Line follower Robot Dengan Metode Proportional Intergral Derivative (PID)

ABSTRAK

Line follower robot adalah sebuah robot yang dapat mengikuti garis yang didukung oleh rangkain komponen elektronika yang dilengkapi dengan roda dan digerakan oleh motor. Pengendalian kecepatan sangat bergantung pada batas putaran dan pergesekan antara ban robot dengan lantainya. Robot tersebut dirancang untuk bernavigasi dan bergerak secara otomatis mengikuti sebuah alur garis yang dibuat.

Untuk membaca garis, robot dilengkapi dengan sensor optik yang diletakkkan diujung depan dari robot tersebut. Line follower robot ini memiliki jenis dan bentuk serta memiliki beberapa sistem penggerak dan pengendali sebagai pengatur kinerja yang beraneka ragam sesuai dengan kreatifitas pembuatnya. Pada perancangan proyek line follower robot kali ini akan dibahas dan dianalisi lebih dalam terhadap faktor suatu kecepatan robot dengan gerkannya yang dikontrol oleh pengendali Prorportional Integral Derivative (PID) sehingga gerakan robot dapat dinamis sesuai dengan track yang akan diujikan.

v ABSTRAK

Line follower robot is a robot that can follow a line that is supported by the Combination of electronic components that are equipped with wheels and driven by the motor. Control the speed of rotation depends on the boundary and the friction between the tire with the floor robot. Robot designed to navigate and moves automatically to follow a plot line that was made.

To read a line, a robot equipped with optical sensors that diletakkkan front tip of the robot. Line follower robot has a type and form as well as having several propulsion systems and controls as a regulator of a wide range of performance in accordance with the creativity of its maker. In line follower robot design project this time will be discussed and analyzed more in the ingredients of a robot with velocity controlled by the controller gerkannya Prorportional Integral Derivative (PID) which can be dynamic robot motion according to the track that will be tested.

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN METODE

PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan

Program Sarjana jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh:

Andrian Syah Putra

1.31.04.044

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

CURRICULUM VITAE

1. DATA PRIBADI

a. Nama Lengkap : Andrian Syah Putra b. Jenis Kelamin : Laki-Laki

c. Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 11 Maret 1986

d. Agama : Islam

e. Kewarganegaraan : Indonesia

f. Alamat : Jl. Samudra, Gg. Kelapa I No: 10 Kampung Jawa Lama Lhokseumawe (Aceh Utara)

