Rancang bangun prototype mobil otomatis yang dapat membedakan warna menggunakan konsep robot line follower.

SKRIPSI

Disusun Oleh :

Mas Ngabei Erawan Zuhri Moekti ( 0534010023 )

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

Penyusun : MAS NGABEI ERAWAN ZUHRI MOEKTI

Abstraksi

Prototype mobil automatis merupakan prototype mobil yang menggunakan

konsep robot line follower, dimana prototype mobil ini dapat bergerak secara otomatis di dalam rute yang sudah disediakan. Dengan menggunakan microcntroller ATMega8535 prototype mobil otomatis ini mempunyai fungsi lebih yaitu dapat membedakan warna rambu-rambu lalu lintas yang terletak di dasar rute.

Prototype mobil otomatis ini menggunakan dua logika sensor yang saling

berhubungan. Dua logika sensor tersebut adalah logika sensor proximity yang digunakan sebagai sensor garis dan logika sensor warna yang menggunakan fasilitas ADC microcontroller ATMega8535. Sensor ini memanfaatkan rangkaian elektronika LED dan Photodioda, dimana Photodioda adalah sebuah receiver cahaya yang dapat mengkonversikan cahaya menjadi tegangan, dan tegangan yang didapat yang akan dijadikan indikasi untuk membaca warna dan membedakan warna rambu-rambu lalu lintas yang ada.

Pembuatan prototype ini diharapkan dapat menjadi landasan teori untuk pengembangan selanjutnya berkaitan dengan otomatisasi sebuah kendaraan dengan menggunakan microcontroller dan sensor-sensor yang ada.

1. 1.Latar Belakang

Saat ini ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang dengan sangat pesat, perkembangan tersebut memberi banyak kemudahan bagi manusia dalam memenuhi kebutuhannya. Kemajuan teknologi menuntut segala sesuatu dikerjakan secara otomatis, cepat, akurat dan efisien. Salah satu kemajuan di bidang teknologi tersebut adalah diciptakannya microcontroller.

Microcontroller adalah salah satu terobosan teknologi microprosesor dan microcomputer yang memiliki RAM dan I/O pendukung sehingga ukuran board microcontroller sangat ringkas tetapi memiliki fasilitas yang lengkap. Keuntungan microcontroller dari segi ukuran dan biaya membuat penulis termotivasi untuk

mengaplikasikannya pada sebuah kendaraan yang dalam hal ini adalah mobil untuk dapat membantu sebuah mobil melaju secara otomatis menuju tempat tujuan yang diinginkan pengemudi.

Agar sebuah mobil dapat melaju secara otomatis maka dibutuhkan ketepatan pengenalan jalur mana yang akan diambil, juga fasilitas – fasilitas lain yang harus dimiliki sebuah mobil agar aman untuk digunakan, salah satu fasilitas tersebut adalah sebuah mobil harus secara otomatis dapat membaca rambu-rambu lalu lintas. Karena alasan-alasan di atas maka penulis mencoba membuat simulasi mobil automatis dengan menerapkan teknologi robot line follower yang dapat membaca jalur secara tepat dan menambahkan sensor warna untuk dapat mengenali warna-warna pada rambu-rambu lalu lintas.

Perumusan masalah dalam Laporan Akhir ini adalah :

a. _{Bagaimana membuat simulasi sebuah mobil yang dapat berjalan} dengan tepat di jalur yang telah disediakan.

b. _{Bagaimana membuat simulasi sebuah mobil dapat mengenali} rambu-rambu lalu lintas dan melakukan action yang tepat sesuai warna yang dikenali.

1. 3.Batasan Masalah

Agar nantinya di dalam pembahasan Laporan Akhir ini tidak keluar dari pokok permasalahan, maka ruang lingkup permasalahannya akan dibatasi pada:

a. _{Mobil yang dibuat hanya untuk mengenali jalur dan warna rambu lalu} lintas (merah, kuning dan hijau) yang dibuat oleh penulis.

b. _{Mobil yang dibuat hanya dapat membedakan warna rambu lalu lintas} yang ditempatkan didasar lintasan.

c. Bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah bahasa C.

1. 4.Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan simulasi kendaraan ini adalah :

a. Untuk mengetahui apakah dimungkinkan pembuatan mobil automatis yang dapat melaju menuju tempat tujuan dengan tetap berada di jalur yang tepat.

mengenali perbedaan warna rambu-rambu lalu lintas dan dapat melakukan action yang tepat

1. 5.Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diambil dari pembuatan simulasi ini, adalah : a. _{Memberikan informasi mengenai penggunaan microcontroller dalam}

pengaturan otomatis sebuah kendaraan.

b. _{Menjadi landasan teori untuk penelitian selanjutnya yang} bersangkutan dengan microcontroller.

