BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Dalam bab ini akan dibahas mengenai proses perancangan mekanik robot
dan penyusunan rangkaian untuk merealisasikan
sistem alat. Dalam hal ini
Bluetooth sebagai alat komunikasi penghubung antara Android dengan Arduino.
Adapun sistem alat yang dibuat dan dirancang sesuai blok diagram. Pembahasan
dititikberatkan pada perancangan alat yang dibuat berdasarkan pemikiran dan
mengacu pada sumber yang berhubungan dengan alat, khususnya pada bagian
komunikasi penghubung yaitu modul Bluetooth pada robot yang berbasiskan
Arduino Uno dan koneksi antara Transmitter dan Receiver pada Wireless Spy
Camera.
3.1
Blok Diagram Rangkaian
Untuk merealisasikan robot yang akan diuji, maka secara sistem
keseluruhan rangkaian robot kamera berbasis Arduino yang dikontrol oleh
Android menggunakan komunikasi via Bluetooth adalah seperti gambar 3.1.
29
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
Android
Baterai 12V
Bluetooth
Modul
Bluetooth
Motor
DC
Motor
DC
Transmitter
Arduino
Uno
Driver
Motor
Shield
L 298
CCTV
mini
Motor
Servo
Baterai 9V
Receiver
TV/Laptop
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Fungsi dari diagram blok rangkaian di atas adalah sebagai berikut :
1. Baterai
a. Baterai 12V berfungsi sebagai sumber tegangan ke rangkaian
DFRduino Mega 2560 dan driver motor shield. Ketika tegangan 12
VDC baterai masuk ke Arduino Uno maka tegangan akan terbagi
menjadi :
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
-
Tegangan supply 3.3 VDC untuk modul Bluetooth
-
Tegangan supply 5 VDC untuk IC L298.
b. Baterai 9V berfungsi untuk mensuplai tegangan ke CCTV mini.
2. Modul Bluetooth
Modul Bluetooth berfungsi sebagai penerima komunikasi dari Android
yang dikendalikan oleh user.
3. Arduino Uno
Arduino Uno berfungsi sebagai sistem kontrol dari semua rangkaian
pengontrol Bluetooth.
4. Motor Driver
Motor driver (motor shield) berfungsi sebagai pengatur tegangan dan
arus yang masuk ke motor DC.
5. Motor DC
Motor DC berfungsi sebagai penggerak roda pada robot dengan empat
arah yaitu maju, mundur, belok kanan dan belok kiri.
6. Motor Servo
Motor Servo berfungsi untuk menggerakkan kamera CCTV secara
vertical dengan pergerakan 100.
7. CCTV mini
CCTV mini berfungsi untuk merekam video/audio.
8. Transmitter
Transmitter berfungsi mengirim video/audio yang telah direkam oleh
CCTV melalui gelombang radio 1,2 GHz.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
32
9. Receiver
Receiver berfungsi sebagai penerima video/audio yang telah dikirim
oleh Transmitter.
10. Laptop
Laptop berfungsi untuk menampilkan video/audio.
11. Android
Berfungsi sebagai device pengirim komunikasiperintah ke modul
Bluetooth pada robot.
3.2
Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Dalam perancangannya, robot ini menggunakan Arduino UNO sebagai
dasar utamanya, sehingga diperlukan sebuah modul Arduino UNO untuk menjadi
otak dasarnya. Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk mewujudkan
terciptanya sebuah kerangka robot mobil yang simple dan dapar bergerak maju,
mundur, kiri, kanan, dan berhenti serta dapat menggerakkan CCTV secara
vertical.
3.2.1 Arduino UNO
Arduino UNO adalah sebuah mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega
328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6
diantaranya dapat diguanakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah
oscillator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ISCP
header, dan sebuah tombol reset.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
33
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino UNO
Untuk mengetahui data-data Arduino UNO secara ringkas bisa dilihat pada
table 3.1.
Tabel 3.1 Ringkasan Arduino UNO
Mikrokontroler
ATmega 328
Tegangan Pengoperasian
5V
Tegangan Input Yang
7 -12 V
Disarankan
Batas Tegangan Input
6 – 20 V
Jumlah Pin I/O Digital
14 (6 diantaranya menyediakan keluaran
PWM)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
34
Jumlah Pin Input Analog
6
Arus DC Tiap Pin I/O
40 mA
Arus DC Untuk Pin 3.3 V
50 mA
32 KB (ATmega 328), sekitar 0.5 KB
Memory Flash
digunakan oleh bootloader
SRAM
2 KB (ATmega 328)
EEPROM
1 KB (ATmega 328)
16 MHz
Clock Speed
Untuk mengetahui koneksi pin ATmega 328 dengan pin Arduino UNO
bisa dilihat pada table 3.2.