g. Nomor Telepon : 081321512386

2. Pendidikan

1992-1998 : SD Negeri Bertingkat Lhokseumawe

1998-2001 : SMP Negeri 1 Lhokseumawe

2001-2004 : SMK Negeri 1 Percut Sei Tuan

DAFTAR ISI

JUDUL………. i

HALAMAN PENGESAHAN………. ii

ABSTRAK………. iv

ABSTRAK………. v

KATA PENGANTAR..………. vi

UCAPAN TERIMA KASIH….………. vii

DAFTARISI…..………. ix

DAFTAR GAMBAR….………. xii

DAFTAR TABEL………..…………. xiv

BAB I PENDAHULUAN………... 1

1.1 Latar Belakang………... 1

1.2 Tujuan……….………... 4

1.3 RumusanMasalah………... 4

1.4 Batasan Masalah.………... 5

1.5 Metode Penelitian………... 5

1.6 Sistematika Penulisa………... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……….. 8

2.1 Line Follower Robot………... 8

x

2.2.1 Pengendali Proportional (P)……… 12

2.2.2 Pengendali Integral (I)……… 13

2.2.3 Pengendali Proportional Integral (PI)…...………. 14

2.2.4 Pengendali Proportional Derivative(P)……….… 14

2.2.5 Pengendali Proportional Integral Derivative (PID)……… 15

2.3 Mikrokontroler Atmega16…..………... 16

2.4 Pulse Width Modulation (PWM)………... 21

2.5 Bahasa Pemrograman..………... 23

BAB III PERANCANGAN ALAT………... 32

3.1 Konstruksi Fisik Line Follower Robot……….. 32

3.2 Rangkaian Elektronika Line Follower Robot.………... 33

3.2.1 Sensor dan Komparator…..……… 35

3.2.2 Driver Penggerak Motor DC..……… 37

3.2.3 Aktuator……….……… 39

3.2.4 Catu Daya………..……… 40

3.2.5 Perancangan Sistem Minimum pada Mikrokontroler…… 41

3.3 Pembuatan Program………... 43

3.4 Cara Mendowload Program………... 51

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA………... 53

4.1 Pengujian Sensor dan Komparator…...……….. 53

4.3 Pengujian Tuning Proportional Integral Derivative (PID)..…….. 57

4.4 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler……….. 73

4.5 Pengujian Line Follower Robot……….. 75

BAB V PENUTUP……… 78

5.1 Kesimpulan………...……….. 78

5.2 Saran………..…...……….. 80

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Pengendali Tipe-P………. 13

Gambar 2.2 Diagram Blok Pengendali Tipe-I………. 13

Gambar 2.3 Diagram Blok Pengendali Tipe-PI..………. 14

Gambar 2.4 Diagram Blok Pengendali Tipe-PD………. 15

Gambar 2.5 Diagram Blok Pengendali Tipe-PID………. 16

Gambar 2.6 Configuration PIN Atmega16……….………. 21

Gambar 2.7 Gelombang kotak yang memiliki ymaxymindan D…………. 22

Gambar 2.8 Hubungan antaraDuty Cycledegan nilai rata-rata tegangan.. 23

Gambar 3.1 LetakPenggerak Line Follower Robot………... 32

Gambar 3.2 Line Follower Tampak Atas………... 32

Gambar 3.3 Arah GerakLine Follower Robot…….………... 33

Gambar 3.4 Blok diagram SistemLine Follower Robot..………... 34

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor dan Komparator…..………... 35

Gambar 3.6 Rangkaian pada PCB tampak atas (kiri) & bawah (kanan)... 36

Gambar 3.7 Driver Penggerak Motor DC………... 38

Gambar 3.8 Rangkaian Driver pada PCB tampak atas (kiri) & bawah (kanan)………...………... 38

Gambar 3.9 Pengguan Gear pada Motor……….... 40

Gambar 3.10 Rangkaian Catu Daya Baterai Line Follower Robot………... 41

Gambar 3.12 Rangkaian Sistem Minimum + Downloader pada PCB tampak

atas (kiri) & bawah (kanan)…………..………... 42

Gambar 3.13 Flowchart ProgramLine Follower Robot+ PID.…………... 43

Gambar 3.14 Tampilan Muka Software CodeVision AVR.………... 45

Gambar 3.15 Tampilan Editor Software CodeVision AVR………... 45

Gambar 3.16 TampilanCreate New File………..…... 46

Gambar 3.17 TampilanCode Wizard AVR…………..………... 46

Gambar 3.18 Tampilan Layar Editor Software CodeVision AVR……… 47

Gambar 3.19 Tampilan Software ispprog………... 51

Gambar 3.20 Tampilan Software ispprog pada saat diklikfolder file for programming flash……….………... 52

Gambar 4.1 Hasil Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal…………... 54

DAFTAR PUSTAKA

Aria, Muhammad. (2007).Modul Praktikum Kendali Cerdas, Bandung : UNIKOM

Geedex’s blog.mht Line Follower Robot dengan PID, Maret: 2009, Bandung. Workshop Robotika2007, Juni 2007, Bandung.

Thiang, B42–48 (download), Maret 2009, Bandung.

Andrianto, Heri. (2008). Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR, informatika, Bandung. Setiawan, Suhan. (2006). Mudah dan Menyenangkan Belajar Mikrokontroler,

Penerbit Andi, Yogyakarta.

