Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535

BAB 3 RANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini: CATU DAYA SENSOR JARAK SR-04 KANAN SPREYER LCD PENGUAT MIKROKONTRO LER ATMEGA 8535 DRIVER MOTOR DC SENSOR API BLUETOOTH MOTOR DC MOTOR DC DRIVER MOTOR DC RODA PENGGERAK RODA PENGGERAK SENSOR JARAK SR-04 DEPAN SENSOR JARAK SR-04 KIRI Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian Fungsi dari sensor ultrasonik tersebut adalah sebagai alat navigasi pada robot. Dimana dengan sensor ultrasonik inilah robot akan berjalan dan mampu Universitas Sumatera Utara menghindari halangan yang menghalangi laju robot sehingga robot tidak menabrak. Prinsipnya yakni, fotodioda sebagai sensor api berfungsi sebagai pendeteksi api. Transceiver sensor ultrasonik depan, samping kiri dan samping kanan memancarkan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi adanya halangan yang dapat menghambat laju robot, gelombang ultrasonik tersebut kemudian ditangkap oleh bagian receiver pada sensor ultrasonik, setelah receiver pada sensor ultrasonik menangkap pancaran gelombang yang mendeteksi adanya halangan selanjutnya semua sensor ultrasonik baik samping kiri dan samping kanan memberikan data kepada mikrokontroller untuk memerintahkan logika apa dan apa yang harus dilakukan oleh robot apakah belok kiri, jalan lurus atau belok kanan. Driver motor DC berfungsi sebagai driver untuk mengendalikan perputaran motor DC yang akan mengendalikan putaran roda. Spreyer sebagai penyemprot air untuk memadamkan api. Display LCD akan menampilkan jarak yang diukur oleh sensor ultrasonik. Bluetooth akan mengirimkan jarak halangan yang dibaca sensor ultrasonik ke komputerPC. Mikrokontroller ATMEGA8535 berfungsi sebagai otak dari system, yang akan mengendalikan proses kerja alat.

3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535

Pada perancangan alat ini akan digunakan mikrokontroller ATMEGA8535 yang berfungsi untuk membaca data jarak dari sensor ultrasonic SR04 dan menampilkannya pada display LCD. Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari LCD, sensor dan motor. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMEGA8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler ATMEGA8535 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian Universitas Sumatera Utara mikrokontroller dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka mikrokontroller tidak akan bekerja. Dalam perancangan alat ini, sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8535 terdiri dari: 1. Chip IC mikrokontroler ATMEGA8535 2. Kristal 12 MHz 3. Kapasitor 4. Resistor Rangkaian mikrokontroler ATMEGA8535 ditunjukkan pada gambar berikut ini: Gambar 3.2 Rangkaian mikrokontroller ATMEGA8535 Mikrokontroler ini memiliki 32 port IO, yaitu port A, port B, port C dan port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port ini dapat menerima data analog. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Pin 22 sampai 29 adalah port C. Dan Pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini Universitas Sumatera Utara menggunakan komponen kristal sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktip. Lamanya waktu antara aktipnya power pada IC mikrokontroler dan aktipnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut.

