28
dari Fuzzy Logic, kemudian robot akan berhenti ketika sistem mendeteksi sensor di pembuangan akhir.
3.2. Perancangan Sistem
Pada tahap perancangan sistem akan dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu
penentuan komponen yang digunakan, perancangan kontruksi robot pembuang sampah otomatis dan perancangan perangkat lunak robot serta algoritma fuzzy.
3.2.1.
Komponen yang Digunakan Robot Komponen yang digunakan dikelompok menjadi dua yaitu komponen fisik dan komponen
elektronik. Komponen fisik digunakan untuk membentuk kerangka robot, bagian body utama, mekanis robot. Sedangkan komponen elektronik digunakan untuk membangun
sirkuit utama main circuit , bagian aktuator. Berikut adalah tabel rincian dari peralatan dan komponen yang digunakan Tabel 3.2, Tabel 3.3 dan Tabel 3.4.
Tabel 3.2 Tabel Peralatan yang digunakan Nama Alat
Fungsi
Gergaji Sebagai alat potong untuk papan PCB dan
fisik robot Bor Listrik
Untuk melubangi papan PCB dan akrilik Gunting
Sebagai alat untuk memotong untuk kabel Lem Polyacryl
Sebagai alat untuk merekatkan bagian antar Akrilik Cutter
Untuk memotong Akrilik Glue Gun
Sebagai alat untuk melakukan pengeleman Penggaris
Sebagai alat ukur Solder dan Timah
Sebagai alat untuk Soldering Obeng
Untuk memasang dan membuka baut Tang
Untuk memasang dan membuka komponen Multimeter Digital
Alat ukur satuan listrik tegangan, hambatan dan arus
Universitas Sumatera Utara
29
Tabel 3.3 Tabel Rincian Komponen Fisik Nama
Spesifikasi Keterangan
Akrilik Tebal 5 mm
Sebagai badan robot dan tempat meletakkan
rangkaian Papan PCB Printed
Circuit Board Tebal 3 mm
Sebagai tempat untuk memasang rangkaian
Roda Diameter 60 mm
Lebar 15 mm Sebagai roda penggerak
Baut dan Mur Diameter 2 mm
Panjang 12 mm Memasang rangkaian pada
akrilik Besi bulat
Panjang 20 mm Tiang penguat untuk
akrilik Tong Sampah
Gear Eksternal Diameter 30 mm
Untuk memutar tali untuk menarik lengan robot.
Tabel 3.4 Tabel Rincian Komponen Elektronik Nama
Spesifikasi Keterangan
Minimum Sistem Mikrokontroler
ATMega8 Processor Utama
Driver Motor L293D
Driver untuk motor DC Motor DC
12 Volt Akuator Roda
Motor Stepper 12 Volt
Akuator Lengan Komponen Pasif
Kapasitor, Resistor, Kristal,Transistor
Komponen Sirkuit
Switch 6 pin
Sebagai OnOff Robot Kabel Pelangi
Isi 20, 2 Meter Transmisi konektor
Baterai 6 Volt 2 buah
Sumber tegangan Regulator
IC 7805 Pengubah tegangan ke 5 Volt
Universitas Sumatera Utara
30
3.2.2. Perancangan Kontruksi Robot pembuang sampah otomatis
Prototipe robot pembuang sampah otomatis yang akan dirancang ini untuk membantu dan meringankan pekerjaan manusia. Robot pembuang sampah otomatis ini
merupakan robot yang diciptakan untuk membantu manusia dan memudahkan pekerjaan manusia. Ada beberapa hal yang menjadi fokus dalam tahap perancangan
robot yaitu kerangka robot, aktuator, sirkuit elektronik dan perangkat lunak. 3.2.3.
Perancangan Kerangka Robot Kerangka adalah konstruksi robot yang akan menentukan desain, bentuk dan ukuran
dari komponen fisik lainnya. Fungsi utama dari kerangka adalah sebagai tempat atau kedudukan untuk seluruh komponen robot. Disamping itu kerangka juga akan
menentukan efisiensi kerja dari robot. Untuk material kerangka robot dapat digunakan beberapa alternatif bahan
seperti bahan dari logam, plastik, dan kayu. Pemilihan material akan sangat berpengaruh terhadap konstruksi robot seperti berat, kekuatan, ketahanan terhadap
keretakan dan kemampuan meredam getaran. Perpaduan material yang baik dapat menghasilkan konstruksi yang kuat dan ringan.
Membicarakan soal robot, tidak lepas dari unsur mekanik sebagai kerangka robot. Kerangka robot pembuang sampah otomatis ini terbuat dari bahan plastik yaitu
acrylic. Alasan penggunaan acrylic adalah, karena bahan ini ringan, kuat, tidak mudah rusak dan mudah dalam pengerjaannya. Untuk penghubung masing-masing acrylic
menggunakan lem kusus acrylic dan sudut acrylic yang berukuran 3cm. Kerangka robot didesain dengan dimensi sebagai badan dasar robot, dengan menggunakan
penyangga baut, mur dan besi bulat.
