada garis lemah, misalnya karena perubahan warna atau
lintasan yang kotor.
Cara kerja rangakain komparator ini adalah membandingkan output
sensor proximity dengan suatu tegangan threshold yang dapat diatur dengan
memutar trimmer potensio (variable resistor). Jika tegangan dari threshold lebih
besar dari tegangan output proximity maka keluaran dari comparator akan bernilai
1 (High Digital Output).
Karena rangkaian comparator ini bekerja dengan cara membandingkan
tegangan output proximity dengan threshold maka kita juga harus mengetahui
besarnya tegangan threshold yang dibutuhkan, untuk mencari nilai tegangan
threshold yang dibutuhkan maka dicari nilai rata-rata dari output-output
photodiode pada sensor proximity. [5]
Vref = (Vp1+Vp2) / 2 ……………………………………………….. (2.5)
Keterangan :
Vref : tegangan threshold
Vp1-n : tegangan output-output photodiode pada proximity
16
Untuk mengetahui hasil dari sensor, alangkah baiknya diberi lampu
indicator yang disambungkan dengan output dari komparator.
4. Roda
Roda ini berfungsi sebagai penopang body dan juga berfungsi agar robot
yang dibuat dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan.
Bagian – bagian dari roda adalah
A. Motor DC
Motor DC adalah motor arus searah yang memiliki kemampuan untuk
mengubah besaran listrik menjadi gerak. Motor DC memiliki dua buah terminal
input. Pemberian beda tegangan pada kedua terminal input tersebut akan
menyebabkan motor berputar ke satu arah. Jika polaritas dari tegangan input
dibalik maka arah putaran dari motor tersebut akan berubah, secara sederhana
dapat dilihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Dasar Pengaturan Arah Motor DC
Prinsip kerja motor DC adalah sebagai berikut : ketika terminal input
mendapat beda tegangan, maka arus akan mengalir pada terminal input dan
kemudian mengalir pada penghantar yang terletak pada medan magnet. Konversi
dari energi listrik menjadi energi mekanik maupun sebaliknya terjadi di dalam
17
medan magnet tersebut, dengan demikian medan magnet selain berfungsi sebagai
tempat
untuk
menyimpan
energi
sekaligus
berfungsi
sebagai
tempat
berlangsungya perubahan energi dan daerah tersebut dapat dilihat pada gambar
2.8
Gambar 2.8 Medan Magnet Pada Motor DC
Dengan mengacu pada hukum kekekalan energi :
”Proses energi listrik = energi mekanik + energi panas + energi di dalam
medan magnet”
Maka dalam medan magnet akan dihasilkan kumparan medan (stator,
bagian motor DC yang tidak berputar) dengan kerapatan fluks sebesar B dengan
arus I serta panjang konduktor L, maka diperoleh gaya F sebesar :
F = B x I x L ......................................................................................... (2.6)
Sedangkan arah gaya F dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan
seperti pada gambar 2.9
18
Gambar 2.9 Arah Gaya (F)
Bila motor DC memiliki jari – jari r maka persamaan di atas akan
menjadi:
Fr = B x I x L x r …………………………………………………… (2.7)
Besarnya gaya (F) akan berpengaruh pada perputaran motor, hal ini
dikarenakan saat gaya (F) dibandingkan, konduktor akan bergerak dalam
kumparan medan magnet dan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan
reaksi lawan terhadap tegangan sumber.
Agar proses perubahan energi mekanik tersebut dapat berlangsung secara
sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang
disebabkan reaksi lawan.
Dengan demikian dapat diketahui bahwa tegangan akan mempengaruhi
kecepatan perputaran motor. Sedangkan arus akan berfungsi untuk menentukan
kekuatan torsi motor. Dimana torsi dapat didefinisikan sebagai aksi dari suatu
gaya pada motor yang dapat mempengaruhi beban untuk ikut bergerak.
19
B. Driver Motor
Agar motor DC dapat bergerak maju, mundur atau berhenti maka
diperlukan sebuah driver
motor. Ada banyak jenis driver motor yang dapat
digunakan namun dalam pembuatan simulasi mobil automatis ini driver motor
yang digunakan adalah rangkaian yang bernama H-Bridge.
Rangkaian H-Bridge merupakan rangkaian yang menggunakan 4 buah
transisitor sebagai pengatur tegangan yang akan dimasukkan ke motor.