3. 3 Rangkaian Driver Motor DC

Mobil pada perancangan ini menggunakan sebuah motor DC yang berfungsi untuk menggerakkan roda belakangnya. Motor DC akan berputar searah berlawanan arah dengan jarum jam jika salah satu kutubnya diberi tegangan positip dan kutub yang lainnya dihubungkan dengan ground. Dan motor DC akan berputar kearah sebaliknya jika polaritasnya dibalik. Dengan sifat yang demikian maka dibutuhkan suatu rangkaian yang dapat membalikkan polaritas yang diberikan ke motor DC tersebut, sehingga perputaran motor DC dapat dikendalikan oleh rangkaian tersebut. Dan jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan mikrokontroler ATMEGA8535, maka pergerakan motor dapat dikendalikan oleh mikrokontroler melalui program yang diisikan pada mikrokontroler tersebut. Rangkaian untuk mengendalikan perputaran motor DC tersebut adalah sebuah rangkaian yang dikenal dengan driver motor DC atau lebih dikenal dengan jembatan H. Jembatan H ini terdiri dari 4 buah transistor, dimana 2 buah transistor bertipe NPN dan 2 buah transistor lagi bertipe PNP. Ke-4 transistor ini dirangkai sedemikian rupa sehingga dengan memberikan sinyal low atau high pada rangkaian maka perputaran motor dapat diatur. Rangkaian jembatan H, ditunjukkan pada gambar 3.3 di bawah ini: Universitas Sumatera Utara Gambar 3.3 Rangkaian driver motor DC Pada rangkaian di atas, jika Input1 diset high yang berarti input2 mendapat tegangan 6,2 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah atas akan saturasi dimana Ic mendekati maksimum. Hal ini akan membuat kolektor kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 0 volt dari ground. volt volt volt x mA volt xR I V V V V C C CC C CC CE 2 , 6 2 , 6 1000 062 , 2 , 6 = − = Ω − = − = − = ; dimana Ic ≈ maksimum ≈ 0,062 mA Kolektor transistor C945 yang berada di sebelah atas bagian atas diumpankan ke basis transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini aktip Ic ≈ maksimum dan R transistor ≈ minimum. Aktipnya transistor PNP TIP 127 ini akan mengakibatkan Universitas Sumatera Utara kolektornya terhubung ke emiter sehingga kolektor mendapatkan tegangan 6,2 volt dari Vcc. volt volt volt x mA volt xR I V V V V transistor transistor CC CE CC C 2 , 6 2 , 6 062 , 2 , 6 = − = − = − = − = ; dimana R transistor ≈ minimum ≈ 0 ohm Sedangkan kolektor transistor C945 yang berada di sebelah atas bagian bawah diumpankan ke basis transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis transistor TIP 122 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini tidak aktip cut off dimana Ic ≈ 0 . Karena transistor TIP 122 ini tidak aktip, maka kolektornya tidak terhubung ke emiter, sehingga kolektor tidak mendapatkan tegangan 0 volt dari ground. volt volt volt x mA volt xR I V V V V C C CC C CC CE 2 , 6 2 , 6 1000 2 , 6 = − = Ω − = − = − = ; dimana Ic ≈ 0 Karena kolektor TIP 122 dihubungkan dengan kolektor TIP 127 yang mendapatkan teganagan 6,2 volt dari Vcc, maka kolektor TIP 122 juga mendapatkan tegangan yang sama. Hal ini menyebabkan kaki motor sebelah kiri mendapatkan tegangan 6,2 volt polaritas positip. Agar motor dapat berputar ke satu arah maka kaki sebelah kanan motor harus mendapatkan tegangan 0 volt polaritas negatip. Hal ini diperoleh dengan memberikan logika low 0 pada input2 mikrokontroler ATMEGA8535. Pada rangkaian di atas, jika input2 diset low yang berarti input2 mendapat tegangan 0 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah bawah tidak akan aktip. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 6,2 volt dari Vcc. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah bawah bagian atas diumpankan ke basis transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 6,2 volt yang menyebabkan transistor ini tidak aktip Karena transistor PNP TIP 127 tidak aktip maka kolektornya tidak terhubung ke emiter sehingga kolektor tidak Universitas Sumatera Utara mendapatkan tegangan 6,2 volt dari Vcc, tetapi mendapatkan tegangan yang berasal dari transistor TIP 122 yang berada di bawahnya. Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah bawah bagian bawah diumpankan ke basis transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis transistor TIP 122 mendapatkan tegangan 6,2 volt yang menyebabkan transistor ini menjadi aktip. Karena transistor TIP 122 ini menjadi aktip, menyebabkan kolektornya terhubung ke emiter, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground. Karena kolektor TIP 122 yang mendapatkan teganagan 0 volt dari ground dihubungkan dengan kolektor TIP 127, maka kolektor dari TIP 127 juga mendapatkan tegangan yang sama. Hal ini menyebabkan kaki motor sebelah kanan mendapatkan tegangan 0 volt polaritas negatip. Hal ini akan menyebabkan motor akan berputar ke satu arah tertentu. Sedangkan untuk memutar motor kearah sebaliknya, maka logika yang diberikan ke input1 adalah low 0 dan logika yang diberikan ke input2 adalah high 1.

3.4 Rangkaian LCD Liquid Crystal Display