Prototipe Robot Pemadam Api Terkendali
PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ERIKSON R
060801052
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
NIM
Program Studi
Departemen
Fakultas
: PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
: SKRIPSI
: ERIKSON R
: 060801052
: SARJANA (S1) FISIKA
: FISIKA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di :
Medan, 30 April 2013
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP : 195510301980031003
Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP : 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 30 April 2013
ERIKSON R
060801052
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan cinta dan
limpah karuniaNya penyelesaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan waktu yang
telah ditetapkan.
Dalam penyelesaian tugas akhir serta penulisan laporannya, penulis
mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku
dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini. Ucapan terimakasih banyak juga
saya sampaikan kepada Dr. Susilawati S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing akademik
selama penulis mengikuti perkuliahan di Departemen Fisika FMIPA USU. Dan
kepada Bapak Dekan FMIPA USU dan Bapak/Ibu Dosen di Departemen Fisika
FMIPA USU serta Staf pegawai yang memberi saran, dukungan dan banyak motivasi
selama penyelesaian tugas akhir ini. Tidak lupa saya juga mengucapkan terimakasih
banyak kepada rekan–rekan seperjuangan Fahri Mahyuzar, Anderson Ginting, Indra
gunawan, M.Hakim Nasution, Rahmadani S.Si, S.Pd, Novianti Lasmaria Gaja S.Si,
Leo Thamrin Gultom S.Si serta seluruh abang dan adik stambuk saya di IMF dan
rekan-rekan penghuni sarmin91, Petrus Kuncoro, Rizal, Elyas, Rio, belps, Jepri, Eko,
Alex yang memberikan saya banyak masukan dan bantuan selama perkuliahan dan
penyelesaian tugas akhir ini.
Ucapan terimakasih saya yang sangat special kepada Ibunda (Alm) yang
sangat saya cintai N Br. Hasibuan dan Ayahanda tercinta St M.Rumahorbo S.Pd,
tanpa mereka saya tidak berarti apa-apa. Serta kakak, abang dan adik saya : Insersiana
Br Rumahorbo SE, Leroy Rumahorbo SP, Frider rumahorbo SS dan Roberto
Rumahorbo yang selalu memberikan bantuan dan dukungan serta selalu mendoakan
saya.
Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan dan penyusunan
tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
Salah satu bencana yang sangat sering terjadi dan tidak diinginkan adalah
kebakaran. Dalam menjalankan tugasnya, petugas pemadam kebakaran sering
dihadapkan pada situasi dan kondisi yang sangat beresiko terhadap keselamatan
petugas itu sendiri. Sebab dalam situasi tertentu petugas pemadam kebakaran harus
memasuki bagunan atau ruangan yang sedang terbakar untuk segera memadamkan api
agar tidak menjalar ke tempat lain. Untuk itu diperlukan sebuah robot pemadam api
yang dapat dikendalikan secara langsung dan dapat memberikan gambaran situasi
sekitar sehingga dapat membantu mengurangi resiko keselamatan petugas pemadam
kebakaran untuk memasuki ruangan yang akan dipadamkan. Prototipe robot pemadam
api ini terdiri dari dua sistem yang terpisah, yaitu sistem robot dan sistem kendali.
Agar robot dapat dikendalikan secara jarak jauh digunakan komunikasi wireless.
Kamera diletakkan pada sistem robot agar pengendali dapat mengetahui medan yang
sedang dilalui oleh robot. Data visual yang ditangkap oleh kamera akan dikirim ke
receiver kamera yang terdapat pada sistem kendali dan hasilnya ditampilkan pada
monitor. Pada sistem kendali terdapat sebuah PC (Personal Computer) sebagai otak
dari keseluruhan sistem. Agar dapat mengirim data secara jarak jauh pada sistem ini
dilengkapi dengan transmitter. Input data pengendalian robot dilakukan dengan cara
mengklik command-command yang terdapat pada layout program dengan
menggunakan mouse.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
FIRE EXTINGUISHER ROBOT PROTOTYPE IS CONDUCTED
One of the most common disaster that often happen and mostly unwanted is
fire . Most firefighters duties, they often face situations and conditions that could risk
their own lives .In certain cases, the firefighters had to enter buildings and houses in
order to extinguish the fire to prevent it from spreading more. For that matter, it would
require a robotical system that could extinguish fire and it could be controlled
intentionally and could observe the situation around it, therefore it would help to
minimize the risk and would increase the safety of a firefighter.
This prototype robot consist of two separate system, that is; the robotical
system itself and a remotable system. To maneuver the robot to a long distance radius,
it would require a wireless communication. A camera is mounted on the remotable
system so that it could observe the field and surroundings of the event that is occuring.