2. 2.Microcontroller ATMega8535
Microcontroller adalah sebuah piranti berupa IC yang memiliki
kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi
(program) yang dibuat oleh programmer. Microcontroller merupakan contoh
suatu sistem komputer sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer
(komputer yang berintegrasi dengan sistem lain dan digunakan untuk suatu fungsi
tertentu, contoh handphone, DVD player, dll). Dalam struktur microcontroller
akan kite temukan juga komponen – komponen seperti prosesor, memory, clock,
dll.
Pada awal perkembangannya (sekitar tahun 1970-an) sumber daya
perangkat keras serta perangkat lunak microcontroller sangat terbatas. Saat itu,
system microcontroller hanya dapat diprogram menggunakan perangkat yang
dinamakan “EPROM programmer” dan perangkat lunak yang digunakan
umumnya berbasis assembler yang relatif sulit dipelajari. [2]
20
Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini pemrograman
microcontroller relative mudah dilakukan terutama dengan digunakannya metode
ISP (In System Programming) sehingga kita dapat memprogram system
microcontroller sekaligus mengujinya pada system minimumnya secara langsung.
Selain itu dewasa ini banyak alternative bahasa aras tinggi (pascal, C, dll) yang
dapat digunakan, hal ini sangat membantu karena selain akan menghemat waku
pengembangan, kode program yang disusun juga akan lebih terstruktur dan
relative mudah dipelajari.
Dengan berbagai macam kelebihan yang dimiliki serta hal – hal yang
menjadi pertimbangan di atas, dewasa ini microcontroller AVR 8 bit produk
perusahaan Atmel adalah salah satu microcontroller yang banyak merebut minat
kalangan profesional dan juga cocok dijadikan saran berlatih bagi pemula
mengingat banyak fitur dan kemudahan yang diberikan microcontroller tersebut.
ATMega8535 merupakan salah satu produk perusahaan atmel yang
paling banyak digunakan saat ini. Harga yang relative terjangkau, banyak
ditemukan di pasaran, kemudahan dalam pemrograman dan fitur – fitur yang
menarik di dalamnya menjadi daya tarik tersendiri bagi ATMega8535. [2]
2. 2. 1. Spesifikasi ATMega8535
1. 130 macam instruksi, yang hampir semuanya diekekusi dalam satu siklus
clock. Instruksi ini dapat berupa transfer data, aritmatika & logika,
percabangan, dan lain – lain.
2. 32 x 80-bit resgister serba guna.
21
3. Kecepatan mencapai 16 MIPS (Million Instruction per Second) dengan clock
16 MHz. ATMega8535 memiliki kemampuan dapat menjalankan 1 instruksi
dalam siklus 1 clock dengan kecepatan clock 16 MHz. Berbeda dengan type
lain seperti MCS51 yang memerlukan siklus 12 clock dalam mengeksekusi 1
instruksi.
4. 8 Kbyte Flash Memori
5. 512 Byte Internal EEPROM (Elecrically Erasable Programmable Read Only
Memory). EEPROM merupakan tempat menyimpan data semi permanen.
EEPROM ini dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. Dengan
adanya EEPROM internal maka tidak diperlukan komponen pendukung
seperti EEPROM external seperti beberapa microcontroller lain sehingga
penggunaan hardware bisa lebih efisien.
6. 512 Byte SRAM (Static Random Access Memory). Sama halnya seperti
computer yang memiliki RAM, microcontroller ATMega8535 juga memiliki
SRAM sebesar 512 Byte.
7. Programming Lock fasilitas yang memungkinkan untuk mengamankan kode
program.
8. 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit. ATMega8535
memiliki 3 modul yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah
timer/counter 16-bit. Ketiga modul ini dapat diatur dalam mode yang berbeda
secara individu dan tidak saling memperngaruhi satu sama lain.
9. 4 channel output PWM (Pulse Width Modulation)
22
10. 8 channel ADC (Analog Digital Converter) 10-bit. ADC ini merupakan fungsi
untuk membantu programmer saat akan mengolah data secara digital. Sesuai
dengan namanya ADC ini merubah data awal yang berupa data analog
menjadi data digital.
Untuk mendapatkan nilai ADC digunakan rumus :
VADC = (Vin / Vref) * 256 ………………………………………….. (2.8)
Keterangan :
VADC = Tegangan ADC (mV)
Vin = Tegangan inputan yang akan diconvert (V)
Vref = Tegangan referensi.
256 = Resolusi ADC, ATMega8535 memiliki resolusi 256 dan 1024.
