Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler AT89S51

Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler
AT89S51
Skripsi. Sistem Komputer. Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Gunadarma. 2012
https://[email protected]
Oleh : Indra Pati Andhika Pribadi (22108367)
ABSTRAK
Belakangan ini teknologi robot banyak digunakan dunia industri untuk melakukan
proses produksinya.Robot digunakan untuk menggantikan pekerjaan manusia yang dianggap
sulit dan membahayakan manusia, manusia hanya perlu mengendalikan robot disuatu tempat
dan dapat melakukan perkerjaan yang lain yang lebih aman dan lebih manusiawi
Interaksi manusia dengan Robot bervariasi ada yang menggunakan remot kontrol,
Handphone dan menggunakan PC dengan beragam antarmuka dan interaksinya . Robot dapat
dikendalikan dari jarak jauh agar interaksi tetap terjaga, sehingga tidak terbatas oleh jarak
yang dekat.Sebagai contoh baru baru ini sering terjadi teror dengan bungkusan hitam yang
diduga sebagai bom, apa bila bom ini mempunyai daya ledak yang tinggi maka dibutukan
robot yang dikendalikan dari jarak yang cukup jauh agar lebih aman.
Robot yang sudah ada biasanya menggunakan kabel untuk mengendalikannya atau
menggunakan remot kontrol untuk mengendalikannya, terdapat juga robot pengintai yang
menggunakan kamera wireless dan masih menggunakan remote control untuk
mengendalikannya dan monitor untuk melihat situasi yang ada disekitarnya, dengan cara
yang telah disebtkan sebelumnya maka penulis mencoba untuk merancang sebuah robot yang
dikendalikan dan dipantau langsung menggunakan PC. Maka atas dasar inilah dibuat suatu
alat “ROBOT PENGINTAI MENGGUNAKAN PC BERBASIS AT89S51” yang
mengendalikan robot pengintai melalui PC
Kata Kunci : Robot, Serial, Mikrokontroler, PC,
1. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Belakangan ini teknologi robot banyak
digunakan dunia industri untuk melakukan
proses produksinya.Robot digunakan untuk
menggantikan pekerjaan manusia yang
dianggap sulit dan membahayakan manusia,
manusia hanya perlu mengontrol robot
disuatu tempat dan dapat melakukan
perkerjaan yang lain yang lebih aman dan
lebih manusiawi
Penggunaan robot untuk menunjang
kebutuhan sehari-hari sangat berperan
penting untuk perkembangan teknologi
informasi. Macam-macam bentuk robot,
Robot mobile, Robot jaringan, Robot
manipulator (Tangan), Robot Humanoid,
Robot Berkaki, Robot Terbang (Flying
Robot), dan Robot Dalam Air (Under Water
Robot). Robot tersebut telah banyak
diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari
berguna untuk menggantikan kegiatan
manusia yang dianggap sulit dan berbahaya.
Interaksi manusia dengan Robot
bervariasi ada yang menggunakan remote
control, Handphone dan menggunakan PC
dengan beragam antarmuka dan interaksinya
. Robot dapat dikendalikan dari jarak jauh
agar interaksi tetap terjaga, sehingga tidak
terbatas oleh jarak yang dekat.Sebagai
contoh baru baru ini sering terjadi teror
dengan bungkusan hitam yang diduga
sebagai bom, apa bila bom ini mempunyai
daya ledak yang tinggi maka dibutukan robot
yang dikendalikan dari jarak yang cukup
jauh agar lebih aman.
Robot yang sudah ada biasanya
menggunakan
kabel
untuk
mengendalikannya
atau
menggunakan
remote kontrol untuk mengendalikannya,
terdapat juga robot pengintai yang
menggunakan kamera wireless dan masih
menggunakan
remote
control
untuk
mengendalikannya dan monitor
untuk
melihat situasi yang ada disekitarnya, dengan
cara yang telah disebtkan sebelumnya maka
penulis mencoba untuk merancang sebuah
robot yang dikendalikan dan dipantau
langsung menggunakan PC. Maka atas dasar
inilah dibuat suatu alat “ROBOT
PENGINTAI MENGGUNAKAN PC
BERBASIS AT89S51” yang mengendalikan
robot pengintai melalui PC.
1.2.
Rumusan Masalah
Masalah yang akan penulis atasi dibatasi
pada pembahasan tentang pengendalian robot
menggunakan PC, yang terhubung ke
Mikrokontroler AT89S51 menggunakan
komunikasi serial dengan kabel RS232, dan
pada Robot terdapat kamera yang dapat
menginformasikan pada komputer keadaan
sekitar
1.3.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah
membuat sebuah robot yang dikendalikan
oleh pengguna melalui komputer dan dapat
memantau keadaan sekitar melalui kamera
yang terpasang pada robot pengintai, dan
dapat mengurangi resiko yang berbahaya
bagi manusia
1.4.
Metode Penelitian
Penulisan ini menggunakan beberapa
metode penelitian, antara lain:
Studi Pustaka, yaitu dengan mengambil
referensi dari berbagai sumber baik melalui
situs internet maupun buku-buku elektronika
dan pemrograman.