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 3.5 Rancangan Kerangka Robot
Dimana terdapat plat acrylic sebagai tempat baterai, driver motor, gearbox, motor DC, Mikrokontroler ATMega8 dan tong sampah untuk menampung sampah. Robot
terdiri dari 3 buah roda ,dimana 2 buah roda terhubung secara mekanik menggunakan single gearbox dengan motor DC dan 1 buah roda bebas.
3.2.4. Perancangan Aktuator Robot
Aktuator adalah komponen yang berfungsi untuk melakukan gerakan mekanis berdasarkan input perintah dari mikrokontroler processor. Robot pembuang sampah
otomatis ini memiliki 1 komponen mekanis yaitu roda wheel. Roda adalah aktuator yang akan digunakan oleh robot pembuang sampah otomatis
untuk melakukan pergerakan didarat. untuk penggerak roda digunakan motor DC dan gearbox untuk meningkatkan torsi motor. Motor DC yang digunakan akan dikontrol
oleh mikrokontroler ATMega8 melalui IC driver L293D. Arah perputaran motor akan
Universitas Sumatera Utara
32
ditentukan berdasarkan output dari IC L293D. Rancangan aktuator robot pembuang sampah otomatis dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut.
Gambar 3.6 Rancangan Aktuator Robot
3.2.5. Perancangan Tong Sampah Robot
Aktuator adalah komponen yang berfungsi untuk melakukan gerakan mekanis berdasarkan input perintah dari mikrokontroler processor. Robot pembuang sampah
otomatis ini memiliki 1 komponen mekanis yaitu roda wheel. Roda adalah aktuator yang akan digunakan oleh robot pembuang sampah otomatis
untuk melakukan pergerakan didarat. untuk penggerak roda digunakan motor DC dan gearbox untuk meningkatkan torsi motor. Motor DC yang digunakan akan dikontrol
oleh mikrokontroler ATMega8 melalui IC driver L293D. Arah perputaran motor akan ditentukan berdasarkan output dari IC L293D. Rancangan aktuator robot pembuang
sampah otomatis dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut.
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 3.7 Rancangan Tong Sampah Robot
3.2.6. Perancangan Sirkuit Elaktronik
Perancangan sirkuit elektronik berhubungan dengan perancangan rangkaian power supply, mikrokontroler ATMega8, driver motor, dan motor DC. Semua rangkaian
tersebut disatukan pada sebuah pada papan sirkuit utama main circuit 3.2.6.1
Perancangan Rangkain Sumber Tegangan Agar sistem dapat bekerja dengan baik dibutuhkan sumber tegangan power supply.
Ada tiga jenis sumber tegangan yang dibutuhkan pada system ini yaitu sumber tegangan untuk sirkuit, sumber tegangan untuk actuator, dan sumber tegangan untuk
lengan pengangkat. Sirkuit utama mebutuhkan tegangan agar dapat beroperasi dengan stabil yaitu 5V. Sedangkan aktuator membutuhkan tegangan 9V – 12V.
Sumber tegangan dapat diperoleh dengan beberapa cara seperti menggunakan adaptor AC – DC 1A – 5A dengan tegangan keluaran 6V – 12V atau menggunakan
Universitas Sumatera Utara
34
baterai tunggal atau gabungan beberapa baterai yang menghasilkan tegangan keluaran 9V – 12V. Untuk memperoleh tegangan 5V dari sumber tegangan 6V – 12V
dapat digunakan IC regulator ANT805, IC regulator ini berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5V. Berikut adalah gambar rangkaian
sumber tegangan untuk sirkuit utama Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian regulator IC ANT805
3.2.6.2 Perancangan Rangkain Mikrokontroler ATMega 8
Mikrokontroler digunakan sebagai pengendali utama robot pembuang sampah . Mikrokontroler akan memproses input dari perangkat kontrol dan mengontrol semua
aktivitas robot seperti pergerakan, sensing, dan komunikasi dengan perangkat kontrol. Rangkaian dasar yang digunakan untuk mengoperasikan sebuah mikrokontroler disebut
sebagai rangkaian sistem minimum. Rangkaian sistem minimum terdiri dari rangakaian osilator, rangkaian sistem reset, dan sumber tegangan.
Rangkaian osilator clock berfungsi memberikan sinyal clock untuk mikrokontroler dengan frekuensi tertentu agar mikrokontroler yang digunakan pada
sistem dapat bekerja dengan baik. Rangkaian clock ini menghasilkan sinyal high atau low dengan periode yang sama dan konstan. Pada gambar 3.9 ditunjukkan bentuk sinyal clock
dalam satuan waktu mikro detik.
