SISTEM KONTROL KESEIMBANGAN ROBOT BERBASIS LOGIKA FUZZY (HARDWARE)
SISTEM KONTROL KESEIMBANGAN ROBOT
BERBASIS LOGIKA FUZZY (HARDWARE)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
MUCHAMMAD WAHYU ROMADHON
NIM: 06.530.054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
SISTEM KONTROL KESEIMBANGAN ROBOT BERBASIS
LOGIKA FUZZY (HARDWARE)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
MUCHAMMAD WAHYU ROMADHON
NIM: 06.530.054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana
atas segala kasih sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa
menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:
Sistem Kontrol Keseimbangan Robot Berbasis Logika Fuzzy
(Hardware)
Tugas Akhir ini merupakan perpaduan teori yang didapat selama kuliah
dengan penelitian dibidang robotika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi
salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
untuk itu kritik dan saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna
melengkapi Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi pembacanya. Amin yaa robbal ‘aalamiin.
Malang, 18 April 2011
Penulis
Ucapan Terimakasih
Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari peran banyak
pihak, untuk itu dalam kesempatan ini saya menyampaikan terimakasih yang tulus
kepada:
1. Allah S.W.T yang telah memberikan kepandaian dan kesehatan untuk
menyelesaikan skripsi ini.
2.
Kedua Orang Tua, Ayah dan Ibu ku yang ku cinta, yang telah memberi
dukungan baik moral, material dan do’anya, adik – adik ku Santi dan Emy
serta seluruh keluarga besar tercinta.
3. Ibu Ir. Nur alif M, MT. selaku dosen wali serta seorang ibu yang telah
banyak membantu memberi saran, dukungan moral maupun semangat
serta setia menemani dari semester 1 hingga akhir.
4. Bapak Dr. Ir. H. Ermanu AH, MT. selaku pembimbing I.
5. Bapak. Ir. Diding S, MT. selaku pembimbing II.
6. Bapak. M. Chasrun H. ST, MT selaku Penguji I.
7. Bu. Ir. Nur Alif M. MT. Selaku Penguji II.
8. Bu Nana yang selalu membantu ngurusin berkas- berkasku serta seluruh
Dosen maupun Staff Administrasi di lingkungan Jurusan Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang.
9. Untuk Santi R. I.
yang tak bosan-bosannya mendengar semua keluh
kesah, setia menunggu dalam hari-hari penentuanku, selalu memberi do’a,
semangat dan memberikan inspirasi dalam kehidupanku.
10. Teman- teman seperjuanganku, Rodik yang selalu memberikan inspirasi
dan semangat, serta teman- teman. proud of you’re all jangan pernah lupa
ya ama perjuangan kita ini, akhirnya kita bisa lulus bareng rek hehehehe..
11. Mas Yudi, Mas Julon, Om Bayu selaku para staff ahli dari Sekolah SSB
yang telah memberikan curahan pikiran dan dorongan moral maupun
fasilitas yang telah membantu proses terlaksananya tugas akhir ini, dari
kalian aku bisa belajar banyak tidak hanya ilmu tapi juga persaudaraan
suwun banget.
12. Teman- teman sekelas angkatan 2006, Monyonk as Yachsa, Onta as Herta,
Monyet as Rico, Rodi, Bojez, Ucup, Suud, Bodong, Gober, Bajul, Vindi,
Endra, Mbah, Desi, Diah, Rahma, serta seluruh teman- teman yang kenal
sama aku dan seluruh pihak- pihak yang turut membantu menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang namanya tidak bisa disebutkan satu- persatu, seneng
bisa kenal kalian semuanya.
Demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan
dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin
Wassalam
Penulis
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Apabila di dalam diri seseorang masih ada rasa malu
dan takut untuk berbuat suatu kebaikan, maka jaminan
bagi orang tersebut adalah tidak akan bertemunya ia
dengan kemajuan selangkah pun”
Tugas akhir ini kupersembahkan kepada orang-orang terdekat di hidupku :
Ayah dan Ibu serta seluruh keluarga besar
Orang Terdekatku Santi R. I. dan keluarga
Teman- teman seperjuanganku
Seluruh Teman-teman Elektro Angkatan 2006
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN .......................................................................... iii
KATA PENGANTAR .............................................................................. iv
ABSTRAKSI ............................................................................................ viii
DAFTAR ISI ............................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiii
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................... ........ 2
1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah ....................................................................... 3
1.5 Metodelogi Penulisan .............................................................. 4
1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................... 5
BAB II TEORI PENUNJANG
2.1 Robot ....................................................................................... 6
2.2 Klasifikasi metode kendali ....................................................... 7
2.3 Mikrokontroler AT89S51 .......................................................... 8
2.3.1 Blok Diagram AT89S51 .................................................. 9
2.3.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S5 ........................ 10
2.3.3 Struktur Memory ............................................................. .13
2.4 Sensor Accelerometer ............................................................... 14
2.4.1 MX2125 Dual Axis Accelerometer .................................. 16
2.4.2 Karakteristik Operasional MX2125 .................................. 16
2.4.3 Cara Kerja Sensor MX2125 ............................................. .17
2.5 Motor DC Servo Futaba S3003 ................................................ 18
2.5.1 Pensinyalan Motor Servo ................................................. .19
2.5.2 Cara Kerja Motor Servo ................................................... .20
2.6 DTMF MT8870 ....................................................................... 22
2.7 Liquid Cristsl Display (LCD) M1632 ...................................... 25
2.8 Bluetooth ................................................................................. 27
2.9 Baterai ..................................................................................... 28
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
3.1 Perencanaan Robot keseimbangan Beroda Dua ........................ 31
3.1.1 Perencanaan Penggerak Robot ......................................... .33
3.2 Sistem Robot ........................................................................... 35
3.3 Perancangan Rangkaian Elektronika Robot .............................. 57
BAB IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya .............................................. 46
4.1.1 Langkah- langkah pengujian ........................................ 46
4.1.2 Analisa ......................................................................... 47
4.2 Pengujian Rangkaian DTMF MT8870 ...................................... .48
4.2.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................ 48
4.2.2 Analisa ......................................................................... 49
4.3 Pengujian Sensor Accelerometer (MX2125) ............................ 50
4.3.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................ 50
4.3.2 Analisa ......................................................................... 59
4.4 Pengujian Motor Servo Futaba S3003 ....................................... .60
4.4.1 Langkah langkah Pengujian ............................................. .60
4.4.2 Analisa............................................................................. .66
BAB V PENUTUP
5.1
KESIMPULAN .................................................................... 68
5.2
SARAN ................................................................................ 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram MC AT89S51 .................................................. 10
Gambar 2.2 Konfigurasi pin MC AT89S51 ................................................ 11
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Accelerometer .................................................. 15
Gambar 2.4 MX2125 ................................................................................. 16
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin MX2125 ........................................................ 17
Gambar 2.6 Sinyal Modulasi Motor Servo ................................................ 19
Gambar 2.7 Motor Servo Futaba S3003 ..................................................... 22
Gambar 2.8 Konfigurasi DTMF MT8870 .................................................. 23
Gambar 2.9 LCD dan Konfigurasi Pinnya .................................................. 25
Gambar 2.10 Headset Bluetooth ................................................................ 28
Gambar 2.11 Susunan Baterai .................................................................... 29