Eksperimen,Melakukan perancangan dan
percobaan menggunakan mikrokontroler
kemudian diterapkan langsung pada alat
Analisa, melakukan serangkaian pengujian
dan pengamatan sehingga diperoleh data dan
tujuan yang diharapkan
2. LANDASAN TEORI
Untuk memahami alat yang telah penulis
buat sekaligus untuk lebih mendalami apa
yang akan dibahas selanjutnya, penulis akan
menjabarkan dan menjelaskan dasar dasar
pengertian yang menjadi landasan dalam
membuat alat atau rangkaian yang berkaitan
tentang Robot Pengintai Menggunakan PC
Berbasis AT89S51
2.1.
Definisi Robot
Robot adalah sebuah alat mekanik yang
dapat melakukan tugas fisik, baik
menggunakan pengawasan dan kontrol
manusia, ataupun menggunakan program
yang telah didefinisikan terlebih dulu
(kecerdasan buatan). Robot biasanya
digunakan untuk tugas yang berat,
berbahaya, pekerjaan yang berulang dan
kotor. Jadi robot bukan hanya sekedar
perkakas biasa, namun merupakan mesin
khusus yang dapat dikontrol oleh manusia
lewat suatu processor atau controller. [8]
2.2.2. Mikrokontroler AT89S51
AT89S51 adalah sebuah mikrokontroler
8 bit bertenaga rendah dengan teknologi
CMOS berkinerja tinggi yang dilengkapi
memori flash yang dapat diprogram sebesar
8 Kbyte. Komponen ini dibuat dengan
teknologi memori atmel yang nonvolatile
dan berkapasitas tinggi serta kompatibel
dengan set instruksi dan pin out standar
industri
80CSI.
Flash
on-chip
memungkinkan memori program diprogram
ulang dalam sistem atau oleh pemrograman
memori nonvolatile yang konvensional.
Dengan menggunakan CPU 8 bit dengan
flash yang diprogram dari sistem dalam
sebuah monolithic ship, Atmel AT89S51
adalah sebuah mikrokontroler yang sangat
baik untuk menyediakan solusi yang sangat
fleksibel dan efektif dalam biaya, untuk
banyak dalam masalah aplikasi, serta untuk
mengontrol modul tambahan. [1]
Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S51
2.2.3. Pin
Pin adalah kaki fisik dari sebuah IC
AT89S51. Masing-masing pin memiliki
fungsi dan karakteristik tersendiri yang harus
diperhatikan oleh user. AT89S51 memiliki
beberapa pin, ada yang berfungsi sebagai
jalur input/output (I/O), ada yang berfungsi
sebagai jalur kontrol, dan ada juga yang
berfungsi sebagai address bus atau data bus.
pF. Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai
33 MHz. XTAL1 adalah input ke
pembalikan penguat oscillator (inverting
oscillator amplifier) dan input ke clock
internal pengoperasian rangkaian. Sedangkan
XTAL2 adalah output dari pembalikan
penguat oscillator.
Gambar 2.2 Rangkaian CRYSTAL dan
Crystal
XTAL/CRYSTAL adalah komponen yang
menghasilkan clock yang bisa mengatur
frekuensi dengan tepat dan tak akan berubah
- ubah.
Berikut ini merupakan cara menghitung
waktu kerja 1 siklus dari mikrokontroller
AT89S51 :
T=
1
. (s)
Frekuensi Kristal
Misalnya suatu mikrokontroller dengan
Kristal 12Mhz, maka waktu kerja 1 siklus
dari mikrokontroller tersebut adalah :
T=
Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89S51
2.2.
2.2.4.Oscilator
Oscillator disingkat dengan OSC.
Rangkaian elektronika yang berfungsi
sebagai pembangkit frekuensi tinggi.
Koneksi dengan on-chip oscillator pada
Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari dua pin
yaitu XTAL1 dan XTAL2.
Oscillator yang disediakan pada chip
dikemudikan
dengan
XTAL
yang
dihubungkan pada pin 18 dan pin 19.
Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 10
1
12.000.000 Hz
= 0,083 x 10-6 S
= 0,083µs
Sensor Cahaya
Sensor adalah suatu elemen (piranti)
elektronik yang memiliki sifat yaitu mampu
mengubah besaran fisis menjadi besaran
listrik. Dalam penulisan ini dipergunakan
sensor cahaya
yang karakteristiknya
mengubah intensitas cahaya (besraan fisis),
menjadi perubahan hambatan. Dalam hal ini
sensor yang digunakan dikenal dengan nama
LDR (light dependent resistor).
Resistor peka cahaya (Light Dependent
Resistor/LDR)
memanfaatkan
bahan
semikonduktor yang karakteristik listriknya
berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang
diterima. Bahan yang digunakan adalah
Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium
Selenida (CdSe).
Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap
cahaya dalam spektrum tampak, dengan
puncaknya sekitar 0,6 μm untuk CdS dan
0,75 μm untuk CdSe. Dengan bahan ini
energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan
lebih banyak muatan yang dilepas atau arus
listrik meningkat. Artinya resistansi bahan
telah mengalami penurunan. Resistansi LDR
akan berubah seiring dengan perubahan
intensitas cahaya yang mengenainya atau
yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap
resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam
keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang.
Akan lebih mudah mengatur respon
rangkaian bila kita menggunakan Op-Amp
sebagai penguat atau saklar pada rangkaian
LDR. Karakteristik LDR terdiri dari dua
macam yaitu Laju Recovery dan Respon
Spektral:
2.1.