Gambar 3.9 Bentuk sinyal clock
Universitas Sumatera Utara
35
Rangkaian clock osilator pada sistem menggunakan satu buah kristal dengan frekuensi 12 MHZ dan dua buah kapasitor keramik dengan kapasitas 22 pF. Keluaran dari osilator
ini dihubungkan ke mikrokontroler pin 12 XTAL2 dan pin 13 XTAL1.
Sistem reset pada mikrokontroler berada pada pin 9. Sistem Mikrokontroler akan melakukan reset apabila pin 9 menerima satu siklus sinyal 1 dan 0. Jika sistem
reset berjalan dengan baik, maka mikrokontroler akan kembali menjalankan program dari awal. Pada gambar 3.10 berikut dapat dilihat sistem minimum mikrokontroler
ATMega8.
Tabel 3.5 Rincian Komponen pada board No
Nama Barang Banyak
Fungsi
1 Mikrokontroler
ATMega8 1
Processor Utama 2
Sensor Ping 1
Pengukur Jarak 3
IC L293D 1
Sebagai Driver Motor 4
IC AN7805 4
Regulator Tegangan 5
Resistor 1
Penahan Arus 6
Kapasitor 1
Perata Tegangan 7
Foto Transistor 1
Deteksi Sampah 8
Motor DC 1
Penggerak Mekanisme 9
IC ISD 2560 1
Perekam dan Playback 10
Socket IC 1
Sebagai Kaki penyangga IC 11
Speaker 1
Sebagai pengeras suara 12
Mikropon 1
Traduser Suara 13
Batere 1
Penyimpan arus listrik 14
Kristal 1
Pembangkit Frekuensi
Universitas Sumatera Utara
36
Gambar 3.10 Perancangan Mikrokontroler ATMega8
3.2.6.3 Perancangan Rangkain Driver Motor DC
Untuk mengendalikan perputaran motor DC digunakan IC L293D. IC ini akan menerima input dari mikrokontroler ATMega8 dan menghasilkan output yang
bersesuaian. L293D mampu men-drive dua motor DC sekaligus. Untuk mengaktifkan IC L293D membutuhkan dua sumber tegangan yaitu sumber tegangan 5 V untuk
enable chip dan input-an logic power supply serta sumber tegangan yang kedua adalah sumber tegangan untuk motor DC sebesar 9V - 12V. Berikut ini adalah gambar
rangkaian IC L293D Gambar 3.11.
Universitas Sumatera Utara
37
Gambar 3.11 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC IC L293D
3.2.7 Perancangan Program Mikrokontroler
Program dibuat dengan menggunakan bahasa C khusus untuk mikrokontroler AVR ATMega8 termasuk keluarga AVR. Hasil compile ditanamkan ke dalam memori
program mikrokontroler memory flash. Program yang dibuat digunakan untuk membaca input dan melakukan outputproses pada robot pembuang sampah otomatis.
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 3.12 Flowchart Robot Logika Fuzzy
3.2.8 Perancangan Flowchart sistem
Flowchart diatas mejelaskan aliran program yang dibuat mulaidari start hingga selesai 1 siklus kerja. Dimualai dengan inisialisasi dan nilai awal kemudian
deteksi sensor infra merah. Jika sensor mendeteksi logika 1 dalam waktu yang
Universitas Sumatera Utara
39
singkat dan kembali ke 0 maka program akan mengaktifkan pesan suara mengucapkan terima kasih. Tetapi jika logika 1 pada sensor inframerah
berlangsung lama atau lebih dari 1 detik maka robot akan menganggap sampah telah penuh sehingga akan menggerakkan motor untuk menuju lokasi
pembuangan kemudian kembali ke posisi semula.
Gambar 3.13 Blok Diagram Robot Pembuang Sampah Otomatis
3.2.9 Perancangan Blok Diagram
Merupakan gambaran yang menjelaskan konfigurasi input-output dan komponen utama yang digunakan secara blok. Dalam hal ini input berasal dari deteksi sensor
inframerah yang mendeteksi adanya pembuangan sampah atau telah penuh. Input lain berasal dari sensor ultrsonik yaitu mendeteksi halangan pada saat robot bergerak.
Sedangkan output sistem adalah ucapan suara berupa pesan terima kasih pada penguna.Output lain adalah gerak posisi yang membawa robot membawa robot ke
lokasi pembuangan sampah. Pengotrol sistem dan penyimpanan perintah program adalah ic mikrokontroler avr yaitu atmega8. Sedangkan media penyimpan pesan suara
mengunakan ic ISD 2560 dan penguat arus yang digunakan adalah penguat jembatan terintgrasi yaitu L293D.
Universitas Sumatera Utara
40
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1. Implementasi Sistem
Kategori