1. 6.Metodologi Penelitian

Beberapa metode penelitian yang digunakan oleh penulis dalam melakukan tugas akhir ini, antara lain:

a. Studi literatur

Mempelajari dasar-dasar pemrograman microprocessor yang menggunakan bahasa C sebagai dasar pemrograman. Mempelajari berbagai logika sensor yang akan digunakan dalam pembuatan simulasi.

b. Desain Sistem

Membuat desain sistem simulasi mobil automatis, desain mekanik mobil, desain jalur, dan logika berpikir dalam pembuatan program.

c. _{Pembuatan robot, jalur dan progam pada ATMega8535}

Setelah dilakukan desain yang sekiranya sesuai maka desain tersebut akan diwujudkan dalam hal yang lebih nyata yaitu dalam pembuatan robot berbentuk mobil, jalur dan program pada ATMega8535.

d. Pengujian

Tahap pengujian meliputi apakah robot yang dibuat sudah sesuai dengan rancangan desain yang telah dibuat sebelumnya, lalu mengecek kinerja robot tersebut apakah sudah mampu mengikuti jalur yang dibuat, mampu mengurangi atau menambah kecepatan juga mampu mengenali perbedaan warna dan melakukan action yang tepat.

2. 1._{Tinjauan Tentang Robot}

Istilah robot diperkenalkan oleh seorang penulis bernama Karel Capek yang menggunakan istilah robot yang berarti boneka / pekerja yang bisa bekerja secara mandiri, pada kisah yang ditulisnya di tahun 1921. [3]

Sementara itu, cikal bakal teknologi robot sudah dikembangkan sejak abad 18, seperti Jacques de Vaucanson di tahun 1738, yang membuat bebek mekanik yang dapat memakan dan mencincang biiji bijian, membuka dan menutup sayapnya. Tahun 1796, Tanaka Hisashige di Jepang berhasil membuat mainan mekanik yang dapat menghidangkan teh dan menulis huruf kanji. Tahun1926, Nikola Tesla membuat perahu bot yang dapat dikontrol dengan radio. Tahun 1948, William Grey Walter membuat robot elektronik otomatis pertama dimana robot ini dapat me-respons cahaya dan dapat melakukan kontak dengan objek dari luar. Tahun 1954, saat dimulainya zaman digital, sebuah robot digital yang dapat deprogram ditemukan oleh George Devol.

Selain Karel Capek yang menggunakan istilah robot sebagai boneka / pekerja, ada juga Webster’s Dictionary yang mendefinisikan robot sebagai perangkat otomatis yang membantu fungsi-fungsi menyerupai manusia. Sistem kelas dalam robot mengelompokkan Autonomous Mobile Robot (AMR) sebagai salah satu tahapan paling penting dalam tahap evolusi intelegensi dan struktur

robot. Robot diberi kemampuan khusus untuk berpindah tempat atau bergerak dengan alat gerak konvensional seperti kaki atau roda.

Kata “autonomi” dapat diartikan sebagai kemampuan diri untuk mengambil tindakan pada perubahan situasi atau kemampuan untuk mengambil keputusan tanpa campur tangan manusia. Kemampuan autonomi robot pada dasarnya dikendalikan oleh operator, meskipun pada beberapa operasi lain dapat direncanakan, dikontrol dan dikerjakan tanpa campur tangan manusia itu sendiri.

Menurut klasifikasinya robot dapat dibagi menjadi 4, yaitu : 1. Robot Non Mobile

Robot Non Mobile merupakan type robot yang tidak dapat bergerak, kebanyakan robot jenis ini digunakan di dalam industri.

2. Robot Mobile

Robot ini memiliki fungsi untuk dapat bergerak atau berpindah tempat, pada awal perkembangannya robot mobile menggunakan roda untuk dapat berpindah tempat, namun saat ini telah muncul berbagai teknologi yang dapat mendukung robot mobile untuk berpindah tempat, salah satunya adalah hexapod, memiliki kaki seperti laba – laba yang dapat bergerak lebih flexible. Berikut ini beberapa contoh robot mobile:

3. Humanoid, Animaloid, extra ordinary

Robot jenis ini sangat banyak digunakan saat ini karena memiliki fungsi yang menyerupai manusia / hewan sehingga sangat bermanfaat untuk menyelesaikan pekerjaan manusia yang mengharuskan tingkat keakuratan tinggi.

Secara garis besar robot jenis ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Humanoid

Robot yang memiliki bentuk fisik menyerupai manusia. b. Android

Robot yang menyerupai laki – laki baik sifat, perasaan juga anggota tubuh. c. Cyborg

Robot yang tidak menyerupai manusia tetapi memiliki fungsi seperti manusia. d. Gynoid

Berasal dari kata gyne, yang berarti wanita. Robot ini sama seperti Android, hanya saja Gynoid berjenis kelamin wanita

e. A.I

Robot yang mempunyai kecerdasan dan fungsi seperti manusia / hewan f. Disabled Robotic

Robot yang diciptakan untuk membantu orang yang kekurangan secara fisik. g. Domotics

Robot yang digunakan dalam industry, dimana pengoperasiannya masih harus menggunakan inputan dari computer.

Transformasi Koordinat P ke Ѳ

G(s) H(s)

Transformasi Koordinasi Ѳ ke P Kinematik invers

(inverse kinematics)

Kinematik maju Ruang Cartesian / 3D

Ruang sendi / sudut

P(x,y,z ep U Ѳ ₍Ѳ1, Ѳ2, … Ѳn

Berikut ini contoh robot humanoid :

Gambar 2.2 Robot Humanoid

2. 1. 1.Teori Kinematika Pergerakan Robot

Terdapat dua metode analisa untuk menganalisis pergerakan robot, yaitu analisa kinematika dan analisa dinamik. Pada bab ini penulis hanya akan membahas mengenai analisa kinematika.