Penguaat Operasional (OP-AMP)
Op-amp
adalah
suatu
komponen
elektronik terintegrasi (IC) yang memiliki
fungsi umum maupun fungsi khusus,
tergantung jenis Op-amp yang digunakan.
Dalam karya tulis ini dibutuhkan suatu
komparator. Op-amp yang lazim digunakan
untuk operasi komparator adalah jenis OPAmp LM741.
IC LM 741 merupakan salah satu IC OpAmp dimana IC ini memiliki Op-Amp
sebanyak 1 buah. IC ini berfungsi sebagai
pembanding dua buah tegangan yang masuk
sebagai input. Seperti yang ditunjukkan pada
gambar 2.7, IC LM741 digunakan untuk
menerima masukan dari sensor penerima
yaitu LDR.
Gambar 2.5 Rangkaian Comparator
Prinsip dasar dari rangkaian diatas adalah
validasi tegangan seperti yang ditunjukkan
pada gambar 2.7, dimana validasi tegangan
disini membandingkan inputan yang masuk
di kaki inverting dan kaki non-inverting
apabila perbandingan bernilai positif maka
tegangan output akan bernilai 90% dari +Vcc
dan apabila perbadingan bernilai negatif
maka bernilai 90 % dari – Vcc. [3]
Gambar 2.6 skematik Comparator
Persamaannya komparator adalah sebagai
berikut:
Vout = sign (Vb-Va) 90% VCC
Dari rangkaian tersebut di atas dapat
diketahui :
Vcc = 5 Volt
Pada saat gelap :
Vout
= sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc
= sign ( 4 –3 ) * 90% Vcc
= ( 1) * 90 % Vcc
= 90% x 5 Volt
= 4,5 Volt
Sedangkan ketika dalam keadaan terang
:
Vcc = 5 Volt
Pada saat terang :
Vout
= sign ( Vb – Va ) * 90% Vcc
= sign ( 2 –4 ) * 90% Vcc
= ( -2) * 90% Vcc
= 90% x 5 Volt
= -4.5 Volt
2.2.
Motor DC
Dalam aplikasinya sering kali sebuah
motor digunakan untuk arah yang searah
dengan jarum jam maupun sebaliknya.
Untuk mengubah putaran dari sebuah motor
dapat dilakukan dengan mengubah arah arus
yang mengalir melalui motor tersebut.
Gambar 2.7 Dasar Perputaran Motor
Agar pengubahan polaritas tegangan
motor dapat dilakukan dengan mudah, maka
hal ini dilakukan dengan menggunakan dua
buah saklar seperti pada gambar 2.10 di
mana kedua saklar tersebut harus berada
pada posisi yang saling berlawanan. Apabila
S1 berada di posisi kiri (terhubung dengan
positif) maka S2 harus berada di posisi kanan
(terhubung dengan negatif) dan demikian
pula sebaliknya dengan perubahan yang
serempak.
dengan fungsi khusus. Untuk kebutuhan
perancangan sistem, dipilih driver motor tipe
IC L293D.
IC L293D ini adalah suatu bentuk
rangkaian daya tinggi terintegrasi yang
mampu melayani 4 buah beban dengan arus
nominal 600mA hingga maksimum 1.2 A.
Keempat channel masukannya didesain
untuk dapat menerima masukan level logika
TTL. Biasa dipakai sebagai driver relay,
motor DC, motor steper maupun pengganti
transistor sebagai saklar dengan kecepatan
switching mencapai 5KHz. Driver tersebut
berupa dua pasang rangkaian h-bridge yang
masing-masing dikendalikan oleh enable 1
dan enable 2.
Gambar 2.10 Pengaturan Arah dengan
Menggunakan Saklar
Untuk menggerakkan motor DC pada
rangkaian ini, kita membutuhkan suatu
driver khusus yang dapat kita buat, yaitu
menggunakan IC L293D. [5]
Gambar 2.10 Skematik Internal PIN IC
L293D
Gambar 2.11 Skematik PIN IC L293D
2.3.
Gambar 2.11 Fisik Motor DC
IC L293D (Driver)
Suatu driver adalah sistem penghubung
antara mikrokontroler dengan sistem yang
akan dikendalikan. Dalam hal ini sistem
yang dimaksud adalah motor penggerak.
Dewasa ini sudah dikenal berbagai driver
Gambar rangkaian dan cara kerjanya
cukup sederhana yakni Dengan memberikan
tegangan 5V sebagai Vcc pada pin 16 dan 9
Volt pada pin 8 untuk tegangan motor, maka
IC siap digunakan. Saat terdapat tegangan
pada input 1,2 dengan memberikan logika
tinggi pada enable1, maka output 1,2 akan
aktif. Sedangkan jika enable1 berlogika
rendah, meskipun terdapat tegangan pada
input1 dan 2, output tetap nol (tidak aktif).
Hal ini juga berlaku untuk input dan output
3,4 serta enable2. [9]
2.4.
Interface
Dalam
sistem
ini
menggunakan
komunikasi serial. Secara fisik, pembaca
disambungkan ke suatu port serial pada
komputer dengan menggunakan konektor
RS-232 serial. Peralatan pada komunikasi
serial port dibagi menjadi 2 (dua) kelompok
yaitu Data Communication Equipment
(DCE) dan Data Terminal Equipment (DTE).
Spesifikasi elektronik dari serial port
merujuk
pada
Electronic
Industry
Association (EIA) :
1. “Space” (logika 0) ialah
tegangan antara + 3 hingga
+25 V.
