Autonomous Robot Pembuang Sampah Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega 8

AUTONOMOUS ROBOT PEMBUANG SAMPAH OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8

SKRIPSI

ANDRIO SAKTI SEBAYANG
111401121

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

i

AUTONOMOUS ROBOT PEMBUANG SAMPAH OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8
SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Komputer

ANDRIO SAKTI SEBAYANG
111401121

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Fakultas

: AUTONOMOUS ROBOT PEMBUANG SAMPAH
OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA 8
: SKRIPSI
: ANDRIO SAKTI SEBAYANG
: 111401121
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI (FASILKOM-TI)
Diluluskan di
Medan, Oktober 2016

Komisi Pembimbing


:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Seniman,S.KOM.,M.KOM
NIP.198705252014041001

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991021001

Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991021001

Universitas Sumatera Utara


ii

PERNYATAAN

AUTONOMOUS ROBOT PEMBUANG SAMPAH OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Oktober 2016

Andrio Sakti Sebayang
111401121

Universitas Sumatera Utara


iii

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas
Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Sumatera Utara.
Selama pengerjaan skripsi dengan judul, Autonomous Robot Pembuang Sampah
Berbasis Mikrokontroler ATMega8, penulis menyadari bahwa banyak pihak yang
turut membantu, baik dari pihak keluarga, sahabat dan orang-orang terkasih yang
memotivasi dalam pengerjaannya. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Runtung Sitepu, SH, M. HUM selaku Rektor Universitas Sumatra
Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing I.

4. Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. MSc sebagai Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara.
5. Bapak Seniman,S.Kom, M.Kom selaku dosen pembimbing II yang telah
memberikan arahan dan motivasi kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.
6. Bapak Syahril Efendi S.Si,M.IT dan Bapak Drs.Marihat Situmorang M.Kom
sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik kepada penulis
dalam penyempurnaan skripsi ini.
7. Seluruh Dosen serta staf Pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
8. Bapak saya Bakat Sebayang, Ibu saya Elvina br Sembiring, Adik saya Indri
Elisabet Sebayang dan Yuni Edita Ginting yang selalu memberikan Doa,
dukungan dan bantuan yang ternilai harganya kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini

Universitas Sumatera Utara

iv

9. Teman-teman kuliah saya angkatan 2011 khususnya , Cholik, Fernandes,

Jonatan, Samuel, Henry, Stephen, Farid, Ridho, Edi, Deka, Joshua, Johan,
Mey, Simon yang telah memberi inspirasi dan semangat kepada penulis.
10. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan berkat dan karunia kepada semua
pihak yang telah memberikan inspirasi, bantuan, perhatian, serta dukungan kepada
penulis dalam menyelesaikan pengerjaan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan dan jauh
dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
bersifat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat
bagi kita semuanya..

Medan, Oktober 2016

penulis

Universitas Sumatera Utara

v


ABSTRAK

Robot adalah suatu hasil kreatifitas manusia yang dirancang untuk menggantikan
beberapa tugas yang dinilai tidak harus dilakukan oleh manusia misalnya untuk tugastugas berbahaya, tugas rutin yang berulang-ulang dan sebagainya.
Pada kesempatan ini telah dirancang sebuah robot yang berfungsi untuk melayani
proses pembuangan sampah. Robot bekerja berdasarkan kontrol otomatis yang
dilakukan oleh sebuah kontroler AVR yaitu ATMega 8. Robot dilengkapi dengan
akses suara untuk memberikan feedback jika seorang telah membuang sampah pada
tempatnya. Robot akan otomatis bergerak ke lokasi pembuangan sampah jika tempat
sampahnya telah penuh kemudian kembali ke posisi semula. Gerak robot dipandu oleh
beberapa sensor ultrasonik dan perhitungan putaran roda. Penggerak robot adalah
sepasang motor DC yang bekerja secara diferensial.
Hasilnya, setelah melalui beberapa tahap perancangan dan pengujian robot berhasil
dibuat dan bekerja sesuai dengan fungsinya.Yaitu sebuah robot yang dapat berbicara
mengucapkan terimakasih dan memiliki kemampuan untuk membuang sampah pada
lokasi penumpukan sampah.