Gambar 3.1 Rancangan Robot Keseimbangan (Depan) ............................. 32
Gambar 3.2 Rancangan Robot Keseimbangan (Belakang) .......................... 33
Gambar 3.3 Rancangan Penggerak Robot .................................................. 34
Gambar 3.4 Diagram Blok Sistem Kerja Robot Keseimbangan .................. 35
Gambar 3.5 Diagram Blok Dasar Sistem Elektronika Robot ....................... 37
Gambar 3.6 Schematic Rangkaian Power Supply ....................................... .38
Gambar 3.7 Schematic Rangkaian Mikrokontoller AT89S51 ..................... .38
Gambar 3.8 Schematic Rangkaian Motor (servo futaba S3003) .................. 43
Gambar 3.9 Schematic Rangkaian DTMF MT8870 .................................... 44
Gambar 3.10 Schematic Rangkaian Sensor MX2125 ................................. 45
Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Power Supply ..................................... 47
Gambar 4.2 Pengukuran Rangkaian DTMF ................................................ 49
Gambar 4.3 Pengukuran Rangkaian sensor accelerometer .......................... .50
Gambar 4.4. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -300.....................................51
Gambar 4.5. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -200.....................................51
Gambar 4.6. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -100.....................................52
Gambar 4.7. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan 00........................................52
Gambar 4.8. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +100....................................53
Gambar 4.9. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +200....................................53
Gambar 4.10. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +300..................................54
Gambar 4.11. Pengujian sudut kemiringan......................................................59
Gambar 4.12 Pengukuran Rangkaian motor servo..........................................61
Gambar 4.13. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 4,6 ms.....................61
Gambar 4.14. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 4,8 ms.....................62
Gambar 4.15. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,0 ms.....................62
Gambar 4.16. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,2 ms.....................63
Gambar 4.17. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,4 ms.....................63
Gambar 4.18. Pengujian Kemiringan Robot...................................................66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Fungsi Khusus Port 3 MC AT89S51 .............................. 12
Tabel 2.2 Fungsi Penyemat LCD ............................................................... 26
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Rangkaian Catu Daya ............................ 47
Tabel 4.2 Data keluaran pada DTMF MT8870 ........................................... 49
Table 4.3 Hasil Pengukuran Sensor Accelerometer MEMSIC 2125..............59
Tabel 4.4 Hasil pengukuran Motor Servo Futaba S3003................................66
DAFTAR PUSTAKA
[1]
ATMEL, Data sheet mikrokontroller AT89S51, 2001
[2]
PARALLAX, Data sheet Memsic 2125 Dual-Axis Accelerometer, 2009
[3]
MITEL, Data sheet DTMF MT8870, 2001
[4]
FUTABA, Data sheet S3003, 2008
[5]
Budiharto, Widodo. 2006. Belajar
Sendiri Membuat Robot Cerdas.
Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.
[6]
Tanumiharjo,
Widyanto.
2006.
Digital
Inclinometer.
Surabaya:
Universitas Kristen Petra.
[7]
Willa, Lukas. 2007. Teknik Digital, Mikroprosessor, dan Mikrokomputer.
Bandung: Penerbit Informatika.
[8]
www.google.com
[9]
www.futaba-rc.com
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Perkembangan teknik kendali dan otomatisasi yang didukung oleh
teknologi informatika dan mikroelektronika telah melahirkan robot sebagai suatu
perangkat industri yang dapat meningkatkan produktivitas, standar mutu, efisiensi
dan dapat membantu pekerjaan manusia bahkan melakukan pekerjaan yang tidak
mampu dilakukan oleh manusia seperti robot untuk dekontaminasi radiasi atau
robot untuk menjelajah permukaan planet Mars (Rover). Dengan keadaan tersebut
maka memang sudah seharusnya penelitian tentang teknologi elektronika harus
terus dilakukan untuk dapat bermanfaat dalam segala bidang yang membutuhkan
sistem otomatisasi ataupun sebagai awal untuk menemukan solusi-solusi baru
untuk mengatasi permasalahan yang akan dihadapi oleh manusia nanti.
dalam beberapa perancangan robot yang selama ini dilakukan, salah satu
permasalahan dari alat yang dibuat adalah sistem keseimbangan yang dimiliki
robot seringkali kurang stabil, sehingga fungsi yang diharapkan kurang efektif, ini
merupakan permasalahan yang seharusnya diperhatikan mengingat kebanyakan
robot yang dirancang adalah berupa robot humanoid atau robot yang seharusnya
dapat melakukan pekerjaan manusia dalam batas-batas tertentu.
2
Dengan keadaan tersebut, dalam tugas akhir ini akan dirancang sebuah
robot
sederhana
yang
memiliki
sistem
keseimbangan
yang
berusaha
mempertahankan keseimbangan dengan batasan kemiringan tertentu.
Untuk merealisasikan system keseimbangan robot yang di harapkan pada
system ini akan diterapkan penggabungan anatara rangkaian elektronika berupa
sensor dan hardware motor dengan system control berbasis logika fuzzy.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan di atas maka dapat
dirumuskan beberapa masalah antara lain :
1. Bagaimana proses atau mekanisme penyeimbangan robot?
2. Bagaimana menggunakan sensor Accelerometer sebagai sensor posisi
pada robot?