2. “Mark” (logika 1) ialah
tegangan antara –3 hingga
–25 V.
3. Daerah antara + 3V hingga –3V tidak
didefinisikan /tidak terpakai
4. Tegangan open circuit
tidak boleh melebihi 25 V.
5. Arus hubungan singkat
tidak boleh melebihi
500mA.
Komunikasi serial membutuhkan port
sebagai saluran data. Pengiriman data serial
pada komputer menggunakan standar RS232, sedangkan mikroktroler menggunakan
standar TTL. Agar keduanya dapat
berinteraksi, maka diperlukan rangkaian
antarmuka sehingga perangkat-perangkat
dapat saling berhubungan. Rangkaian
antarmuka yang akan digunakan adalah
rangkaian antarmuka pengubah standar RS232 ke standar TTL, yaitu dengan
menggunakan IC MAX232. [10]
2.4.1. Konverter Logika RS232
Jika
peralatan
yang
digunakan
menggunakan logika TTL, maka sinyal port
serial harus dikonversikan terlebih dahulu ke
pulsa TTL sebelum digunakan begitu juga
sebaliknya. Converter yang paling mudah
digunakan ialah MAX232. Di dalam IC ini
terdapat
charge
pump
yang
akan
membangkitkan tegangan +10 Volt dan -10
Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC
DIP (Dual Inline Package) 16 pin ini
terdapat 2 buah transmitter dan 2 buah
receiver.
2.5.
Gambar 2.12 Rangkaian Max232
Kode ASCII
Kode Standar Amerika untuk Pertukaran
Informasi atau ASCII (American Standard
Code
for
Information
Interchange)
merupakan suatu standar internasional dalam
kode huruf dan simbol seperti Hex dan
Unicode tetapi ASCII lebih bersifat
universal, contohnya 124 adalah untuk
karakter "|". Ia selalu digunakan oleh
komputer dan alat komunikasi lain untuk
menunjukkan teks. Kode ASCII sebenarnya
memiliki komposisi bilangan biner sebanyak
8 bit. Dimulai dari 0000 0000 hingga 1111
1111. Total kombinasi yang dihasilkan
sebanyak 256, dimulai dari kode 0 hingga
255 dalam sistem bilangan. [7]
3. PERANCANGAN DAN
IMPLEMENTASI
3.1.
Gambaran Umum
Robot pengintai menggunakan kamera
yang terpasang pada Robot dan dikendalikan
melalui PC yang terhubung dengan
Mikrokontroler, Citra dan keadaan sekitar
Robot dapat dipantau melalui PC. Robot
dapat bergerak ke kiri kanan , maju dan
mundur, sesuai dengan perintah yang dikirim
melalui PC. Agar dapat dikendalikan dalam
jarak yang jauh maka menggunakan jaringan
nirkabel
yang
terhubung
pada
mikrokontroler dan Robot.
Mikrokontroler yang digunakan adalah
Mikrokontroler
AT89S51
dengan
menggunakan bahasa assembler, dan juga
menggunakan Catu Daya 9 Volt untuk
mengaktivkan
mikrokontroler
juga
mengaktifkan kamera dan robot pengintai,
dan
menggunakan
3
Volt
untuk
mengaktifkan Transmitter wireless yang
terhubung dengan mikrokontroler
3.1.
Analisa Secara Blok Diagram
Pada sub bab ini akan dijelaskan cara
kerja alat ini secara Blok Diagram untuk
memudahkan dalam mempelajari alat ini.
Blok diagram dibagi menjadi dua bagian
masing masing bagian mempunyai fungsi
fungsi tertentu dan berhubungan antara satu
dan yang lainnya, adapun blok Diagram
terdapat pada gambar 3.1
Tiap masukan mempunyai
keluaran yang berbeda.
proses
dan
a. Penekanan pada keyboard
Terdapat penekanan pada keyboard pada
blok diagram, ketika keyboard ditekaan pada
PC atau komputer sesuai dengan program
yang terdapat pada mikrokontroler maka
robot akan bergerak sesuai dengan perintah
program yang terdapat pada mikrokontroler
Komputer
yang
digunakan
untuk
menggerakan atau mengendalikan robot ini
terhubung dengan Mikrokontroler melalui
konverter usb to db 9 untuk komunikasi
serial, data yang dikirim melalui penekanan
dari komputer merupakan data ASCII, yang
kemudian dikirim melalui komunikasi serial
sehingga
memungkinkan
untuk
mengendalikan Mikrikontroler.
Software yang digunakan untuk mengirim
data
dari
komputer
adalah
HYPERTERMINAL, dari software ini dapat
diatur Baudrate dan COM yang digunakan
agar komunikasi data antara Mikrokontroler
dan Komputer dapat terkirikm dengan baik.
b.
Intensitas Cahaya dan Sensor Cahaya
(LDR)
Pada alat ini menggunakan sensor cahaya
(LDR), LDR berfungsi untuk mengindra
keadaan gelap atau terang pada keadaan
sekitar. Ketika keadaan sekitar gelap maka
lampu yang terpasang pada robot akan aktif,
dan sebaliknya jika keadaan sekitarrnya
terang maka lampu yang terpasang akan
mati. Tujuannya agar memudahkan kamera
dalam mengamati keadaan sekitar.