Analisa kinematika adalah analisa yang berkaitan dengan pergerakan robot tanpa memandang efek inersia/kelembaman yang terjadi ketika robot bergerak.

A. Konsep Kinematika

Konsep kinematik didasarkan pada diagram system control robotik yang dijelaskan pada Gambar 2.3

Pada gambar 2.3 di atas, output ( ) yang diukur dari gerakan robot adalah dalam domain sudut dari sendi – sendi, baik sendi pada system tangan/kaki ataupun sudut dari perputaran roda jika robot adalah robot mobile. Sedang yang diperlukan oleh user adalah posis (titik tertentu pada bagian robot) yang dinyatakan sebagai koordinat 2D ataupun 3D (Ruang Cartesian). Dengan demikian diperlukan transformasi koordinat antara ruang kerja Cartesian dengan ruang sendi / sudut. Kombinasi antara transformasi koordinat P ke dengan

controller G(s) disebut sebagai controller kinematik. Inputnya berupa sinyal P,ep

dan outputnya berupa sinyal kemudi U. Dalam konteks praktis, sinyal U ini adalah sinyal – sinyal analog dari DAC untuk seluruh aktuator (variable sendi) robot

Jadi, kinematik dalam robot adalah suatu bentuk pernyataan yang berisi tentang deskripsi matematik geometri dari suatu struktur robot. Dari persamaan kinematik dapat diperoleh hubungan antara konsep geometri ruang sendi pada robot dengan konsep koordinat yang biasa dipakai untuk menentukan kedudukan dari suatu objek. Dengan model kinematik, programmer dapat menentukan konfigurasi referensi input yang harus diumpankan ke tiap actuator agar roboot dapat melakukan gerakan dimultan (seluruh sendi) untuk mencapai posisi yang dikehendaki. [1]

B. Kinematik robot mobile

Untuk dapat dianalisis menggunakan analisa kinematik maka sebuah robot mobile harus memiliki dua roda kiri – kanan yang dikemudikan terpisah (differentially driven mobile robot, disingkat DDMR) seperti ditunjukkan dalam gambar 2.4 DDMR Pada Medan 2D Cartesian

Gambar 2.4 DDMR pada medan 2D Cartesian

Robot diasumsikan berada dalam kawasan 2D pada koordinat Cartesian XY. Parameter – parameter dalam gambar adalah :

Ф : sudut arah hadap robot

2b : lebar robot yang diukur dari garis tengah roda ke roda r : jari – jari roda (rodakiri dan kanan sama sebangun) d : jarak antara titik tengah antaran 2 roda, G dengan titik F (x,y) : koordinat acuan di tubuh robot terhadap sumbu XY

Dalam kajian kinematik ini robot diasumsikan bergerak relative pelan dan roda tidak slip terhadap permukaan jalan. Maka komponen x dan y dapat diekspresikan dalam suatu persamaan nonholonomic sebagai berikut :

XG sin Ф – YG cos Ф = 0 ……….. (2.1)

Pada DDMR ada variable F yang digunakan sebagai acuan analisa, sehingga persamaan di atas menjadi :

XF sin Ф – YF cos Ф + Фd = 0 ………….…. (2.2) Ф

Masalah klasik dalam control kinematik DDMR adalah bahwa DDMR memiliki dua actuator, namun parameter kontrolnya lebih dari dua, yaitu x untuk gerakan ke arah X dan y untuk arah Y yang diukur relative terhadap perpindahan titik G, dan gerakan sudut hadap Ф yang diukur dari garis hubung titik G dan F terhadap sumbu X.

Dari rumus 2.2 nampak bahwa derajat kebebasan dalam control kinematika DDMR berjumlah tiga, yaitu (x, y, Ф) karena ketiga parameter ini perlu dikontrol secara simultan untuk mendapatkan gerakan nonholomonic. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Contoh Manuver DDMR

Perpindahan kedudukan robot dari Start ke Stop bila dipandang pada titik G adalah perpindahan dari koordinat (XG1. YG1) ke (XG2, YG2) secara translasi.

Namun hal ini tidak dapat dilakukan secara langsung sebab robot harus bergerak maju sehinggan ia harus membuat maneuver belok untuk mengarahkannya pada koordinat (XG2, YG2). Oleh karena itu diperlukan titik acuan F yang berada di luar

garis yang menghuungkan kedua roda agarsudut hadap dapat dihitung.

Bentuk umum persamaan kinematik untuk DDMR ini dapat dinyatakan dalam persamaan kecepatan sebagai berikut :

XF

YF = TNH atau q (t) = TNH (q) (t) ………. (2.3)

ФF

TNH adalah matriks transformasi nonholomonic, L dan R adalah

kecepatan radial roda kiri dan kanan, dan q adalah system koordinat umu robot.

2. 1. 2._{Robot Line Follower}

Robot Line Follower adalah suatu robot yang dirancang / dibuat menyerupai mobil, dan cara kerjanya ialah robot tersebut akan mengikuti garis hitam / putih secara otomatis dimana pengendalinya berupa sensor-sensor dan selanjutnya akan dieksekusi oleh komparator berupa transistor-transistor dilanjutkan ke motor-motor yang membuat robot bisa bekerja sabagai mana mestinya. [4]

A. Bagian – Bagian Robot Line Follower

1. Body / Chasis

Body ini berguna sebagai tempat penyimpanan komponen – kompnonen

yang akan digunakan nantinya. Body ini juga sangat penting karena dapat mempengaruhi kinerja robot yang akan dibuat.