3. Bagaimana merancang hardware robot?
1.3
TUJUAN
Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu
elektronika dengan system control pada sebuah robot keseimbangan yang
berusaha mempertahankan keseimbangan dengan batasan kemiringan tertentu.
3
1.2
BATASAN MASALAH
Agar permasalahan terfokus pada suatu permasalahan diatas, maka perlu
adanya batasan masalah antara lain :
1. Perencanaan dan pembuatan hanya membahas mekanik dan rangkaian
elektronika (hardware).
2. Perencanaan dan pembuatan robot bertujuan untuk tugas akhir.
3. Pergerakan roda robot bergerak maju dan mundur.
4. Robot menggunakan 1 buah sensor Accelerometer sebagai pendeteksi
posisi robot.
5. Remote sebagai masukan manual robot untuk dapat bergerak maju dan
mundur.
4
1.3
METODOLOGI PENULISAN
Untuk menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, maka digunakan
berbagai metodologi diantaranya :
Studi Pustaka
Yaitu melakukan kajian dengan cara mengumpulkan dan membaca dan
memahami literature yang ada yaitu berupa buku referensi dan buku
petunjuk operasional maupun browsing internet.
Perencanaan dan pembuatan sistem mekanik robot dan sistem elektronik.
Pengujian Robot
Yaitu pengujian keseimbangan robot.
Kesimpulan
Yaitu menyimpulkan dari hasil yang telah diperoleh, dari perencanaan dan
pembuatan robot yang telah dilakukan.
5
1.4
SISTEMATIKA BAHASAN
Penulisan Tugas Akhir ini terbagi dalam beberapa bab, yaitu :
BAB I : PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan
sistematika penulisan.
BAB II : TEORI PENUNJANG
Berisi tentang mikrokontroller, sensor-sensor yang dipergunakan, motor
DC dan komponen-komponen elektronika yang mendukung.
BAB III: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Berisi tentang proses perancangan dan pembuatan robot.
BAB IV: PENGUJIAN ALAT
Berisi tentang hasil pengujian catu daya, pengujian sensor, pengujian
motor, pengujian DTMF.
BAB V : PENUTUP
Berisikan tentang kesimpulan dan saran.
BERBASIS LOGIKA FUZZY (HARDWARE)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
MUCHAMMAD WAHYU ROMADHON
NIM: 06.530.054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
SISTEM KONTROL KESEIMBANGAN ROBOT BERBASIS
LOGIKA FUZZY (HARDWARE)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
MUCHAMMAD WAHYU ROMADHON
NIM: 06.530.054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana
atas segala kasih sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa
menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:
Sistem Kontrol Keseimbangan Robot Berbasis Logika Fuzzy
(Hardware)
Tugas Akhir ini merupakan perpaduan teori yang didapat selama kuliah
dengan penelitian dibidang robotika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi
salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
untuk itu kritik dan saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna
melengkapi Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi pembacanya. Amin yaa robbal ‘aalamiin.
Malang, 18 April 2011
Penulis
Ucapan Terimakasih
Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari peran banyak
pihak, untuk itu dalam kesempatan ini saya menyampaikan terimakasih yang tulus
kepada:
1. Allah S.W.T yang telah memberikan kepandaian dan kesehatan untuk
menyelesaikan skripsi ini.
2.
Kedua Orang Tua, Ayah dan Ibu ku yang ku cinta, yang telah memberi
dukungan baik moral, material dan do’anya, adik – adik ku Santi dan Emy
serta seluruh keluarga besar tercinta.
3. Ibu Ir. Nur alif M, MT. selaku dosen wali serta seorang ibu yang telah
banyak membantu memberi saran, dukungan moral maupun semangat
serta setia menemani dari semester 1 hingga akhir.
4. Bapak Dr. Ir. H. Ermanu AH, MT. selaku pembimbing I.
5. Bapak. Ir. Diding S, MT. selaku pembimbing II.
6. Bapak. M. Chasrun H. ST, MT selaku Penguji I.
7. Bu. Ir. Nur Alif M. MT. Selaku Penguji II.
8. Bu Nana yang selalu membantu ngurusin berkas- berkasku serta seluruh
Dosen maupun Staff Administrasi di lingkungan Jurusan Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang.