Gambar 3.1 Blok Diagram
3.2.1. Blok Input
Blok ini merupakan masukan, seperti yang
telah diketahui input adalah sesuatu yang
mempengaruhi
output,
terdapat
tiga
masukan yang berbeda yang tertulis pada
blok diagram, yaitu penekanan pada
keyboard,intensitas
cahaya, dan citra
lingkungan yang ditangkap oleh kamera.
LDR termasuk dalam jenis Resistor yang
berfungsi untuk menghambat tegangan yang
masuk, dan tegangan yang masuk dan
hambatannya dapat diatur melalui cahaya
yang masuk melalui permukaan LDR.
c.
Citra Lingkungan
Keadaan sekitar dapat dilihat karna
terdapat kamera yang terpasang pada badan
Robot. Kamera ini diaktifkan menggunakan
batrei 9V, yang terhubung langsung.
3.2.2. Blok Proses
Setelah input masuk maka input tersebut
akan diproses agar dapat menghasilkan
output yang sesuai dengan yang diharapkan,
maka proses juga harus berjalan dengan baik.
tiga masukan yang telah dijelaskan
sebelumnya akan diproses dengan tiga media
proses yang berbeda juga
a. Mikrokontroler, Transmitter , Receiver
27Mhz
Data ASCII yang dikirim dari komputer
dengan penekanan dari keyboard yang
tehubung dengan Mikrokontroler melalui
komunikasi serial. Akan diproses oleh
mikrokontroler susuai dengan program yang
ada pada mikrokontroler.
Mikrokontroler yang digunakan adalah
AT89S51 dengan menggunakan bahasa
assembler. Setalah data ASCII dikirim,
mikrokontroler akan menjalankan program
yang telah terdapat pada mikrokontroler dan
keluaran dari mikrokontroler yaitu logika 0
dan 1.
Dari keluaran mikrokontroler ini lalu
akan diproses kembali di modul transmitter
wireless 27Mhz, masukan dan keluaran pada
modul transmitter ini merupakan logika 0
dan 1, dan setelah mendapat masukan dari
mikrokontroler maka akan mengirim data 0
dan satu ke modul Receiver yang terhubung
dengan IC L293D yang merupakan IC
penggerak motor DC yang terhubung pada
robot
b. IC 741 (Comparator)
IC 741 merupakan IC operating amplifier,
dalam alat ini IC 741 digunakan sebagai
comparator untuk membandingkan dua
tegangan. IC ini memproses cahaya yang
masuk melalui LDR, dan LDR terhubung ke
IC ini lalu keluaran dari IC ini terhubung
dengan LED atau lampu yanag akan menyala
jika keadaan gelap.
c. Wireless camera dan Easy Capture
Dari Citra lingkungan yang tertangkap
oleh kamera akan diproses dan dikirim oleh
wireless kamera dan keluaranya akan
diproses oleh Easy Capture.
Easy Capture ini merupakan Converter
dari jack wireless kamera ke USB.
Dimaksudkan agar keluaran yang akan
ditampilkan dapat dilihat pada komputer
ataupun Laptop melalui software dari Easy
Capture.
3.3.3 Blok Output
Output adalah hasil dari masukan yang
telah diproses degan alat pemrosesan
sehingga akan menghasilkan keluaran yang
diinginkan. Dalam alat ini terdapat tiga
keluaran yang berbeda .
a.
Pergrerakan
Motor
menggerakan Robot
DC
yang
Motor akan bergerak sesuai dengan
penekanan pada keyboard yang ditekan,
robot akan bergerak maju, mundur , kanan
dan kiri. Mikrokonroler yang terhubung
dengan Transmitter remote control yang
akan mngirim data berupa logika 0 dan 1,
dan Receiver Remote Control terhubung
dengan motor DC.
Motor DC akan bergerak jika ada beda
potensial yang masuk dari kedua lilitan yang
terdapat pada motor DC
b. LED
Lampu LED yang terpasang pada robot
akan aktif jika keadaan gelap dan tidak aktif
jika keadaan terang. Akan membantu dalam
pemantauan dalam gelap, agar gambar dari
kamera akan terlihat jelas pada layar
komputer
c. Tampilan Kamera
Kamera akan mengambil gambar yang
telah ditangkap pada
robot, lalu gambar
tadi akan ditampilkan pada pc melalui
software yang telah disediakan oleh easy
caputur
dan mengaktifkan seluruh komponen agar
komponen bekerja sesuai dengan fungsinya.
Catu Daya
merupakan pembangkit
seluruh rangkaian, Catu Daya ini dapat
berupa Power Supply, adaptor maupun
batrai. Besarnya tegangan tergantung dari
kompponen yang dibutuhkan.
Pada alat ini terdapat rangkaian
pengendali
yaitu
rangkaian
yang
mengendalikan
Robot
melalui
PC.
Rangkaian ini terdri dari kabel RS232 atau
kabel DB 9 , kabel ini digunakan sebagai
kominikasi serial penghubung antara
computer dan Mikrokontroler agar bias
mengendalikan Robot
Untuk kit mikrokontorler menggunakan
tegangan 9V dari adaptor, mikrokontroler
menggunakan tegangan 5V yang masuk dari
ki mikrokontroler, untuk kamera wireless
menggunakan tegangan 9V dari batrei, dan
untuk rangkaian Motor DC menggunakan 9V
dari batrai dan untukk rangkaian OP-Amp
menggunakan tegangan 5V.
Data yang masuk dari PC melaui DB 9
akan di Proses kembali di IC Max 232.