Tabel 3.2 Koneksi Pin ATmega 328 dengan Pin Arduino UNO
PIN Atmega328
PIN Arduino
UNO
1
PIN ATmega328
PIN Arduino
UNO
15
9 (PWM)
2
0 (RX)
16
10 (PWM)
3
1 (TX)
17
11 (PWM)
4
2
18
12
5
3 (PWM)
19
13
6
4
20
7
21
8
22
http://digilib.mercubuana.ac.id/
35
9
23
1 analog IN
10
24
2 analog IN
11
5 (PWM)
25
3 analog IN
12
6 (PWM)
26
4 analog IN
13
7
27
5 analog IN
14
8
28
6
analog IN
3.2.2 Motor Shield L298
Untuk menggerakkan robot menggunakan motor DC yang dihubungkan
langsung dengan Motor Shield L298 dan dikendalikan langsung oleh keluaran dari
mikrokontroler.
Gambar 3.3 Rangkaian Driver Motor Shield
http://digilib.mercubuana.ac.id/
36
Untuk mengatur arah putaran motor DC sesuai yang diinginkan,
dibutuhkan pemahaman tentang logika pada motor DC. Untuk lebih jelasnya bisa
dilihat pada table 3.3.
Tabel 3.3 Kondisi Putaran Motor
Logika A
Logika B
Arah Putaran
0
0
Diam
0
1
Berlawanan Jarum Jam
1
0
Searah Jarum Jam
1
1
Dilarang
Pada saat robot bergerak maju maka kedua motor DC harus berputar
dengan kecepatan yang sama dan arah yang sama yaitu arah ke depan dan
sebaliknya pada saat mundur kedua motor bergerak ke belakang. Pada saat belok
kanan, kondisi motor kanan berhenti/diam sedangkan motor kiri bergerak dan
sebaliknya pada saat belok kiri motor kiri berhenti/diam dan motor kanan
bergerak. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada table 3.4.
Tabel 3.4 Kondisi Putaran Motor Terhadap Arah Pergerakkan Motor
Motor Kiri
Motor Kanan
Arah Pergerakkan
Maju
Belok Kanan
Belok Kiri
Mundur
Berhenti
http://digilib.mercubuana.ac.id/
37
3.2.3 Servo Paralax
Servo Paralax berfungsi untuk menggerakkan CCTV secara vertical.
Setiap pergerakan servo diinstruksikan berputar setiap 100. Servo mendapat
tegangan sebesar 5 V dari Arduino. Pin data Servo dihubungkan ke pin 9 pada
Arduino.
3.2.4 CCTV
Sedangkan CCTV akan ditempelkan pada Servo. Untuk menghidupkan
CCTV diberikan suplai tegangan 9 V. CCTV yang digunakan merupakan CCTV
wireless sehingga sudah dilengkapi dengan transmitter dan reciever.
3.2.5 Perancangan Kerangka Robot
Perancangan mekanik robot menggunakan bahan material akrilik dan
alumunium. Penggunaan akrilik dan alumunium dipilih karena bahan tersebut
relatif mudah dibentuk dan ringan.
Perancangan bentuk robot yang dibuat memiliki 3 buah roda. Dua buah
roda dihubungkan ke motor DC yang berfungsi sebagai penggerak robot untuk
bergerak maju, mundur, belok kiri dan belok kanan. Kedua roda yang
dihubungkan ke motor DC berada pada bagian belakang sedangkan roda yang 1
lagi berada pada bagian depan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
38
Gambar 3.4 Kerangka Dasar Robot
3.3
Realisasi Rangkaian
Langkah berikutnya adalah merealisasikan rangkaian setiap blok,
rangkaian yang akan dibuat yaitu sebagai berikut :

Rangkaian Bluetooth dengan Arduino UNO

Rangkaian Motor Servo dengan Arduino UNO

Rangkaian Motor Servo dengan Wireless Spy Camera
3.3.1 Rangkaian Modul Bluetooth dengan Arduino UNO
Rangkaian bluetooth ini berfungsi untuk mengintegrasikan Android
dengan Arduino UNO. Modul Bluetooth yang digunakan yaitu Modul Bloetooth
HC-05. Dalam melakukan koneksi antara modul Bluetooth HC-05 dan Arduino
UNO dibutuhkan kabel jumper sebagai penghubung seperti gambar 3.5.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
39
Gambar 3.5 Rangkaian Modul Bluetooth HC-05
Pada rangkaian ini jumlah pin pada Modul Bluetooth yang dipakai hanya
4, yaitu pin power 3.3v, ground, transmitter (Tx), dan receiver (Rx). Pin-pin ini
akan dihubungkan ke setiap jalur pin pada DFRduino Mega 2560.