2. Sensor Proximity

Sensor proximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek. Dalam dunia robotika, sensor proximity seringkali digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu garis pembimbing gerak robot atau lebih dikenal dengan istilah “Line Follower Robot “ atau “Line Tracer Robot”, juga

L R

biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang lain pada Robot Avoider. Jenis sensor proximity ini ada beberapa macam, seperti ultrasonic proximity, proximity (infra merah), kamera dan lain sebagainya.

Sensor proximity yang digunakan untuk robot line follower dibuat menggunakan pasangan LED / Infrared dan phototransistor / photodioda. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan, hal ini dapat dilihat pada gambar 2.5. Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang diterima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil. Sehingga bila sensor berada di atas garis hitam maka cahaya LED akan memantul pada garis dan diterima oleh photodioda kemudian photodioda menjadi on sehingga tegangan output akan mendekati 0 volt. Sebaliknya jika sensor berada di atas garis putih yang berarti tidak terdapat pantulan cahaya maka photodioda tidak mendapat arus bias sehingga menjadi off, dengan demikian tegangan output sama dengan tegangan Induk (Vcc).

Gbr 2.6 Prinsip kerja sensor proximity Berikut ini bagian-bagian dari photodiode :

A. LED

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, yakni merupakan komponen lain dari dioda yang dapat mengeluarkan cahaya. LED merupakan

produk temuan lain yang cara kerja serta strukturnya sama dengan dioda, LED akan melepaskan sebuah dioda berbentuk cahaya apabila diberikan tegangan maju. Jika terintegrasi pada sebuah rangkaian LED hendaknya diberikan penahan arus (resistor) pada anoda (sumbu positif) guna mencegah kerusakan serta membatasi kuat arus maju yang dikonsumsi.

B. Photodioda

Merupakan salah satu jenis variabel resistro type LDR, yaitu jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh intensitas cahaya yang mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainnya makin kecil nilai hambatannya. Umumnya photodioda memiliki resistansi sebesar 150K , resistansi ini akan berkurang sesuai dengan warna yang dikenainya. Sedangkan untuk tegangan yang dikeluarkan dapat dicari dengan menggunakan rumus 2.4.

Vp = Rs / (Rs + R) * Vcc ………... (2.4) Keterangan :

Vp : Tegangan Photodioda Rs : Resistansi Photodioda R : Resistansi Resistor Vcc : Supply

Nilai tegangan inilai yang nantinya akan dikirimkan ke rangkaian

comparator untuk kemudian dibandingkan dengan tegangan threshold (variable

3. Rangkaian Komparator

Rangkaian Komparator adalah bagian robot yang berupa rangkaian yang berfungsi sebagai pengeksekusi hasil output dari sensor proximity yang selanjutnya akan dilanjutkan ke motor - motor DC.

Rangkaian komparator ini sangat penting karena output dari sensor proximity masih memiliki kemungkinan tidak pada kondisi ideal bila intensitas pantulan cahaya LED pada garis lemah, misalnya karena perubahan warna atau lintasan yang kotor.

Cara kerja rangakain komparator ini adalah membandingkan output sensor proximity dengan suatu tegangan threshold yang dapat diatur dengan memutar trimmer potensio (variable resistor). Jika tegangan dari threshold lebih besar dari tegangan output proximity maka keluaran dari comparator akan bernilai 1 (High Digital Output).

Karena rangkaian comparator ini bekerja dengan cara membandingkan tegangan output proximity dengan threshold maka kita juga harus mengetahui besarnya tegangan threshold yang dibutuhkan, untuk mencari nilai tegangan threshold yang dibutuhkan maka dicari nilai rata-rata dari output-output photodiode pada sensor proximity. [5]

Vref = (Vp1+Vp2) / 2 ……….. (2.5)

Keterangan :

Vref : tegangan threshold

Untuk mengetahui hasil dari sensor, alangkah baiknya diberi lampu

indicator yang disambungkan dengan output dari komparator.

4. Roda

Roda ini berfungsi sebagai penopang body dan juga berfungsi agar robot yang dibuat dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

Bagian – bagian dari roda adalah A. Motor DC

Motor DC adalah motor arus searah yang memiliki kemampuan untuk mengubah besaran listrik menjadi gerak. Motor DC memiliki dua buah terminal

input. Pemberian beda tegangan pada kedua terminal input tersebut akan

menyebabkan motor berputar ke satu arah. Jika polaritas dari tegangan input dibalik maka arah putaran dari motor tersebut akan berubah, secara sederhana dapat dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Dasar Pengaturan Arah Motor DC

Prinsip kerja motor DC adalah sebagai berikut : ketika terminal input mendapat beda tegangan, maka arus akan mengalir pada terminal input dan kemudian mengalir pada penghantar yang terletak pada medan magnet. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik maupun sebaliknya terjadi di dalam

medan magnet tersebut, dengan demikian medan magnet selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi sekaligus berfungsi sebagai tempat berlangsungya perubahan energi dan daerah tersebut dapat dilihat pada gambar 2.8

Gambar 2.8 Medan Magnet Pada Motor DC

Dengan mengacu pada hukum kekekalan energi :