Budiharto, Widodo. (2008).10 Proyek Robot Spektakuler, Gramedia, Jakarta. Suyadhi, Taufiq Dwi Septian. (2008). Build your Own Line Follower Robot,

Penerbit Andi, Yogyakarta.

www.datasheetcatalog.com, Atmega16, 2009, Bandung www.datasheetcatalog.com, L298, 2009, Bandung www.datasheetcatalog.com, LM339, 2009, Bandung www.datasheetcatalog.com,7805 , 2009, Bandung

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tipe Data……….. 26

Tabel 2.2 DaftarOperator Aritmatika...……….. 27

Tabel 2.3 Daftar Operator Kondisi……….. 27

Tabel 2.4 Daftar Operator Logika..……….. 27

Tabel 2.5 Daftar OperatorBitwise..……….. 28

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Komparator..……….. 54

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Driver Motor……….. 55

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Percobaan 1 PID...……….. 58

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Percobaan 1Pulse Width Modulation(PWM). 59 Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Percobaan 2 PID...……….. 60

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Percobaan 2Pulse Width Modulation(PWM). 61 Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Percobaan 3 PID...……….. 62

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Percobaan 3Pulse Width Modulation(PWM). 62 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Percobaan 4 PID...……….. 63

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Percobaan 4Pulse Width Modulation(PWM). 64 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Percobaan 5 PID...……….. 65

Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Percobaan 5Pulse Width Modulation(PWM). 66 Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Percobaan 6 PID...……….. 67

Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Percobaan 6Pulse Width Modulation(PWM). 67 Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Percobaan 7 PID...……….. 68 Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Percobaan 7Pulse Width Modulation(PWM). 69

xv

Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Percobaan 8 PID...……….. 70 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Percobaan 8Pulse Width Modulation(PWM). 71 Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Percobaan 9 PID...……….. 72 Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Percobaan 9Pulse Width Modulation(PWM). 72 Tabel 4.21 Hasil PengujianEnable1 &Enable2...……….. 74

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr, Wb. Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan Rahmat, hidayah, karunia, serta memberikan pertolongan dan perlindungan kepada kita semua, serta dengan mengucapkan shalawat dan salam tidak lupa penulis iringkan kepada nabi muhammmad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik yang berjudul:

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Tugas akhir ini merupakan suatu kewajiban bagi setiap mahasiswa Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) dengan tujuan untuk memenuhi persyaratan untuk memperoleh kelulusan pada program sarjana S1 jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM).

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan dan perancangan pada tugas akhir ini. Oleh karena itu besara harapan penulis untuk menerima saran dan kritik dari para pembaca. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) khususnya dan masyarakat pada umumnya.

Bandung, Agustus 2010

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN MENGGUNAKAN

METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat menempuh pendidikan Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh: Andrian Syah Putra

1.31.04.044

Bandung, Agustus 2010 Menyetujui,

Pembimbing Ketua Jurusan Teknik Elektro

Muhammad Aria. MT NIP:4127.70.04.008

Muhammad Aria. MT NIP:4127.70.04.008

LEMBAR PENGESAHAN

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN MENGGUNAKAN

METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat menempuh pendidikan Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh: Andrian Syah Putra

1.31.04.044

Bandung, Agustus 2010 Menyetujui,

Dosen Penguji 1 Dosen Penguji 2

Tri Rahajoeningroem. MT NIP:4127.70.04.015

Levy Olivia Nur. MT NIP:4127.70.04.014

vii

UCAPAN TERIMAKASIH

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dalam penyelesaian tugas akhir ini penulis sangat banyak mendapatkan bimbingan, dukungan, dan bantuan dari beberapa pihak. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini penuis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan kekuatan, rahmata, perlindungan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan dukungan dalam bentuk motivasi, doa, materil, kasih sayang dan semuanya yang tidak akan pernah terukur nilainya dengan apapun.

3. Orang terdekat T.Puji Sakti Lestari (Zee), yang telah sabar memberikan segala motivasi serta dukungan yang sangat besar untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Adik-adiku yang paling saya sayangi yang telah memberikan doa dan dukungan hingga saya tetap bersemangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak muhammad Aria, MT. selaku ketua jurusa Teknik Elektro sekaligus dosen pembimbing yang telah memberikan banyak ilmu, pengarahan, bimbingan, dan motivasi dalam pengerjan tugas akhir ini.

6. Semua dosen Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan banyak ilmu, terutama Ibu tri Rahajoeningroem, MT. dan Ibu Levy Olivia, MT.

