37
ini juga disematkan sensor accelerometer H48C untuk melihat gaya gravitasi yang bekerja pada 3 sumbu sumbu X, sumbu Y, dan sumbu Z dengan ketelitian 0,1 g.
Sensor suhu digital DS1820 juga ditempatkan di dalam komparemen untuk meihat perubahan suhu di dalam kompartemen.
3.4 DESAIN KERJA
Perancangan instrumen ini dipadukan dalam tiga proses perancangan yaitu perancangan konstruksi mekanik, konstruksi elektronik, dan desain software
sehingga tahapan terakhir adalah integrasi dari ketiga proses perancangan tersebut. Beberapa tahapan dalam proses perancangan instrumen ini dapat
disusun dalam suatu diagram alir Gambar 31.
Gambar 31. Diagram alir perancangan mini ROV Persiapan
Perumusan Perancangan penelitian
Memenuhi persyaratan?
Perancangan mekanik, elektronik, dan software
MULAI
Tidak
Ya
Pembuatan model mekanik
Pembuatan model elektronik
Pembuatan model software
Uji coba Tidak berhasil
Berhasil
SELESAI
38
3.5 PEMBUATAN DESAIN
Desain dan rancangan ROV dibuat dengan menggunakan software desain
Google Sketch Up 7 Gambar 32. Pembuatan desain ini dimaksudkan untuk
memudahkan proses pembuatan konstruksi alat hingga tata letak komponen.
Gambar 32. Tampilan Google Sketch Up 7
3.6 RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS
Perangkat keras yang dibuat meliputi semua bagian yang menutupi komponen elektronika sehingga tidak terjadi kerusakan pada komponen tersebut.
Pembuatan perangkat keras disesuaikan dengan rancangan yang telah dibuat. Tahapan kerja yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1 Pembuatan kerangka,
2 Pembuatan kompartemen elektronik,
3 Pembuatan kompartemen kamera.
39
3.6.1 Pembuatan kerangka
Bentuk kerangka mini ROV ini dirancang dari ROV RJ 45 Gambar 33
yang pernah dibuat. Bentuk dasarnya tetap menggunakan bentuk mekanik RJ 45. Beberapa modifikasi dilakukan untuk menyempurnakan bentuk robot ini.
Penambahan ini dimaksudkan untuk mengatasi masalah yang terjadi pada penelitian sebelumnya sehingga tidak terulang kembali. Kerangka mini ROV
terbuat dari pipa besi 1 inci yang dilas. Kerangka diberi lem epoxy pada bagian persinggunggannya agar kedap air. Kerangka dicat agar tidak berkarat. Bagian
depan dari mini ROV dibuat lebih maju pada bagian bawah agar kamera terlindung dari benturan benda keras yang ada di depannya.
Gambar 33. Rangka RJ45 Rizki, 2008
3.6.2 Pembuatan kompartemen elektronik
Kompartemen elektronik
menggunakan pipa PVC 6 inci yang dapat
memuat adaptor 5 ampere, adaptor 2 ampere, adaptor 1 ampere, rangkaian mikrokontroler, sensor kompas digital,sensor suhu digital, sensor accelerometer,
dan modul driver motor. Kompartemen dibuat kedap air sehingga tidak terjadi kebocoran yang dapat menyebabkan kerusakan komponen elektronik.
Pengkedapan kompartemen menggunakan lem epoxy dan lem pvc. Pada bagian belakang kompartemen ditempatkan konektor. Konektor
terdiri dari konektor 8 pin yang berfungsi untuk pengiriman data dari
40
mikrokontroler dan pengiriman data video dari kamera 1 dan kamera 2, konektor kabel VAC voltage alternating current untuk menghubungkan sumber tegangan
ke mini ROV, konektor kabel VDC voltage direct current dan konektor kabel co axial yang disambungkan ke kamera bawah, konektor motor maju-mundur dan
konektor motor naik-turun. Konektor ini digunakan menghubungkan kabel yang ada dalam kompartemen dengan kabel yang dihubungkan dengan permukaan.
Konektor ini juga diberikan lem agar tidak terjadi kebocoran. Koneksi pada
konektor ditunjukkan pada Gambar 34.