9. Untuk Santi R. I.
yang tak bosan-bosannya mendengar semua keluh
kesah, setia menunggu dalam hari-hari penentuanku, selalu memberi do’a,
semangat dan memberikan inspirasi dalam kehidupanku.
10. Teman- teman seperjuanganku, Rodik yang selalu memberikan inspirasi
dan semangat, serta teman- teman. proud of you’re all jangan pernah lupa
ya ama perjuangan kita ini, akhirnya kita bisa lulus bareng rek hehehehe..
11. Mas Yudi, Mas Julon, Om Bayu selaku para staff ahli dari Sekolah SSB
yang telah memberikan curahan pikiran dan dorongan moral maupun
fasilitas yang telah membantu proses terlaksananya tugas akhir ini, dari
kalian aku bisa belajar banyak tidak hanya ilmu tapi juga persaudaraan
suwun banget.
12. Teman- teman sekelas angkatan 2006, Monyonk as Yachsa, Onta as Herta,
Monyet as Rico, Rodi, Bojez, Ucup, Suud, Bodong, Gober, Bajul, Vindi,
Endra, Mbah, Desi, Diah, Rahma, serta seluruh teman- teman yang kenal
sama aku dan seluruh pihak- pihak yang turut membantu menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang namanya tidak bisa disebutkan satu- persatu, seneng
bisa kenal kalian semuanya.
Demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan
dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin
Wassalam
Penulis
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Apabila di dalam diri seseorang masih ada rasa malu
dan takut untuk berbuat suatu kebaikan, maka jaminan
bagi orang tersebut adalah tidak akan bertemunya ia
dengan kemajuan selangkah pun”
Tugas akhir ini kupersembahkan kepada orang-orang terdekat di hidupku :
Ayah dan Ibu serta seluruh keluarga besar
Orang Terdekatku Santi R. I. dan keluarga
Teman- teman seperjuanganku
Seluruh Teman-teman Elektro Angkatan 2006
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN .......................................................................... iii
KATA PENGANTAR .............................................................................. iv
ABSTRAKSI ............................................................................................ viii
DAFTAR ISI ............................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiii
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................... ........ 2
1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah ....................................................................... 3
1.5 Metodelogi Penulisan .............................................................. 4
1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................... 5
BAB II TEORI PENUNJANG
2.1 Robot ....................................................................................... 6
2.2 Klasifikasi metode kendali ....................................................... 7
2.3 Mikrokontroler AT89S51 .......................................................... 8
2.3.1 Blok Diagram AT89S51 .................................................. 9
2.3.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S5 ........................ 10
2.3.3 Struktur Memory ............................................................. .13
2.4 Sensor Accelerometer ............................................................... 14
2.4.1 MX2125 Dual Axis Accelerometer .................................. 16
2.4.2 Karakteristik Operasional MX2125 .................................. 16
2.4.3 Cara Kerja Sensor MX2125 ............................................. .17
2.5 Motor DC Servo Futaba S3003 ................................................ 18
2.5.1 Pensinyalan Motor Servo ................................................. .19
2.5.2 Cara Kerja Motor Servo ................................................... .20
2.6 DTMF MT8870 ....................................................................... 22
2.7 Liquid Cristsl Display (LCD) M1632 ...................................... 25
2.8 Bluetooth ................................................................................. 27
2.9 Baterai ..................................................................................... 28
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
3.1 Perencanaan Robot keseimbangan Beroda Dua ........................ 31
3.1.1 Perencanaan Penggerak Robot ......................................... .33
3.2 Sistem Robot ........................................................................... 35
3.3 Perancangan Rangkaian Elektronika Robot .............................. 57
BAB IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya .............................................. 46
4.1.1 Langkah- langkah pengujian ........................................ 46
4.1.2 Analisa ......................................................................... 47
4.2 Pengujian Rangkaian DTMF MT8870 ...................................... .48
4.2.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................ 48
4.2.2 Analisa ......................................................................... 49
4.3 Pengujian Sensor Accelerometer (MX2125) ............................ 50
4.3.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................ 50
4.3.2 Analisa ......................................................................... 59