Gambar 3.6 Pin-pin pada Modul Bluetooth HC-05
Koneksi pin-pin Modul Bluetooth HC-05 dengan board Arduino UNO
adalah sebagai berikut :
http://digilib.mercubuana.ac.id/
40
1.
Pin 1 (Tx) – pin 0 (Rx) Arduino UNO
2.
Pin 2 (Rx) – pin 1 (Tx) Arduino UNO
3.
Pin 12 (3.3v) – pin 3.3v Arduino UNO
4.
Pin 13 (Ground) – pin ground Arduino UNO
Setelah kita meng-interfacing pin-pin tersebut maka akan dihubungkan ke
pin Arduino UNO, berikut interfacing data pada gambar 3.8.
Gambar 3.7 Rangkaian Modul Bluetooth HC-05 ke Arduino UNO
3.3.2 Rangkaian Motor Servo dengan Arduino UNO
Motor servo memiliki 3 buah kabel penghubung yaitu ground (kabel
hitam), Vcc (kabel merah), dan data (kabel putih). Vcc pada servo dihubungkan
pada pin power 5 V pada Arduino UNO dan kabel ground pada servo
dihubungkan pada pin ground Arduino UNO. Sedangkan kabel putih (data)
dihubungkan pada pin 9 digital pada Arduino UNO.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
41
Gambar 3.8 Motor Servo dihubungkan ke Arduino UNO
3.3.3 Rangkaian Motor Servo dengan Wireless Spy Camera
Supaya kamera Wireless Spy Camera bisa bergerak, maka kamera
ditempelkan langsung pada motor servo.
Gambar 3.9 Wireless Spy Camera dihubungkan ke Motor Servo
3.4
Pemrograman
Pada pembuatan Tugas Akhir ini menggunakan dua jenis aplikasi
pemrograman yaitu program Arduino dan program Eclipse.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
42
3.4.1 Aplikasi Program Arduino
Setelah rangkaian dipasang pada kerangka, langkah selanjutnya adalah
membuat program pada aplikasi program Arduino. Program Arduino berisikan
perintah-perintah yang akan dikerjakan oleh motor DC dan motor servo. Motor
DC bergerak maju, mundur, belok kanan, dan belok kiri sedangkan motor servo
bergerak ke atas dan ke bawah.
Pada perancangan ini dilakukan beberapa kali percobaan/pengetesan untuk
mencoba hasil yang diinginkan.
A. Pergerakkan Maju
Penulisan program untuk pergerakkan maju adalah seperti pada gambar
3.10
Gambar 3.10 Listing Program Pergerakan Maju
http://digilib.mercubuana.ac.id/
43
B.
Pergerakkan Mundur
Penulisan program untuk pergerakkan mundur adalah sebagai berikut :
Gambar 3.11 Listing Program Pergerakan Mundur
C.
Pergerakkan Belok Kanan
Penulisan program untuk belok kanan adalah sebagai berikut :
Gambar 3.12 Listing Program Pergerakan Belok Kanan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
44
D.
Pergerakkan Belok Kiri
Penulisan program untuk belok kiri adalah sebagai berikut :
Gambar 3.13 Listing Program Pergerakan Belok Kiri
E.
Pergerakkan Berhenti
Penulisan program untuk berhenti adalah sebagai berikut :
Gambar 3.14 Listing Program Pergerakan Berhenti
http://digilib.mercubuana.ac.id/
45
F.
Pergerakan Servo Turun
Program untuk menggerakkan servo turun adalah sebagai berikut:
Bambar 3.15 Pergerakan Servo Turun
G.
Pergerakan Servo Naik
Program untuk menggerakkan servo naik adalah sebagai berikut :
Gambar 3.16 Pergerakan Servo Naik
http://digilib.mercubuana.ac.id/
46
3.4.2 Aplikasi Program Eclipse
Setelah program Arduino UNO IDE selesai, kemudian membuat program
pada aplikasi Eclipse. Pada Eclipse ada tiga bagian program yang harus ditulis
yaitu Main.xml, AndroidManifest.xml, dan Activity.java.
A. Main.xml
Main.xml berisikan program untuk mengatur jumlah dan posisi
Button yang dibutuhkan pada layout.
Gambar 3.17 Coding Untuk Main.xml
http://digilib.mercubuana.ac.id/
47
B. AndroidManifest.xml
AndroidManifest.xml berisikan program untuk perijinan Android.
Gambar 3.18 Coding Untuk Androidmanifest.xml
http://digilib.mercubuana.ac.id/
48
C. Activity.java
Activity.java berisikan program-program untuk membuka dan
menutup koneksi bluetooth serta program untuk menjalankan fungsifungsi pada button.
Gambar 3.19 Coding Untuk Controlactivity.java
http://digilib.mercubuana.ac.id/