”Proses energi listrik = energi mekanik + energi panas + energi di dalam medan magnet”

Maka dalam medan magnet akan dihasilkan kumparan medan (stator, bagian motor DC yang tidak berputar) dengan kerapatan fluks sebesar B dengan arus I serta panjang konduktor L, maka diperoleh gaya F sebesar :

F = B x I x L ... (2.6) Sedangkan arah gaya F dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan seperti pada gambar 2.9

Gambar 2.9 Arah Gaya (F)

Bila motor DC memiliki jari – jari r maka persamaan di atas akan menjadi:

Fr = B x I x L x r ……… (2.7) Besarnya gaya (F) akan berpengaruh pada perputaran motor, hal ini dikarenakan saat gaya (F) dibandingkan, konduktor akan bergerak dalam kumparan medan magnet dan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan reaksi lawan terhadap tegangan sumber.

Agar proses perubahan energi mekanik tersebut dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan.

Dengan demikian dapat diketahui bahwa tegangan akan mempengaruhi kecepatan perputaran motor. Sedangkan arus akan berfungsi untuk menentukan kekuatan torsi motor. Dimana torsi dapat didefinisikan sebagai aksi dari suatu gaya pada motor yang dapat mempengaruhi beban untuk ikut bergerak.

B. Driver Motor

Agar motor DC dapat bergerak maju, mundur atau berhenti maka diperlukan sebuah driver motor. Ada banyak jenis driver motor yang dapat digunakan namun dalam pembuatan simulasi mobil automatis ini driver motor yang digunakan adalah rangkaian yang bernama H-Bridge.

Rangkaian H-Bridge merupakan rangkaian yang menggunakan 4 buah transisitor sebagai pengatur tegangan yang akan dimasukkan ke motor.

2. 2._{Microcontroller ATMega8535}

Microcontroller adalah sebuah piranti berupa IC yang memiliki

kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang dibuat oleh programmer. Microcontroller merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer (komputer yang berintegrasi dengan sistem lain dan digunakan untuk suatu fungsi tertentu, contoh handphone, DVD player, dll). Dalam struktur microcontroller akan kite temukan juga komponen – komponen seperti prosesor, memory, clock, dll.

Pada awal perkembangannya (sekitar tahun 1970-an) sumber daya perangkat keras serta perangkat lunak microcontroller sangat terbatas. Saat itu, system microcontroller hanya dapat diprogram menggunakan perangkat yang dinamakan “EPROM programmer” dan perangkat lunak yang digunakan umumnya berbasis assembler yang relatif sulit dipelajari. [2]

Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini pemrograman

microcontroller relative mudah dilakukan terutama dengan digunakannya metode

ISP (In System Programming) sehingga kita dapat memprogram system

microcontroller sekaligus mengujinya pada system minimumnya secara langsung.

Selain itu dewasa ini banyak alternative bahasa aras tinggi (pascal, C, dll) yang dapat digunakan, hal ini sangat membantu karena selain akan menghemat waku pengembangan, kode program yang disusun juga akan lebih terstruktur dan relative mudah dipelajari.

Dengan berbagai macam kelebihan yang dimiliki serta hal – hal yang menjadi pertimbangan di atas, dewasa ini microcontroller AVR 8 bit produk perusahaan Atmel adalah salah satu microcontroller yang banyak merebut minat kalangan profesional dan juga cocok dijadikan saran berlatih bagi pemula mengingat banyak fitur dan kemudahan yang diberikan microcontroller tersebut.

ATMega8535 merupakan salah satu produk perusahaan atmel yang paling banyak digunakan saat ini. Harga yang relative terjangkau, banyak ditemukan di pasaran, kemudahan dalam pemrograman dan fitur – fitur yang menarik di dalamnya menjadi daya tarik tersendiri bagi ATMega8535. [2]

2. 2. 1. Spesifikasi ATMega8535

1. 130 macam instruksi, yang hampir semuanya diekekusi dalam satu siklus

clock. Instruksi ini dapat berupa transfer data, aritmatika & logika, percabangan, dan lain – lain.

3. Kecepatan mencapai 16 MIPS (Million Instruction per Second) dengan clock

16 MHz. ATMega8535 memiliki kemampuan dapat menjalankan 1 instruksi dalam siklus 1 clock dengan kecepatan clock 16 MHz. Berbeda dengan type lain seperti MCS51 yang memerlukan siklus 12 clock dalam mengeksekusi 1 instruksi.

4. 8 Kbyte Flash Memori

5. 512 Byte Internal EEPROM (Elecrically Erasable Programmable Read Only

Memory). EEPROM merupakan tempat menyimpan data semi permanen.

EEPROM ini dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. Dengan adanya EEPROM internal maka tidak diperlukan komponen pendukung seperti EEPROM external seperti beberapa microcontroller lain sehingga penggunaan hardware bisa lebih efisien.

6. 512 Byte SRAM (Static Random Access Memory). Sama halnya seperti

computer yang memiliki RAM, microcontroller ATMega8535 juga memiliki SRAM sebesar 512 Byte.

7. Programming Lock fasilitas yang memungkinkan untuk mengamankan kode

program.

8. 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit. ATMega8535

memiliki 3 modul yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit. Ketiga modul ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling memperngaruhi satu sama lain.