4.4 Pengujian Motor Servo Futaba S3003 ....................................... .60
4.4.1 Langkah langkah Pengujian ............................................. .60
4.4.2 Analisa............................................................................. .66
BAB V PENUTUP
5.1
KESIMPULAN .................................................................... 68
5.2
SARAN ................................................................................ 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram MC AT89S51 .................................................. 10
Gambar 2.2 Konfigurasi pin MC AT89S51 ................................................ 11
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Accelerometer .................................................. 15
Gambar 2.4 MX2125 ................................................................................. 16
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin MX2125 ........................................................ 17
Gambar 2.6 Sinyal Modulasi Motor Servo ................................................ 19
Gambar 2.7 Motor Servo Futaba S3003 ..................................................... 22
Gambar 2.8 Konfigurasi DTMF MT8870 .................................................. 23
Gambar 2.9 LCD dan Konfigurasi Pinnya .................................................. 25
Gambar 2.10 Headset Bluetooth ................................................................ 28
Gambar 2.11 Susunan Baterai .................................................................... 29
Gambar 3.1 Rancangan Robot Keseimbangan (Depan) ............................. 32
Gambar 3.2 Rancangan Robot Keseimbangan (Belakang) .......................... 33
Gambar 3.3 Rancangan Penggerak Robot .................................................. 34
Gambar 3.4 Diagram Blok Sistem Kerja Robot Keseimbangan .................. 35
Gambar 3.5 Diagram Blok Dasar Sistem Elektronika Robot ....................... 37
Gambar 3.6 Schematic Rangkaian Power Supply ....................................... .38
Gambar 3.7 Schematic Rangkaian Mikrokontoller AT89S51 ..................... .38
Gambar 3.8 Schematic Rangkaian Motor (servo futaba S3003) .................. 43
Gambar 3.9 Schematic Rangkaian DTMF MT8870 .................................... 44
Gambar 3.10 Schematic Rangkaian Sensor MX2125 ................................. 45
Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Power Supply ..................................... 47
Gambar 4.2 Pengukuran Rangkaian DTMF ................................................ 49
Gambar 4.3 Pengukuran Rangkaian sensor accelerometer .......................... .50
Gambar 4.4. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -300.....................................51
Gambar 4.5. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -200.....................................51
Gambar 4.6. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan -100.....................................52
Gambar 4.7. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan 00........................................52
Gambar 4.8. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +100....................................53
Gambar 4.9. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +200....................................53
Gambar 4.10. Lebar Pulsa Pada Saat Kemiringan +300..................................54
Gambar 4.11. Pengujian sudut kemiringan......................................................59
Gambar 4.12 Pengukuran Rangkaian motor servo..........................................61
Gambar 4.13. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 4,6 ms.....................61
Gambar 4.14. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 4,8 ms.....................62
Gambar 4.15. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,0 ms.....................62
Gambar 4.16. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,2 ms.....................63
Gambar 4.17. Lebar Pulsa Motor Servo Pada Saat ton = 5,4 ms.....................63
Gambar 4.18. Pengujian Kemiringan Robot...................................................66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Fungsi Khusus Port 3 MC AT89S51 .............................. 12
Tabel 2.2 Fungsi Penyemat LCD ............................................................... 26
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Rangkaian Catu Daya ............................ 47
Tabel 4.2 Data keluaran pada DTMF MT8870 ........................................... 49
Table 4.3 Hasil Pengukuran Sensor Accelerometer MEMSIC 2125..............59
Tabel 4.4 Hasil pengukuran Motor Servo Futaba S3003................................66
DAFTAR PUSTAKA
[1]
ATMEL, Data sheet mikrokontroller AT89S51, 2001
[2]
PARALLAX, Data sheet Memsic 2125 Dual-Axis Accelerometer, 2009
[3]
MITEL, Data sheet DTMF MT8870, 2001
[4]
FUTABA, Data sheet S3003, 2008
[5]
Budiharto, Widodo. 2006. Belajar
Sendiri Membuat Robot Cerdas.
Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.
[6]
Tanumiharjo,
Widyanto.
2006.
Digital
Inclinometer.
Surabaya:
Universitas Kristen Petra.
[7]
Willa, Lukas. 2007. Teknik Digital, Mikroprosessor, dan Mikrokomputer.
Bandung: Penerbit Informatika.