7. Seluruh Dosen , Asisten dan Karyawan Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM).

8. Bapak Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M.Sc. selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia.

9. Bapak Prof. Dr. Ir. Ukun Sastra Prawira, M.Sc. selaku dosen Fakultas Teknik dan Ilmu komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM)

10. Semua teman-teman yang telah meberikan dukungan berupa motivasi sehingga membantu kelancaran penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir

ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Semoga Allah SWT dpat membalas semua amalan yang telah dilakukkan dan apabila penulis ada kesalahan mohon dimaafkan sebesar-besarnya.

Bandung, Agustus 2010

Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Percobaan 8 PID...……….. 70 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Percobaan 8Pulse Width Modulation(PWM). 71 Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Percobaan 9 PID...……….. 72 Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Percobaan 9Pulse Width Modulation(PWM). 72 Tabel 4.21 Hasil PengujianEnable1 &Enable2...……….. 74

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr, Wb. Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan Rahmat, hidayah, karunia, serta memberikan pertolongan dan perlindungan kepada kita semua, serta dengan mengucapkan shalawat dan salam tidak lupa penulis iringkan kepada nabi muhammmad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik yang berjudul:

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Tugas akhir ini merupakan suatu kewajiban bagi setiap mahasiswa Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) dengan tujuan untuk memenuhi persyaratan untuk memperoleh kelulusan pada program sarjana S1 jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM).

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan dan perancangan pada tugas akhir ini. Oleh karena itu besara harapan penulis untuk menerima saran dan kritik dari para pembaca. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) khususnya dan masyarakat pada umumnya.

Bandung, Agustus 2010

LEMBAR PENGESAHAN

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN MENGGUNAKAN

METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat menempuh pendidikan Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh: Andrian Syah Putra

1.31.04.044

Bandung, Agustus 2010 Menyetujui,

Pembimbing Ketua Jurusan Teknik Elektro

Muhammad Aria. MT NIP:4127.70.04.008

Muhammad Aria. MT NIP:4127.70.04.008

LEMBAR PENGESAHAN

LINE FOLLOWER ROBOT DENGAN MENGGUNAKAN

METODE PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE (PID)

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat menempuh pendidikan Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro

Disusun Oleh: Andrian Syah Putra

1.31.04.044

Bandung, Agustus 2010 Menyetujui,

Dosen Penguji 1 Dosen Penguji 2

Tri Rahajoeningroem. MT NIP:4127.70.04.015

Levy Olivia Nur. MT NIP:4127.70.04.014

UCAPAN TERIMAKASIH

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dalam penyelesaian tugas akhir ini penulis sangat banyak mendapatkan bimbingan, dukungan, dan bantuan dari beberapa pihak. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini penuis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan kekuatan, rahmata, perlindungan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan dukungan dalam bentuk motivasi, doa, materil, kasih sayang dan semuanya yang tidak akan pernah terukur nilainya dengan apapun.

3. Orang terdekat T.Puji Sakti Lestari (Zee), yang telah sabar memberikan segala motivasi serta dukungan yang sangat besar untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Adik-adiku yang paling saya sayangi yang telah memberikan doa dan dukungan hingga saya tetap bersemangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak muhammad Aria, MT. selaku ketua jurusa Teknik Elektro sekaligus dosen pembimbing yang telah memberikan banyak ilmu, pengarahan, bimbingan, dan motivasi dalam pengerjan tugas akhir ini.

6. Semua dosen Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan banyak ilmu, terutama Ibu tri Rahajoeningroem, MT. dan Ibu Levy Olivia, MT.

7. Seluruh Dosen , Asisten dan Karyawan Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM).

8. Bapak Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M.Sc. selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia.

9. Bapak Prof. Dr. Ir. Ukun Sastra Prawira, M.Sc. selaku dosen Fakultas Teknik dan Ilmu komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM)

10. Semua teman-teman yang telah meberikan dukungan berupa motivasi sehingga membantu kelancaran penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir

ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Semoga Allah SWT dpat membalas semua amalan yang telah dilakukkan dan apabila penulis ada kesalahan mohon dimaafkan sebesar-besarnya.

Bandung, Agustus 2010