Kata kunci: Robot Pembuang Sampah, Kontroler ATMega8, Sensor Ultrasonik,
dan Akses Suara.


Universitas Sumatera Utara

vi

AUTONOMOUS ROBOT AUTOMATIC GARBAGE DISPOSAL
MICROCONTROLLER BASED ATMEGA8

ABSTRACT

Robot is a result of human creativity that is designed to replace some of the task that
must not to be done by humans, for example, the dangerous task, routine task which
are repetitive and etc.
On this occasion has designed a robot that has function to serve the trash disposal
process. The robot works on the automatic control performed by a controller AVR is
ATMega 8. The robot is equipped with voice access to provide feedback if a person
has been disposing of trash in place. The robot will automatically move to localized
landifills if the trash was full and the returned to its original position. Motion of robot
guided by several ultrasonic sensors and the calculation of wheel rotation. The moving
of robot is a pair of DC motor that work in differential.
As a result, after passing through several stages of design and testing of robot

successfully created and works based on the function. Which is a robot can speak and
say thank you and has ability to dispose the trash at the location of hoarding garbage.

Key Words : Disposal Robot Garbage, ATMega8 Controller, Ultrasonic Sensor
and Voice Access.

Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel

Daftar Gambar
Bab 1

Bab 2

ii
iii
iv
vi
vii
viii
xi
xii

Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metode Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan

1
2
2
2
3
3
4

Tinjauan Pustaka
2.1 Robotika
2.1.1 Sejarah Robot
2.1.2 Karakteristik Robot
2.1.3 Tipe Robot
2.2 Algoritma Fuzzy
2.2.1 Logika Fuzzy
2.3 Perangkat Keras
2.3.1 Mikrokontroler
2.3.2 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8
2.3.3 Fitur ATMega8
2.3.4 Konfigurasi Mikrokontroler ATMega8
2.3.5 Deskripsi Pin-Pin Pada Mikrokontroler ATMega8
2.4 Sensor
2.4.1 Sensor Inframerah
2.4.2 Sensor Ultrasonik
2.5 Aktuator
2.5.1 Motor DC
2..5.2 Motor Servo

Bab 3 Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Sistem
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan Sistem
3.1.2.1 Analisis Fungsional Sistem

6
6
7
7
8
8
9
9
11
11
11
12
15
15
16
16
16
18

23
23
24
24

Universitas Sumatera Utara

viii

3.1.2.2 Analisis Non-Fungsional Sistem
3.1.3 Pemodelan Sistem
3.1.3.1 Use Case Diagram
3.1.3.2 Activity Diagram
3.1.3.3 Sequence Diagram
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Komponen yang Digunakan Robot
3.2.2 Perancangan Konstruksi Robot Pembuang Sampah Otomatis
3.2.3 Perancangan Kerangka Robot
3.2.4 Perancangan Aktuator Robot
3.2.5 Perancangan Lengan Robot
3.2.6 Perancangan Sirkuit Elektronik
3.2.6.1 Perancangan Rangkaian Sumber Tegangan
3.2.6.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega8
3.2.6.3 Perancangan Driver Motor DC
3.2.7 Perancangan Program Mikrokontroler
3.2.8 Perancangan Flowchart Sistem
3.2.9 Perancangan Diagram

Bab 4

Bab 5

25
25
25
26
28
29
29
31
31
32
33
34
34
35
37
38
39
40

Implementasi Dan Pengujian Sistem
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Implementasi Konstruksi Utama
4.1.2 Implementasi Konstruksi Aktuator
4.1.3 Implementasi Rangkaian Sirkuit Elektronik
4.1.4 Implementasi Mikrokontroller (main board)
4.1.5 Implementasi Driver Motor DC
4.2 Implementasi Perangkat Lunak
4.2.1 Implementasi Modul Program Mikrokontroler
4.2.2.1 Rutin Program untuk Motor Stepper