A visual data of the surroundings is obtained by the camera and it is sent to the
receiver and the result is visualized on the monitor. In a remotable system, there is a
personal computer (PC) as the base to the rest of the system. To be able to send datas
at a long distance radius, the system is equipped with transmitter. To control the input
data to the remotable system, it would require the user to click the commands that is
given in the programmable layout by using a mouse.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Batasan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perangkat Keras
2.1.1 Mikrokontroler AT89S51
2.1.2 Konstruksi AT 89S51
2.1.3 SFR (Register Fungsi Khusus) Pada Keluarga 51
2.1.4 Gambar IC Mikrokontroler AT89S51
2.2 Perangkat Lunak
2.2.1 Instruksi – Instruksi AT89S51
2.3 Motor DC
2.4 Relay
2.5 Port Paralel PC
2.6 Register-Register Perangkat Lunak
2.7 Bahasa Pemograman Visual Basic
2.7.1 Memulai Visual Basic
2.7.2 Tampilan Awal Visual Basic
2.8 Close Circuit Television
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Blok Diagram Sistem
3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
3.3 Rangkaian Relay
3.4 Perancangan Rangkaian Antar muka Paralel Port
3.5 Kamera Wireless
3.6 Radio Frekuensi Transmitter dan Receiver
5
5
6
7
10
12
12
15
16
17
20
22
22
23
24
25
26
27
28
29
31
Universitas Sumatera Utara
3.7 Perancangan Flow Chart (Diagram Alir Program)
3.8 Perancangan Program
3.8.1 Perancangan Layout Program
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA PROGRAM
32
33
38
4.1 Pengujian Program
39
4.2 Pengujian Rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51
41
4.3 Pengujian Rangkaian Relay
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
46
5.2 Saran
46
DAFTAR PUSTAKA
47
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Peta Register Fungsi Khusus-SFR
Fungsi Pin pada Port 3
Fungsi-Fungsi PIN Port Paralel
Alamat Pada Port-Port Paralel
Register Perangkat Lunak Pada Port Paralel
Keterangan Tabulasi
Halaman
8
11
18
20
21
23
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
IC Mikrokontroler AT89S51
Simbol Relay dan Rangkaian Driver
Port Parlel DB 25
Port Parlel Centronix
Bit Status
Tampilan Awal Visual Basic
Tampilan Dasar MS-Visual Basic
Blok Diagram
Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Rangkaian Relay
Rangkaian Antar Muka Paralel Port
Kamera Wireless
Receiver Kamera Wireless
TV Tuner
Flowchart pada PC
Flowchart pada Robot
Layout Program
Halaman
10
17
18
18
22
23
23
25
26
27
29
29
30
31
32
33
38
Universitas Sumatera Utara
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ERIKSON R
060801052
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
NIM
Program Studi
Departemen
Fakultas
: PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
: SKRIPSI
: ERIKSON R
: 060801052
: SARJANA (S1) FISIKA
: FISIKA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di :
Medan, 30 April 2013
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP : 195510301980031003
Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP : 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 30 April 2013
ERIKSON R
060801052
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan cinta dan
limpah karuniaNya penyelesaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan waktu yang
telah ditetapkan.
Dalam penyelesaian tugas akhir serta penulisan laporannya, penulis
mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku
dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini. Ucapan terimakasih banyak juga
saya sampaikan kepada Dr. Susilawati S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing akademik
selama penulis mengikuti perkuliahan di Departemen Fisika FMIPA USU. Dan
kepada Bapak Dekan FMIPA USU dan Bapak/Ibu Dosen di Departemen Fisika
FMIPA USU serta Staf pegawai yang memberi saran, dukungan dan banyak motivasi
selama penyelesaian tugas akhir ini. Tidak lupa saya juga mengucapkan terimakasih
banyak kepada rekan–rekan seperjuangan Fahri Mahyuzar, Anderson Ginting, Indra
gunawan, M.Hakim Nasution, Rahmadani S.Si, S.Pd, Novianti Lasmaria Gaja S.Si,
Leo Thamrin Gultom S.Si serta seluruh abang dan adik stambuk saya di IMF dan
rekan-rekan penghuni sarmin91, Petrus Kuncoro, Rizal, Elyas, Rio, belps, Jepri, Eko,
Alex yang memberikan saya banyak masukan dan bantuan selama perkuliahan dan
penyelesaian tugas akhir ini.
Ucapan terimakasih saya yang sangat special kepada Ibunda (Alm) yang
sangat saya cintai N Br. Hasibuan dan Ayahanda tercinta St M.Rumahorbo S.Pd,
tanpa mereka saya tidak berarti apa-apa. Serta kakak, abang dan adik saya : Insersiana
Br Rumahorbo SE, Leroy Rumahorbo SP, Frider rumahorbo SS dan Roberto
Rumahorbo yang selalu memberikan bantuan dan dukungan serta selalu mendoakan
saya.
Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan dan penyusunan
tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PROTOTIPE ROBOT PEMADAM API TERKENDALI
Salah satu bencana yang sangat sering terjadi dan tidak diinginkan adalah
kebakaran. Dalam menjalankan tugasnya, petugas pemadam kebakaran sering
dihadapkan pada situasi dan kondisi yang sangat beresiko terhadap keselamatan
petugas itu sendiri. Sebab dalam situasi tertentu petugas pemadam kebakaran harus
memasuki bagunan atau ruangan yang sedang terbakar untuk segera memadamkan api
agar tidak menjalar ke tempat lain. Untuk itu diperlukan sebuah robot pemadam api
yang dapat dikendalikan secara langsung dan dapat memberikan gambaran situasi
sekitar sehingga dapat membantu mengurangi resiko keselamatan petugas pemadam
kebakaran untuk memasuki ruangan yang akan dipadamkan. Prototipe robot pemadam
api ini terdiri dari dua sistem yang terpisah, yaitu sistem robot dan sistem kendali.
Agar robot dapat dikendalikan secara jarak jauh digunakan komunikasi wireless.
Kamera diletakkan pada sistem robot agar pengendali dapat mengetahui medan yang
sedang dilalui oleh robot. Data visual yang ditangkap oleh kamera akan dikirim ke
receiver kamera yang terdapat pada sistem kendali dan hasilnya ditampilkan pada
monitor. Pada sistem kendali terdapat sebuah PC (Personal Computer) sebagai otak
dari keseluruhan sistem. Agar dapat mengirim data secara jarak jauh pada sistem ini
dilengkapi dengan transmitter. Input data pengendalian robot dilakukan dengan cara
mengklik command-command yang terdapat pada layout program dengan
menggunakan mouse.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
FIRE EXTINGUISHER ROBOT PROTOTYPE IS CONDUCTED
One of the most common disaster that often happen and mostly unwanted is
fire . Most firefighters duties, they often face situations and conditions that could risk
their own lives .In certain cases, the firefighters had to enter buildings and houses in
order to extinguish the fire to prevent it from spreading more. For that matter, it would
require a robotical system that could extinguish fire and it could be controlled
intentionally and could observe the situation around it, therefore it would help to
minimize the risk and would increase the safety of a firefighter.
This prototype robot consist of two separate system, that is; the robotical
system itself and a remotable system. To maneuver the robot to a long distance radius,
it would require a wireless communication. A camera is mounted on the remotable
system so that it could observe the field and surroundings of the event that is occuring.
A visual data of the surroundings is obtained by the camera and it is sent to the
receiver and the result is visualized on the monitor. In a remotable system, there is a
personal computer (PC) as the base to the rest of the system. To be able to send datas
at a long distance radius, the system is equipped with transmitter. To control the input
data to the remotable system, it would require the user to click the commands that is
given in the programmable layout by using a mouse.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Batasan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perangkat Keras
2.1.1 Mikrokontroler AT89S51
2.1.2 Konstruksi AT 89S51
2.1.3 SFR (Register Fungsi Khusus) Pada Keluarga 51
2.1.4 Gambar IC Mikrokontroler AT89S51
2.2 Perangkat Lunak
2.2.1 Instruksi – Instruksi AT89S51
2.3 Motor DC
2.4 Relay
2.5 Port Paralel PC
2.6 Register-Register Perangkat Lunak
2.7 Bahasa Pemograman Visual Basic
2.7.1 Memulai Visual Basic
2.7.2 Tampilan Awal Visual Basic
2.8 Close Circuit Television
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Blok Diagram Sistem
3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
3.3 Rangkaian Relay
3.4 Perancangan Rangkaian Antar muka Paralel Port
3.5 Kamera Wireless
3.6 Radio Frekuensi Transmitter dan Receiver
5
5
6
7
10
12
12
15
16
17
20
22
22
23
24
25
26
27
28
29
31
Universitas Sumatera Utara
3.7 Perancangan Flow Chart (Diagram Alir Program)
3.8 Perancangan Program
3.8.1 Perancangan Layout Program
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA PROGRAM
32
33
38
4.1 Pengujian Program
39
4.2 Pengujian Rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51
41
4.3 Pengujian Rangkaian Relay
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
46
5.2 Saran
46
DAFTAR PUSTAKA
47
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 2.6
Peta Register Fungsi Khusus-SFR
Fungsi Pin pada Port 3
Fungsi-Fungsi PIN Port Paralel
Alamat Pada Port-Port Paralel
Register Perangkat Lunak Pada Port Paralel
Keterangan Tabulasi
Halaman
8
11
18
20
21
23
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
IC Mikrokontroler AT89S51
Simbol Relay dan Rangkaian Driver
Port Parlel DB 25
Port Parlel Centronix
Bit Status
Tampilan Awal Visual Basic
Tampilan Dasar MS-Visual Basic
Blok Diagram
Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Rangkaian Relay
Rangkaian Antar Muka Paralel Port
Kamera Wireless
Receiver Kamera Wireless
TV Tuner
Flowchart pada PC
Flowchart pada Robot
Layout Program
Halaman
10
17
18
18
22
23
23
25
26
27
29
29
30
31
32
33
38
Universitas Sumatera Utara