[8]
www.google.com
[9]
www.futaba-rc.com
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Perkembangan teknik kendali dan otomatisasi yang didukung oleh
teknologi informatika dan mikroelektronika telah melahirkan robot sebagai suatu
perangkat industri yang dapat meningkatkan produktivitas, standar mutu, efisiensi
dan dapat membantu pekerjaan manusia bahkan melakukan pekerjaan yang tidak
mampu dilakukan oleh manusia seperti robot untuk dekontaminasi radiasi atau
robot untuk menjelajah permukaan planet Mars (Rover). Dengan keadaan tersebut
maka memang sudah seharusnya penelitian tentang teknologi elektronika harus
terus dilakukan untuk dapat bermanfaat dalam segala bidang yang membutuhkan
sistem otomatisasi ataupun sebagai awal untuk menemukan solusi-solusi baru
untuk mengatasi permasalahan yang akan dihadapi oleh manusia nanti.
dalam beberapa perancangan robot yang selama ini dilakukan, salah satu
permasalahan dari alat yang dibuat adalah sistem keseimbangan yang dimiliki
robot seringkali kurang stabil, sehingga fungsi yang diharapkan kurang efektif, ini
merupakan permasalahan yang seharusnya diperhatikan mengingat kebanyakan
robot yang dirancang adalah berupa robot humanoid atau robot yang seharusnya
dapat melakukan pekerjaan manusia dalam batas-batas tertentu.
2
Dengan keadaan tersebut, dalam tugas akhir ini akan dirancang sebuah
robot
sederhana
yang
memiliki
sistem
keseimbangan
yang
berusaha
mempertahankan keseimbangan dengan batasan kemiringan tertentu.
Untuk merealisasikan system keseimbangan robot yang di harapkan pada
system ini akan diterapkan penggabungan anatara rangkaian elektronika berupa
sensor dan hardware motor dengan system control berbasis logika fuzzy.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan di atas maka dapat
dirumuskan beberapa masalah antara lain :
1. Bagaimana proses atau mekanisme penyeimbangan robot?
2. Bagaimana menggunakan sensor Accelerometer sebagai sensor posisi
pada robot?
3. Bagaimana merancang hardware robot?
1.3
TUJUAN
Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu
elektronika dengan system control pada sebuah robot keseimbangan yang
berusaha mempertahankan keseimbangan dengan batasan kemiringan tertentu.
3
1.2
BATASAN MASALAH
Agar permasalahan terfokus pada suatu permasalahan diatas, maka perlu
adanya batasan masalah antara lain :
1. Perencanaan dan pembuatan hanya membahas mekanik dan rangkaian
elektronika (hardware).
2. Perencanaan dan pembuatan robot bertujuan untuk tugas akhir.
3. Pergerakan roda robot bergerak maju dan mundur.
4. Robot menggunakan 1 buah sensor Accelerometer sebagai pendeteksi
posisi robot.
5. Remote sebagai masukan manual robot untuk dapat bergerak maju dan
mundur.
4
1.3
METODOLOGI PENULISAN
Untuk menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, maka digunakan
berbagai metodologi diantaranya :
Studi Pustaka
Yaitu melakukan kajian dengan cara mengumpulkan dan membaca dan
memahami literature yang ada yaitu berupa buku referensi dan buku
petunjuk operasional maupun browsing internet.
Perencanaan dan pembuatan sistem mekanik robot dan sistem elektronik.
Pengujian Robot
Yaitu pengujian keseimbangan robot.
Kesimpulan
Yaitu menyimpulkan dari hasil yang telah diperoleh, dari perencanaan dan
pembuatan robot yang telah dilakukan.
5
1.4
SISTEMATIKA BAHASAN
Penulisan Tugas Akhir ini terbagi dalam beberapa bab, yaitu :
BAB I : PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan
sistematika penulisan.
BAB II : TEORI PENUNJANG
Berisi tentang mikrokontroller, sensor-sensor yang dipergunakan, motor
DC dan komponen-komponen elektronika yang mendukung.
BAB III: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Berisi tentang proses perancangan dan pembuatan robot.
BAB IV: PENGUJIAN ALAT
Berisi tentang hasil pengujian catu daya, pengujian sensor, pengujian
motor, pengujian DTMF.
BAB V : PENUTUP
Berisikan tentang kesimpulan dan saran.