Fungsi IC ini adalah sebagai pengubah
sinyal atau logika RS232 dari Port serial
DB9
menjadi sinyal atau logika TTL
(Transistor – transistor Logic). Output dari
IC ini langsung terhubung ke Mikrokontroler
kaki 10 dan 11.
3.2.
Setelah data dikirim berupa kode ASCII
maka mikrokontroler akan menjalankan
perintah sesuai dengan program yang telah
tertanam pada mikrokontroler, keluaran
akan dihsilkan melalui PORT 2 karna PORT
2 terhubung dengan transmitter 27MHz, jika
‘a’
pada
keyboard
ditekan
maka
mikrokontroler akan menghasilkan nilai
pada PORT 2 F5h, jika di tekan ‘w’ maka
mikrokontroler akan menghasilkan nilai
pada PORT2 F6h, jika di tekan ‘s’ maka
mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada
PORT2 F9h, jika di tekan ‘d’ maka
mikrokontroler akan menghasilkan nilai pada
PORT2 Fah, dan Spasi akan menghasilkan
nilai FFH pada PORT2.
3.2.4. Catu Daya
Analisa Secara Detail
Untuk memudahkan pemahaman tentang
analisa dan cara kerja alat ini maka akan
dijelaskan analisa secara detail, berikut
gambar rangkaian keseluruhan dari alat
Robot Pengintai Menggunakan PC Berbasis
Mikrokontroler AT89S51.
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian
Rangkaian tersebut dibagi menjadi
beberapa bagian , yaitu rangkaian
pengendali,
rangkaian mikrokontroler
sebagai proses , rangkaian pengendali
motor, dan rangkaian Comparator dengan IC
LM741. Rangkaian tesebut menggunakan
catu daya atau tegangan DC (Direct Current)
Semua Keluaran dihasilkan dari P2.0-P2.3
yang terhubung ke Wireless Transmitter
27Mhz, yang mempunyai 4 Masukan.
Keadaan awal pada Transmitter berupa
logika 1, dan ketika diberi logika 0 maka
Transmitter akan mengirim ke Receiver
yang terhubung dengan IC Driver Motor DC.
Setelah Transmitter diberikan logika 0
dari mikrokontroler maka Receiver akan
menghasilkan keluaran berlogika 1, dan
output dari Receiver ini akan menjadi
masukan ke IC Driver Motor Dc.
IC Driver diberi tegangan 9 dan 5 volt
untuk mengaktifkannya, dan Kaki Enable
diberi tegangan sebesar 5 volt . Motor DC
akan bergerak sesai Input yang masuk. Jika
Input 1 diberi logika maka Output 1
berlogika 0. Perputaran motor DC akan
mengikuti Output yang berlogika nol, dan
akan bergerak CW dan CCW sehingga akan
menggerakan Robot maju, mundur ,putar
kanan , dan putar kiri, berikut Tabel
pergerakan Robot dan kode ASCII yang
diterima oleh mikrokontroler
Tabel 3.1 Pergerakan Robot, Data dan
Kode ASCII Yang Dikirimkan Dari
Komputer
Penekanan
ASCII
Nilai pada
Port2
Arah
Gerak
a
61H
11111010b
Putar
kiri
s
73H
11111001b
Putar
kanan
w
77H
11110110b
Maju
d
64H
11110101b
Mundur
Space
20H
11111111b Berhenti
tegangan yang masuk pada kaki non
inverting diatur lebih
lebih besar
menggunakan trimpot sehingga tegangan dan
arus yang keluar lebih besar dari kaki katoda
yang terhubung dengan output IC 741, maka
LED akan aktif
3.3.
FLOWCHART
Untuk memudahkan pemahaman dan
pembuatan Robot ini maka penulis
merancang
diagram
alur,
untuk
meminimalisir kesalahan yang terjadi.
Diagram alur ini dibagi menjadi diagram
untuk Robot dan untuk komparator
Gambar 3.13 Flowchart Komparator
. Untuk membantu kamera mengambil
gambar dikeadaan gelap maka digunakan
sensor Cahaya atau LDR, LDR ini dapat
mendeteksi gelap atau terang dari cahaya
yang mengenai permukaannya. Sensor ini
dipadukan dengan rangkaian komparator
mengguanakan IC LM741 agar dapat
berfungsi dengan baik. berikut skematik
rangkaiannya:
Untuk mengaktifkan IC ini dibutuhkan
tegngan 5Volt, ketika keadaan gelap maka
LDR akan menghambat Arus dan tegangan
yang masuk pada kaki inverting IC 741, dan
Gambar 3.14 Flowchart Pergerakan Robot
Pada gambar 3.13, flowchart untuk
komparator, komparator akan terus bekerja
selama seruh rangkaian terhubung dengan
5Volt , dan tidak aktif jika tidak ada Catu
daya
yang mengaktifkannya. Lalu jika
kondisi gelap maka lampu atau LED yang
terpasang akan menyala dan jika tidak maka
LED tidak aktif.