11. Serial USART (Universal Synchronus and Asynchronus Serial Receive and
Transmitter). USART merupakan salah satu mode komunikasi serial yang
dimiliki oleh ATMega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki
fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik
antar mikrokontroller maupun dengan pheripheral eksternal termasuk PC yang
memiliki fiutr UART
12. Master/Slave SPI serial interface. Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan
salah satu mode komunikasi serial synchronus kecepatan tinggi yang dimiliki
ATMega8535. Komunikasi SPI ini membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO
dan SCK. Melalui komunikasi SPI ini data dapat saling dikirimkan baik antar
23
mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar
mikrokontroller.
a) MOSI (Master Output Slave input)
Artinya jika dikonfigurasikan sebagai master maka pin MOSI ini
sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin
MOSI ini sebagai input.
b) MISO (Master Input Slave Output)
Berkebalikan dengan MISO di atas, jika dikonfigurasikan sebagai
master maka pin MISO ini sebagai input tetapi jika dikonfigurasikan
sebagai slave maka pin MISO ini sebagai output.
c) CLK (Clock)
Jika dikonfigurasikan sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai
output (pembangkit clock) tetapi jika dikonfigurasikan sebagai slave
maka pin CLK berlaku sebagai input (menerima sumber clock dari
master).
pengaturan konfigurasi Master atau Slave ditentukan oleh pin SS. Jika
pin tersebut diberi tegangan high (1) maka terkonfigurasi sebagai
Master tetapi jika pin tersebut diberi tegangan low(0) maka
terkonfigurasi sebagai Slave.
13. Serial TWI atau I2C
14. On-Chip
Analog
Comparator.
Analog
comparator
digunakan
untuk
membandingkan dua buah tegangan masukan analog yaitu masukan positif
yang terhubung ke pin AIN0 dan masukan negative yang terhubung dengan
24
pin AIN1. Kemudian hasilnya akan ditunjukkan oleh pin AC0, dimana pin
AC0 ini akan bernilai 1 jika tegangan masukan pin positfi lebih besar dari pin
negative, begitu juga sebaliknya.
2. 2. 2. Deskripsi Pin ATMega8535
Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATMega8535
Keterangan :
d) VCC
: pin masukan catu daya.
e) Gnd
: pin ground.
f)
Port A (PA0 – PA7)
g) Port B (PB0 – PB7)
: pin I/O dan pin ADC.
: pin I/O dan pin timer/counter, analog
comparator, SPI.
h) Port C (PC0 – PC7)
: pin I/O dan TWI, analog comparator,
Timer, Oscilator.
i)
Port D (PD0 – PD1)
: pin I/O dan analog comparator, interupsi
eksternal, USART.
j)
Reset
: pin untuk me-reset kerja system microcontroller.
25
k) XTAL1 dan XTAL 2
: pin untuk clock external.
l) AVCC : pin catu daya yang digunakan untuk masukan ADC.
m) AREF
: pin untuk teganga referensi ADC.
2. 3.Komponen – Komponen Elektronik
Dalam pembuatan mobil automtatis ini ada beberapa komponen
elektronik yang digunakan, resistor, IC, dioda, Motor DC, Sensor warna TCS230.
2. 3. 1.Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen pasif yang memiliki fungsi
untuk mengatur dan menghambat arus listrik. Resistor di beri lambang huruf R
dengan satuannya yaitu Ohm (Ω). Secara umum resistor berdasarkan nilainya
dapat dibagi menjadi 3 bagian,yaitu :
1. Fixed Resistor
Merupakan resistor yang nilai hambatannya tetap. Berikut ini
adalah bentuk resistor:
Gambar 2.11 Bentuk Fisik Resistor
Gambar 2.12 Simbol Resistor
26
Nilai hambatan resistor dapat kita ketahui dari gelang warna yang
terdapat pada badan resistor, dimana ketentunanya adalah sebahai
berikut:
1. Gelang ke-1 dan gelang ke-2 menyatakan nilai resistor.
2. Gelang ke-3 menyatakan faktor pengali.
3. Gelang ke-4 menyatakan toleransi.
Jika resistor memiliki 5 gelang warna, maka nilai gelang ke-1, 2
dan 3 menyatakan nilai resistor, gelang ke-4 merupakan faktor pengali
dan gelang ke-5 menyatakan toleransi. [6]
Sedangkan untuk mengetahui nilai dari warna gelang resistor, kita
bisa lihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 Tabel kode warna resistor
Warna
Hitam
Coklat
Merah
Orange/Jingga
Kuning
Hijau
Biru
Ungu
Abu-abu
Putih
Emas
Perak
Tidak Berwarna
Contoh :
Nilai
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Faktor Pengali
X1
X 10
X 100
X 1000
X 10000
X 100000
X 1000000
X 10000000
X 100000000
X1000000000
X 0.1
X 0.1
Toleransi
1%
2%
5%
10%
20%
Sebuah resistor memiliki gelang warna seperti berikut ini :
Gelang ke-1
: Jingga, memiliki nilai 3
Gelang ke-2
: Hitam, memiliki nilai 0
27
Gelang ke-3
: Merah, merupakan faktor pengali 102
Gelang ke-4
: Emas, memiliki nilai toleransi 5%
Jadi, resistor di atas memiliki nilai 3000 Ω ± 5 %
2. Variable Resistor
Merupakan resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah.
Berdasarkan cara merubah hambatannya variable resistor dibagi menjadi
2, yaitu :
1. Trimpot
Merupakan variable resistor yang nilai hambatannya dapat
dirubah menggunakan obeng atau alat bantu. [7]
Berikut ini beberapa contoh trimpot:
Gambar 2.13 Variable resistor jenis trimpot
2. Potensio
Merupakan variable resistor yang nilai hambatannya dapat
dirubah langsung menggunakan tangan (tanpa menggunakan alat
bantu) dengan cara memutar poros engkol atau menggeser kenop
untuk potensio geser [7]
Berikut ini adalah beberapa contoh potensio:
28
Gambar 2.14 Variable resistor jenis potensio
3. Resistor Non Linier
Ada beberapa jenis resistor non linier, diantaranya adalah :
1. PTC ( Positive Temperature Coefisien )
Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya
terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu di sekitarnya
maka makin besar nilai hambatannya. [7]
Berikut adalah contoh PTC:
Gambar 2.15 Bentuk fisik PTC
2. NTC ( Negative Temperature Coefisien )
Jenis resistor ini hampir sama dengan PTC, nilai hambatannya
terpengaruh oleh perubahan suhu, perbedaannya adalah jika suhu
semakin tinggi maka nilai hambatannya akan semakin kecil,
sebaliknya jika suhu semakin rendah maka makin besar niai
hambatannya. [7]
29
Berikut adalah contoh NTC:
Gambar 2.16 Bentuk fisik NTC
3. LDR ( Light Dependent Resistor )
Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya
terpengaruh oleh intensitas cahaya yang mengenainya. Makin besar
intensitas
cahaya
yang
mengenainnya
makin
kecil
nilai
hambatannya. [7]
2. 3. 2.Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang paling sederhana dari keluarga
semikonduktor, dari simbolnya menunjukkan arah arus dan ini merupakan sifat
dioda, bahwa dioda hanya mengalirkan arus pada satu arah, arus hanya mengalir
dari kutub Anoda ke kutub Katoda. Satu sisi dioda disebut Anoda untuk
pencatuan positif (+), dan sisi lainnya disebut Katoda untuk pencatuan negatif (-),
yang dalam pemasangannya tidak boleh terbalik. Secara fisik bentuk dioda seperti
silinder kecil dan biasanya diberi tanda berupa lingkaran warna putih, yang
menandakan posisi kaki Katoda. [8]
30
Gbr 2.17 Bentuk fisik dioda dan lambang diode
2. 3. 3.Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,
sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,
modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam
kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya
(FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik
modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat
sinyal
radio.
Dalam
rangkaian-rangkaian digital,
transistor
digunakan
sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai
sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponenkomponen lainnya. [10]
Gambar 2.18 Bentuk Fisik Transistor
31
2. 3. 4.Optocoupler
Optocoupler merupakan piranti elektronika yang berfungsi sebagai
pemisah antara rangkaian power dengan rangkaian control. Optocoupler
merupakan komponen yang berfungsi untuk mengatur feedback yang masuk ke
STR / Transistor / IC power pada bagian power supply. [9]
Optocoupler adalah
suatu
komponen
penghubung (coupling) yang
bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu :
1. Pada transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika
dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah
memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya
yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata
telanjang.
2. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen Photodiode.
Photodiode merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga
cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu
pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra
mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka
Photodiode lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra
merah.
Prinsip kerja dari optocoupler adalah :
a.
Jika antara Photodiode dan LED terhalang maka Photodiode tersebut
akan off sehinggaoutput dari kolektor akan berlogika high.
32
b.
Sebaliknya jika antara Photodiode dan LED tidak terhalang
maka Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode tersebut
akan on sehingga output-nya akan berlogika low.
Gambar 2.19 Bentuk Fisik Optocoupler