41
41
43
44
44
45
49
49
52

4.3 Pengujian Sistem
4.3.1 Pengujian Aktuator Robot
4.3.2 Pengujian Sensor Ultrasonik
4.3.3 Pengujian Sensor Proximity
4.3.4 Pengujian Pergerakan Robot
4.3.5 Pengujian Pergerakan Robot Jalan Lurus
4.3.6 Pengujian Pergeraakan Robot Belok Kanan
4.3.7 Pengujian Pergerakan Robot Belok Kiri
4.3.8 Pengujian Pergerakan Robot Penuangan Sampah

51
51
51
51
52
52
53
53
54

Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

55
55

Daftar Pustaka

57

LAMPIRAN A: Listing Program Mikrokontroller

A-1

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Dokumentasi Naratif Uses Case Sistem

26

Tabel 3.2 Tabel Peralatan Yang Digunakan

29

Tabel 3.3 Tabel Rincian Komponen Fisik

30

Tabel 3.4 Tabel Rincian Komponen Elektronik

30

Tabel 3.5 Rincian Komponen Pada Board

36

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR LAMPIRAN

Hal.
A. Lampiran A

A-1

B. Curriculum Vitae

B-1

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8

10

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8

12

Gambar 2.3 HC-SR04 Sinyal Kontrol

16

Gambar 2.4 Prinsip Gaya Lorenz

17

Gambar 2.5 Arah Perputaran Motor DC

18

Gambar 2.6 Model Fisik dan Pin-Pin Motor Servo

19

Gambar 2.7 Mode Pensinyalan Motor Servo

20

Gambar 2.8 Contoh Posisi dan Waktu Pemberian Pulsa

20

Gambar 3.1 Ishikawa Diagram Pada Robot Pembung Sampah Otomatis

24

Gambar 3.2 Use case diagram Prototipe Robot Pembuang Sampah Otomatis

26

Gambar 3.3 Activity Diagram prototipe Robot Pembuang Sampah Otomatis

27

Gambar 3.4 Sequence Diagram Prototipe Robot Pembuang Sampah dengan

28

Algoritma Fuzzy
Gambar 3.5 Rancangan Kerangka Robot

32

Gambar 3.6 Rancangan Aktuator Robot

33

Gambar 3.7 Rancangan Tong Sampah Robot

34

Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian regulator IC ANT805

35

Gambar 3.9 Bentuk sinyal clock

36

Gambar 3.10 Perancangan Mikrokontroler ATMega8

37

Gambar 3.11 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC IC L293D

38

Gambar 3.12 Flowchart Robot Logika Fuzzy

39

Gambar 3.13 Diagram Block Robot Pembuang Sampah Otomatis

40

Gambar 4.1 Implementasi kerangka robot Pembuang Sampah Otomatis

42

Gambar 4.2 Implementasi aktuator robot Pembuang Sampah Otomatis

43

Gambar 4.3 Implemenasi Rangkaian Sirkuit Elektronik

44

Gambar 4.4 Implementasi Rangkaian Mikrokontroler pada PCB

45

Gambar 4.5 Implementasi Driver Motor Menggunakan PCB

45

Gambar 4.6 Proses penyablonan Layout pada PCB

46

Universitas Sumatera Utara

xii

Gambar 4.7 Pelarutan PCB

47

Gambar 4.8 Proses pengeboran pada PCB

47

Gambar 4.9 Proses Pemasangan komponen pada PCB

48

Gambar 4.10 Uji komponen pada PCB

48

Gambar 4.11 Proses Pembuatan Program Mikrokontroler

49

Gambar 4.12 Pengujian Pergerakan Robot Jalan Lurus

52

Gambar 4.13 Pengujian Pergerakan Robot Belok Kanan

53

Gambar 4.14 Pengujian Pergerakan Robot Belok Kiri

54

Gambar 4.15 Pengujian Pergerakan Robot Penuangan Sampah

54

Universitas Sumatera Utara