10. 8 channel ADC (Analog Digital Converter) 10-bit. ADC ini merupakan fungsi

untuk membantu programmer saat akan mengolah data secara digital. Sesuai dengan namanya ADC ini merubah data awal yang berupa data analog menjadi data digital.

Untuk mendapatkan nilai ADC digunakan rumus :

VADC = (Vin / Vref) * 256 ……….. (2.8)

Keterangan :

VADC = Tegangan ADC (mV)

Vin = Tegangan inputan yang akan diconvert (V) Vref = Tegangan referensi.

256 = Resolusi ADC, ATMega8535 memiliki resolusi 256 dan 1024. 11. Serial USART (Universal Synchronus and Asynchronus Serial Receive and

Transmitter). USART merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroller maupun dengan pheripheral eksternal termasuk PC yang memiliki fiutr UART

12. Master/Slave SPI serial interface. Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan

salah satu mode komunikasi serial synchronus kecepatan tinggi yang dimiliki ATMega8535. Komunikasi SPI ini membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO dan SCK. Melalui komunikasi SPI ini data dapat saling dikirimkan baik antar

mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroller.

a) MOSI (Master Output Slave input)

Artinya jika dikonfigurasikan sebagai master maka pin MOSI ini sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI ini sebagai input.

b) MISO (Master Input Slave Output)

Berkebalikan dengan MISO di atas, jika dikonfigurasikan sebagai master maka pin MISO ini sebagai input tetapi jika dikonfigurasikan sebagai slave maka pin MISO ini sebagai output.

c) CLK (Clock)

Jika dikonfigurasikan sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output (pembangkit clock) tetapi jika dikonfigurasikan sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input (menerima sumber clock dari master).

pengaturan konfigurasi Master atau Slave ditentukan oleh pin . Jika pin tersebut diberi tegangan high (1) maka terkonfigurasi sebagai Master tetapi jika pin tersebut diberi tegangan low(0) maka terkonfigurasi sebagai Slave.

13. Serial TWI atau I2C

14. On-Chip Analog Comparator. Analog comparator digunakan untuk

membandingkan dua buah tegangan masukan analog yaitu masukan positif yang terhubung ke pin AIN0 dan masukan negative yang terhubung dengan

pin AIN1. Kemudian hasilnya akan ditunjukkan oleh pin AC0, dimana pin AC0 ini akan bernilai 1 jika tegangan masukan pin positfi lebih besar dari pin negative, begitu juga sebaliknya.

2. 2. 2. _{Deskripsi Pin ATMega8535}

Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATMega8535 Keterangan :

d) VCC : pin masukan catu daya.

e) Gnd : pin ground.

f) Port A (PA0 – PA7) : pin I/O dan pin ADC.

g) Port B (PB0 – PB7) : pin I/O dan pin timer/counter, analog

comparator, SPI.

h) Port C (PC0 – PC7) : pin I/O dan TWI, analog comparator, Timer, Oscilator.

i) Port D (PD0 – PD1) : pin I/O dan analog comparator, interupsi

eksternal, USART.

k) XTAL1 dan XTAL 2 : pin untuk clock external.

l) AVCC : pin catu daya yang digunakan untuk masukan ADC. m) AREF : pin untuk teganga referensi ADC.

2. 3.Komponen – Komponen Elektronik

Dalam pembuatan mobil automtatis ini ada beberapa komponen elektronik yang digunakan, resistor, IC, dioda, Motor DC, Sensor warna TCS230.

2. 3. 1.Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen pasif yang memiliki fungsi untuk mengatur dan menghambat arus listrik. Resistor di beri lambang huruf R dengan satuannya yaitu Ohm ( ). Secara umum resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi menjadi 3 bagian,yaitu :

1. Fixed Resistor

Merupakan resistor yang nilai hambatannya tetap. Berikut ini adalah bentuk resistor:

Gambar 2.11 Bentuk Fisik Resistor

Nilai hambatan resistor dapat kita ketahui dari gelang warna yang terdapat pada badan resistor, dimana ketentunanya adalah sebahai berikut:

1. Gelang ke-1 dan gelang ke-2 menyatakan nilai resistor. 2. Gelang ke-3 menyatakan faktor pengali.

3. Gelang ke-4 menyatakan toleransi.

Jika resistor memiliki 5 gelang warna, maka nilai gelang ke-1, 2 dan 3 menyatakan nilai resistor, gelang ke-4 merupakan faktor pengali dan gelang ke-5 menyatakan toleransi. [6]

Sedangkan untuk mengetahui nilai dari warna gelang resistor, kita bisa lihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Tabel kode warna resistor

Warna Nilai Faktor Pengali Toleransi

Hitam 0 X 1

Coklat 1 X 10 1%

Merah 2 X 100 2%

Orange/Jingga 3 X 1000

Kuning 4 X 10000

Hijau 5 X 100000

Biru 6 X 1000000

Ungu 7 X 10000000

Abu-abu 8 X 100000000 Putih 9 X1000000000

Emas X 0.1 5%

Perak X 0.1 10%

Tidak Berwarna 20%

Contoh :

Sebuah resistor memiliki gelang warna seperti berikut ini : Gelang ke-1 : Jingga, memiliki nilai 3

Gelang ke-3 : Merah, merupakan faktor pengali 102

Gelang ke-4 : Emas, memiliki nilai toleransi 5% Jadi, resistor di atas memiliki nilai 3000 ± 5 %