Gambar 34. Koneksi konektor 8 pin
3.6.3 Pembuatan kompartemen kamera
Kompartemen kamera terpisah dengan kompartemen elektronik. Kompartemen kamera merupakan produk pabrikan yang sudah terpasang dengan
kamera. Hal yang perlu dilakukan adalah pengedapan kompartemen ini. Kabel sumber tegangan dan kabel co axial dihubungkan ke konektor yang ada pada
bagian belakang kompartemen elektronik.
3.7 RANCANG BANGUN RANGKAIAN ELEKTRONIK
Bagian kerja yang dilakukan dalam proses pembuatan rangkaian elektronik ialah :
Keterangan: 1.
Kabel Tx 2.
Kabel Rx 3.
Kabel Ground 4.
Kabel video 1 5.
Kabel video 1 6.
Kabel video 2 7.
Kabel video 2
1 2
3 4
5 6
7 8
41
1 Pembuatan skematik rangkaian, merupakan proses penyusunan rencana
sambungan komponen dalam bentuk gambar; 2
Penyolderan, dilakukan pada komponen pada PCB ataupun pada penyambungan antar komponen serta antar kabel.
Rangkaian elektronik yang dibuat sesuai dengan Gambar 30. Pembuatan
robot bawah air ini menggunakan mikrokontroler ATmega32A. Datasheet
mikrokontroler ini dapat dilihat pada Lampiran 3. Rangkaian sirkuit dasar
mikrokontroler ATmega32A menggunakan modul buatan Innovative Electronics
Lampiran 4. Modul sudah memiliki jalur inputoutput 32 pin, jalur komunikasi
serial RS232 dengan konektor RJ11, dan terdapat port untuk pemograman secara ISP. Modul ini memudahkan pengguna dalam menempatkan sambungan
komponen ke mikrokontroler.
Sensor CMPS10 yang digunakan merupakan modul Gambar 35 yang
diproduksi oleh Devantech Ltd. Modul ini memiliki 5 pin keluaran dimana pin 1 merupakan VCC dan pin 5 merupakan pin Ground. Pin yang dihubungkan ke
mikrontroler ATmega32A adalah pin 2 SCL dan pin 3 SDA. Pembacaan data CMPS10 dengan mikrokontroler ATmega32A menggunakan jenis komunikasi
I2C. Komunikasi I2C menggunakan 2 pin pada salah satu PORT Mikrokontroler ATmega32A. Port yang digunakan adalah PortA pin 6 dan pin 7. Pin 6 berfungsi
untuk jalur SDA dan pin 7 berfungsi untuk jalur SCL pada CMPS10. Pada penghubungan pin ini digunakan pull up resistor sebesar 4,7 K
Ω yang berfungsi untuk membuat keadaan logika pada jalur DATA tetap pada kondisi HIGH ketika
tidak ada sinyal dari ATmega32A. Informasi lebih lengkap dapat dilihat pada
Lampiran 5
.
42
Gambar 35. Modul kompas dan penghubungannya dengan pull up resistor
Sensor 3D Accelerometer yang digunakan adalah modul yang dibuat oleh Parallax Inc. Pin yang terhubung pada mikrokontroler ATmega32A adalah pin 1
CLK, pin 2 DIO, dan pin 5 CS. Pin 1 terhubung pada PORT B pin 0, pin 2
pada PORT B pin 1, pin 5 terhubung pada pin 2 Gambar 36. Lampiran 6
memberikan informasi jelas mengenai modul sensor accelerometer.
Gambar 36. Penghubungan pin H48c dengan pin mikrokontroler Sensor suhu yang digunakan adalah sensor suhu DS1820. Kaki DS1820
yang dihubungkan ke mikrokontroler adalah kaki Data DQ. Pada jalur mikrokontroler-DS1820 diberikan pull up resistor sebesar 4,7 k
Ω Gambar 37. Informasi lebih lengkap terdapat pada Lampiran 7.
Modul driver
motor yang digunakan terdiri dari EMS 2A Dual H-Bridge dan EMS 5A H-Brigde. Kedua modul merupakan produk Innovative Electronics.
Manual kedua produk dapat dilihat pada Lampiran 8 dan Lampiran 9.
EMS 2A Dual H-Bridge digunakan sebagai saklar otomatis bagi 2 buah motor bilge pump 500 GPH gallons per hour. Koneksi modul EMS 2A Dual H-
Bridge dapat dilihat pada Gambar 38.