Hubungkan PC dengan Mikrokontroler
menggunakan Kabel RS 232, lalu hubungkan
mikrokontroler dengan catu daya. Kemudian
atur baudrate 9600bps dan Com Port pada
hyperterminal
Pada Mikrokontroler digunakan Port2.0Port2.3 sebagai Output, berikut List Prgram
dari alat ini
Pada Gambar 3.14 flowchart untuk Robot
Pengintai, sama halnya seperti komparator ,
robot ini akan aktif bila terhubung degan
Catu Daya , lalu robot ini akan berjalan atau
bergerak sesuai dengan perintah penekanan
dari keyboard, dan akan selalu menunggu
penekanan dari keyboard, dan akan selesai
bila tegangan pada Catu Daya
tidak
dihubungkan .
4. UJI COBA ALAT HASIL DAN
PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas tentang
pengujian berdasarkan perancangan sistem
yang telah dibuat. Pengujian Robot Pengintai
menggunakan PC Berbasis Mikrokontroler
AT89S51 ini dilaksanakan untuk mengetahui
apakah sistem yang telah dirancang
berfungsi sesuai dengan apa yang
diinginkan. Pengujian pertama dilakukan
secara
terpisah,
selanjutnya
secara
keseluruhan.
4.1
Pengujian Terpisah
Pengujian akan dibagi menjadi
beberapa bagian :
Gambar 4.1 List Program Mikrokontroler
Hasil Dari Pengujian dapat dilihat pada
table beikut :
Tabel 4.1 Hasil pengujian Mikrokontroler 1
 Pengujian Mikrokontroler
 Motor Driver L293D
4.1.1 Pengujian Mikrokontroler
Pengujian pada Mikrokontroler AT89S51
dilakukan dengan melakukan pengamatan
disetiap Port yang digunakan dengan
Penekanan
dari
keyborad
PC,
Mikrokontroler Tersebut akan ditanam
Program
yang telah dibuat sebelum
dilakukan pengujian.
KET : 0V-0,4 V logika rendah (0) dan
2,5V-5V logika high (1)
Pada table diatas dapat diambil
kesimpulan bahwa PC tidak dapat
mengendalikn Mikrokontroler, karena Driver
serial pada PC belum terpasang atau
terinstall dengan baik
Motor DC 1 dihubungkan Ke Out 1 dan Out
2 lalu Motor DC 2 dihubungkan ke Out 3
dan 4
Tabel 4.2 Hasil pengujian Mikrokontroler 2
Tabel 4.7 Data pengamatan Pin IC L293D
Berdasarkan Tabel diatas mikrokontroler
bekerja seusai dengan program yang ditulis
didalamnya dan PC dapat mengendalikan
sesuai dengan program
Dari data pengamatan diatas, Driver motor
DC berfungsi dengan baik.
Tabel 4.3 Hasil pengujian Mikrokontroler3
4.2.
Pengujian Keseluruhan
Pengujian keseluruhan ini untuk menguji
dan mencoba kinerja Robot Pengintai
Penggunakan PC Berbasis Mikrokontroler
AT89S51, sehingga dapat diketahui kinerja
sistem sesuai dengan perancangan dan
berfungsi dengan baik
Pada Tabel diatas dapat diperhatikan
bahwa Keluaran diseluruh Port2 sebesar
2,5V, hal ini disebabkan karna pengaturan
pada hypertreminal tidak sesuai
4.1.2 Pengujian Driver Motor DC
Pengujian Motor Driver L293D ini
bertujuan untuk mengetahui apakah motor
driver ini dapat bekerja dengan baik sehingga
dapat menjalankan motor dc sebagai aktuator
/pemggerak yang dapat menggerakan robot
maju mundur putar kanan atau putar kiri
Pengujian menggunakan IC Driver yang
di aktifkan dan dihubungkan dengan supply
atau daya sebesar 9V dan 5V, lalu Input
High dihubungkan dengan 5V dan Input Low
dihubungkan ke ground, lalu 2 motor DC
dihubungkan ke Out pada IC Driver
Pengujian secara keseluruhan dilakukan
dengan cara menghubungkan PC dengan
mikrokontroler yang telah terpasang Modul
Transmitter , lalu Kabel RS232 dihubungkan
ke PC dan Mikrokontroler.
Rangkaian Robot berupa dua Motor DC
yang telah dihubungkan dengan IC Driver.
Modul Receiver yang hubung pada Input IC
Driver. Lampu LED yang terhubung pada
kaki Output IC 741 dan Input dari IC 741
terhubung dengan LDR (sensor cahaya)
Jika semua telah terpasang degan benar
maka hubungkan semua rangkaian dengan
catu daya sesuai dengan yang dibutuhkan
rangkaian. Pengaturan COM Port dan
Baudrate pada Hyperterminal
Tabel 4.8 Percobaan 1
PENEKANAN PERGERAKAN
A
Putar Kiri
S
Mundur
Tabel 4.10 Percobaan 3
PENEKANAN PERGERAKAN
W
Maju
PENEKANAN PERGERAKAN
D
Putar kanan
A
Putar Kiri
Space
Berhenti
S
Mundur
S
Mundur
w
Maju
W
Maju
d
Putar kanan
A
Putar Kiri
s
Mundur
Space
Berhenti/rem
s
Mundur
s
Mundur
Table diatas menunjukan Robot berjalan
sesuiai dengan program yang telah terdapat
di Mikrokontroler, pengujian dilakukan pada
jarak kurang dari 1 meter
Tabel 4.9 Percobaan 2
PENEKANAN PERGERAKAN
Robot berjalan dengan baik degan jarak 5
meter dan ruangan tertutup dengan Tembok.