2. Variable Resistor

Merupakan resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah. Berdasarkan cara merubah hambatannya variable resistor dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Trimpot

Merupakan variable resistor yang nilai hambatannya dapat dirubah menggunakan obeng atau alat bantu. [7]

Berikut ini beberapa contoh trimpot:

Gambar 2.13 Variable resistor jenis trimpot 2. Potensio

Merupakan variable resistor yang nilai hambatannya dapat dirubah langsung menggunakan tangan (tanpa menggunakan alat bantu) dengan cara memutar poros engkol atau menggeser kenop untuk potensio geser [7]

Gambar 2.14 Variable resistor jenis potensio

3. Resistor Non Linier

Ada beberapa jenis resistor non linier, diantaranya adalah : 1. PTC ( Positive Temperature Coefisien )

Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu di sekitarnya maka makin besar nilai hambatannya. [7]

Berikut adalah contoh PTC:

Gambar 2.15 Bentuk fisik PTC 2. NTC ( Negative Temperature Coefisien )

Jenis resistor ini hampir sama dengan PTC, nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu, perbedaannya adalah jika suhu semakin tinggi maka nilai hambatannya akan semakin kecil, sebaliknya jika suhu semakin rendah maka makin besar niai hambatannya. [7]

Berikut adalah contoh NTC:

Gambar 2.16 Bentuk fisik NTC

3. LDR ( Light Dependent Resistor )

Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh intensitas cahaya yang mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainnya makin kecil nilai hambatannya. [7]

2. 3. 2.Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang paling sederhana dari keluarga semikonduktor, dari simbolnya menunjukkan arah arus dan ini merupakan sifat dioda, bahwa dioda hanya mengalirkan arus pada satu arah, arus hanya mengalir dari kutub Anoda ke kutub Katoda. Satu sisi dioda disebut Anoda untuk pencatuan positif (+), dan sisi lainnya disebut Katoda untuk pencatuan negatif (-), yang dalam pemasangannya tidak boleh terbalik. Secara fisik bentuk dioda seperti silinder kecil dan biasanya diberi tanda berupa lingkaran warna putih, yang menandakan posisi kaki Katoda. [8]

Gbr 2.17 Bentuk fisik dioda dan lambang diode

2. 3. 3.Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. [10]

2. 3. 4._Optocoupler

Optocoupler merupakan piranti elektronika yang berfungsi sebagai pemisah antara rangkaian power dengan rangkaian control. Optocoupler merupakan komponen yang berfungsi untuk mengatur feedback yang masuk ke STR / Transistor / IC power pada bagian power supply. [9]

Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling) yang

bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu : 1. Pada transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika

dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.

2. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen Photodiode.

Photodiode merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka Photodiode lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah.

Prinsip kerja dari optocoupler adalah :

a. Jika antara Photodiode dan LED terhalang maka Photodiode tersebut akan off sehinggaoutput dari kolektor akan berlogika high.

b. Sebaliknya jika antara Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode tersebut akan on sehingga output-nya akan berlogika low.

Pada bab ini akan dibahas mengenai beberapa hal dasar tentang bagaimana simulasi mobil automatis dirancang, diantaranya adalah :

1. Menentukan tujuan dan kondisi pembuatan simulasi mobil.

2. Perancangan elektronik, meliputi perancangan proses kerja dan pembuatan rangkaian elektronik.

3. Perancangan mekanik mobil, meliputi penentuan dimensi mobil (panjang, lebar, tinggi), dan bahan-bahan yang digunakan.

4. Perancangan software, meliputi perancangan proses kerja system yang akan dibuat.

3. 1.Perancangan Mobil Automatis

Dalam pembuatan robot ini penulis memperhatikan beberapa aspek yang dibutuhkan, yaitu :

1. Mobil ini dirancang agar dapat melaju secara otomatis pada rute yang sudah disediakan.

2. Selain mengikuti rute yang ada mobil ini juga dirancang untuk dapat membedakan warna merah, kuning, hijau dan dapat melakukan aksi yang sesuai dengan warna yang dikenali. Jika melihat warna merah mobil akan berhenti, jika melihat warna kuning mobil akan mengurangi kecepatan, jika melihat warna hijau mobil akan tetap melaju.

ATMega8535.

4. Mobil ini nantinya akan berjalan di jalur yang di dalamnya terdapat perempatan dan pertigaan. Dan setiap ada perempatan maka mobil secara otomatis akan belok kanan. Dan setiap adan pertigaan mobil akan menghiraukan.

5. Semua aksi (maju, belok, berhenti, mengurangi kecepatan) merupakan logika yang diterapkan di dalam program yang ditanamkan ke Mikrokontroller ATMega 8535, dan pemrogramannya menggunakan pemrograman CodeVision AVR.

3. 2.Perancangan Elektronik

Perancangan elektronik ini meliputi perancangan sensor garis dan

comparatornya, sensor warna dan driver motor. Secara umum proses kerja

rangkaian elektronik mobil automatis dijelaskan pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.1 Blok Diagram Mobil Automatis Penjelasan :

A. Proses awal dari system yang akan dibuat ini adalah pembacaan data oleh sensor garis, hasil yang didapatkan dari sensor garis ini berupa tegangan yang didapat dari photodiode.