PORTB.0 PORTB.1
PORTB.2
Pa adalah pin
PORTC.3 dihubungk
M2IN2 k terminal y
2A, pin V pada kabe
Gambar 37
Ga
ada Interface n 1 M1IN1
, pin 5 VC kan pada mi
ke PORTC. yang dihubu
V MOT terh el motor 1,
7. Penghubu
ambar 38. K
e Header 1 ke PORTC
C, dan pin ikrokontrole
1, dan pin 4 ungkan adal
hubung pad pin M1 OU
ungan D182
Koneksi EM
J3, Pin ya C.6, pin 2 M
n 6 GND. er ialah pin
4 EN2 ke ah pin MGN
da VCC ada UT2 terhubu
20 dengan p
S 2A Dual
ang dihubun M1IN2 ke
Pada Interf 1 M2IN1
PORTC.2. ND terhubu
aptor 2A, p ung pada ka
PO
in mikrokon
H-Bridge
ngkan pada m PORTC.7,
face Header ke PORTC
Pada Powe ung pada G
in M1 OUT abel motor
ORTB.1
ntroler
mikrokontr pin 4 EN1
r 2 J1, pin C.0, pin 2
er Con J2 Ground adap
T1 terhubun 1, pin M2
43
oler ke
yang
2, ptor
ng
44
OUT1 terhubung pada kabel motor 2, dan pin M2 OUT2 terhubung pada kabel motor 2. Motor yang dihubungkan pada modul ini bergerak sesuai dengan Tabel
4 dan Tabel 5. Tabel 4. Tabel kebenaran pergerakan motor 1
INPUT OUTPUT
FUNGSI M1EN M1IN1 M1IN2
M1OUT1 M1OUT2
H H L V
MOT MGND MOTOR
CW H L H
MGND V
MOT MOTOR CCW
H L L MGND
MGND BERHENTI
Keterangan: H
: Logika High 5 V L
: Logika Low 0 V CW
: clockwise CCW :
counter clockwise
Tabel 5. Tabel kebenaran pergerakan motor 2
INPUT OUTPUT
FUNGSI M2EN M2IN1 M2IN2
M2OUT1 M2OUT2
H H L V
MOT MGND MOTOR
CW H L H
MGND V
MOT MOTOR CCW
H L L MGND
MGND BERHENTI
Keterangan: H
: Logika High 5 V L
: Logika Low 0 V CW
: clockwise CCW :
counter clockwise
EMS 5A H-Bridge merupakan modul driver motor yang digunakan untuk menggerakkan 1 buah motor bilge pump 700 GPH. Driver ini sudah berupa
modul yang dibuat oleh Innovative Electronics. Koneksi modul EMS 5A H-
Bridge dapat dilihat pada Gambar 39.
EMS 5A H-Bridge dihubungkan pada mikrokontroler melalui Interface Header J2. Pada EMS 5A H-Bridge pertama, pin yang terhubung ke
mikrokontroler adalah pin 1 M1IN1 ke PORTB.4, pin 2M1IN2 PORTB.5, pin 7 dan 9 VCC, serta pin 8 dan 10 GND. EMS 5A H-Bridge yang kedua, pin
45
yang terhubung ke mikrokontroler adalah pin 1 M1IN1 ke PORTB.6, pin 2M1IN2 PORTB.7, pin 7 dan 9 VCC, serta pin 8 dan 10 GND. Pin 4 MEN
dihubungkan dengan pin VCC pada EMS 2A Dual H-Bridge.
Gambar 39. Koneksi modul EMS 5A H-Bridge Pada Power Con J1, terminal yang dihubungkan adalah pin MGND
terhubung pada Ground adaptor 5A, pin V MOTOR terhubung pada VCC adaptor 5A, pin MOUT1 terhubung pada kabel motor1 dan pin MOUT2
terhubung pada kabel motor1. Motor yang dihubungkan pada modul ini bergerak sesuai dengan Tabel 6.
Tabel 6. Tabel Kebenaran Pergerakan Motor
INPUT OUTPUT
FUNGSI MEN
MIN1 MIN2
MOUT1 MOUT2
H H L V
MOT MGND MOTOR
CW H L H
MGND V
MOT MOTOR CCW
H L L MGND
MGND BERHENTI
Keterangan: H
: Logika High 5 V L
: Logika Low 0 V CW
: clockwise CCW
: counter clockwise
46
3.8 RANCANG BANGUN PERANGKAT LUNAK