Tabel 4.11 Percobaan 4
A
Putar Kiri
S
Mundur
PENEKANAN PERGERAKAN
W
Maju
A
Diam
W
Berhenti
S
Diam
D
Berhenti
W
Diam
Space
Berhenti
D
Diam
s
Berhenti
Space
Diam
s
Berhenti
S
Diam
a
Berhenti
W
Diam
A
Diam
Tabel diatas menunjukan ketika bergerak
maju hingga 10 meter lalu robot berhenti
tidak bergerak , ini disebabkan karna modul
Wireless tidak bias melebihi 10 meter , maka
Transmitter tidak bisa mengirim data ke
Receiver
Pada Tabel diatas menunjukan robot diam
tidak bergerak setelah berpindah komputer.
Data yang dikirim tidak bisa sampai ke
mikrokontroler disebabkan serial Port pada
komputer tersebut tidak terpasang degan baik
Tabel 4.17 Percobaan 10
Tabel 4.13 Percobaan 6
PENEKANAN PERGERAKAN
PENEKANAN PERGERAKAN
A
Putar Kiri
A
Diam
S
Mundur
S
Diam
W
Maju
W
Diam
D
Putar kanan
D
Diam
Space
Berhenti
Space
Diam
S
Mundur
S
Diam
W
Maju
W
Diam
A
Diam
Robot Tidak bergerak Disebabkan Modul
Transmitter rusak dan tidak berfungsi
dengan baik. kerusakan disebabkan daya
yang masuk sebesar 5V, sehingga tidak
bertahan lama
Tabel 4.15 Percobaan 8
Dari table 8,9,10 motor berjalan dengan
baik setelah diganti degan batrei yang baru.
Jika konfigurasi pada komputer ,
hyperterminal , dan pengkabelan pada
rangkaian Robot dan mikrokontroler telah
diatur dengan baik maka Robot akan berjalan
degan baik sesuai dengan perintah User yang
menjalankan Robot ini
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
PENEKANAN PERGERAKAN
A
Putar Kiri
S
Mundur
W
Maju
D
Putar kanan
Space
Berhenti
S
Mundur
W
Maju
A
Putar Kiri
Setelah perancangan, perencanaan sistem
dan pengujian dan analisisnya, maka dapat
diambil bebrapa kesimpulan tentang sistem
kerja dari Robot Pengintai Menggunakan PC
Berbasis Mikrokontroler AT89S51 yang
dibuat oleh penulis :
1. Modul wireless 27MHz yang digunakan
Penulis mempunyai batasan jarak ±10
meter
2. Rangkaian robot diaktifkan dengan Catu
daya 9V menggunakan batrei
3. Robot dikendalikan dan dipantau melalui
komputer
4. Modul Transmitter pada modul wireless
27MHz diaktifkan dengan tegangan 3Volt
5. Pengendalian Robot menggunakan PC
dengan komunikasi serial, satu arah
(Simplex) dari PC ke Mikrokontroler
6. Dalam keadaan gelap tetap dapat
memantau situasi dengan adanya sensor
cahaya yang mengaktifkan LED
7. Citra Lingkungan yang ditangkap oleh
Kamera akan Ditampilkan Pada PC
5.2 Saran
Berdasarkan hasil pengujian dan hasil
analisa yang telah penulis lakaukan maka
penulis memeliki beberapa saran agar alat ini
dapat diperbaiki dan kesalahan kesalahn
yang terjadi dapat diatasi
1. Driver Usb To Serial harus terpasang
dengan baik pada komputer yang akan
digunakan
[3] Anonim, Modul Panduan Elektronika
Dasar , Laboratorium Elektronika dan
Komputer Universitas Gunadarma,
Depok, 2005.
[6]
Anonim,staff.ui.ac.id/internal/040603019/ma
terial/DCMotorPaperandQA.pdf
[6]
Anonim,
http://jurnal.unikom.ac.id/_s/data/jurnal/v08n02/volume-82-artikel5.pdf/pdf/volume-82-artikel-5.pdf, juni 2012
[7]
Anonim,
http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, Juli 2012.
[8]
Anonim
,
http://id.wikipedia.org/wiki/ASCII,Juli 2012.
2. Konfigurasi dan pengaturan Pada PC dan
Hyperterminal harus sesuai dengan
ketentuan
[9]
Anonim,
http://tutorialelektronika.blogspot.com/2009/
02/rangkaian-driver-motordc-motorstepper.html
3. Tidak menggunakan Supply atau Catu
Daya melebihi ketentuan karena akan
mengurangi daya tahan
[10] Widodo, Romy Budhi, Embedeed
System Menggunakan Mikrokontroler dan
Pemrograman C, Andi 2009
4. Memakai batrei yang bisa diisi kembali
(charge)
[11] Anonim,
http://www.slideshare.net/rumahbelajar/mikr
okontroler-pertemuan-2
5. Penataan komponen yang baik akan
mengurangi resiko kerusakan pada robot
ini
6. Driver untuk Easy Capture
terpasang Dengan baik agar
menampilkan gambar dengan baik
harus
dapat
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim, Modul Traning Mikrokontroler
8051 level basic,Prasimax Technologi
Development Center , Depok, 2001.
[2] Anonim, Modul Panduan Mikroprosesor,
Laboratorium Elektronika dan Komputer
Universitas Gunadarma, Depok, 2005.
[12] Putra,
Agfianto
eko,
Belajar
Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan
Aplikasi edisi 2, Gaava media, 2006