Sensor Garis

Comparator LM339

Mikrokontroller ATMega8535

Driver Motor H-Bridge Sensor Warna

dikirimkan ke comparator LM339, hal ini dilakukan untuk mengkonversi hasil awal yang berupa tegangan menjadi output yang berupa nilai digital (0 dan 1).

C. Hasil digital dari comparator LM339 kemudian dikrimkan ke mikrokontroller ATMega8535.

D. Selain sensor garis ada juga sensor warna yang berfungsi untuk membaca warna yang terdapat di rute lintasan, warna yang mungkin untuk dikenali adalah warna merah, hijau dan kuning. Nilai yang didapat dari sensor warna ini dirimkan ke port ADC yang terdapat di ATMega8535.

E. Di ATMega8535 data dari sensor garis dan sensor warna diproses, pertama-tama data dari sensor garis akan diproses terlebih dahulu, data yang ada akan dirubah menjadi pwm yang nantinya akan dikirimkan ke driver motor untuk melakukan aksi (berhenti, mundur atau maju). Kecepatan dari motor DC diatur berdasarkan pwm yang diberikan oleh ATMega8535. Setelah itu dilakukan pemrosesan data untuk sensor warna. Hasil dari sensor warna ini akan memberikan aksi berupa berhenti sejenak, mengurangi kecepatan dan mengembalikan kecepatan seperti normal

.

3. 2. 1._{Perancangan Sensor Garis dan Comparator}

Bahan-bahan yang dibutuhkan unuk membuat sensor garis dan

b. LED hijau 6 buah

c. Photodioda 6 buah

d. Resistor 220 6 buah

e. Resistor 20K 6 buah

f. Resistor 470 6 buah

g. Variabel resistor 20K 6 buah

h. IC LM339 2 buah

i. Jack housing 6 kaki 1 buah

Gambar rancangan schematic dari sensor garis dan comparator ini adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2 Schematic Sensor Garis dan Comparator

Untuk mengetahui lebih jelas mengenai proses kerja dari sensor garis dan

Gambar 3.3 Flowchart Sensor Proximity

Penjelasan :

A. Proses pertama sensor garis ini dimulai dengan pembacaan posisi mobil, acuan yang digunakan oleh mobil adalah garis hitam yang terdapat di rute. Posisi tersebut dapat dilihat pada gambar 3.4

Baca posisi mobil

Baca warna lintasan

Hitung nilai tegangan Vp= (Rs / (Rs+R)) * Vcc

Bandingkan nilai Vp dengan nilai Vres

Vp < Vres

Vo = 0

Vo = Vcc

(digital high 1 output) Kirim Vo ke

ATMega8535 END Ya

Gambar 3.4 Posisi mobil terhadap garis lintasan

Penejelasan :

a) Posisi 1. Posisi robot ada di sebelah kiri dari garis yang terdapat di lintasan, yang berarti hanya sensor yang sebelah kanan saja yaitu sensor KA2 yang membaca garis hitam.

b) Posisi 2. Posisi robot ada si sebelah kiri dari garis yang terdapat di lintasan dengan 2 sensor sebelah kanan yaitu sensor KA2 dan KA1 membaca garis hitam sedangkan 4 lainnya membaca background putih.

c) Posisi 3. Posisi robot ada di hampir tengah – tengah yaitu sensor KA1 dan sensor KA membaca garis hitam sedangkan 3 sensor

background putih.

d) Posisi 4. Posisi robot ada di tengah – tengah garis hitam, yaitu sensor KA dan KI yang tepat berada di tengah-tengah membaca garis hitam, sedangkan sensor paling kiri dan kanan membaca background putih.

e) Posisi 5. Posisi robot berada hampir di tengah – tengah ketika 2 sensor sebelah kiri yaitu sensor KI dan KI1 membaca garis hitam sedangkan 3 sensor kanan dan sensor kiri terluar yaitu KI2 membaca background putih.

f) Posisi 6. Posisi robot ada di sebelah kanan garis hitam, ketika sensor KI1 dan KI2 membaca garis hitam, sedangkan sensor yang lainnya membaca background putih.

g) Posisi 7. Posisi robot ada di sebelah kanan garis hitam, yaitu ketika sensor kiri terluar membaca garis hitam sedangkan sensor lainnya membaca background putih.

Secara teori ketujuh posisi inilah yang mungkin terjadi saat mobil melaju di lintasam, tetapi pada prakteknya selain ketujuh posisi di atas ada posisi-posisi lain yang juga mungkin terjadi, yaitu posisi 8 ketika hanya sensor KA1 yang membaca garis hitam, posisi 9 ketika hanya sensor KI1 yang membaca garis hitam, posisi 10 ketika semua sensor membaca garis hitam dan posisi 11 ketika semua sensor membaca background putih

melakukan aksi (lurus, belok kiri atau kanan), pergerakan mobil tersebut dapat dilihat pada tabel 3.1 :

Tabel 3.1 Pergerakan mobil

Posisi Aksi Robot Roda Kiri Roda Kanan 1 Belok kanan tajam Maju cepat Berhenti 2 Belok kanan sedang Maju cepat Maju lambat 3 Belok kanan ringan Maju cepat Maju sedang 4 Maju lurus Maju cepat Maju cepat 5 Belok kiri ringan Maju sedang Maju cepat 6 Belok kiri sedang Maju lambat Maju cepat 7 Belok kiri tajam Berhenti Maju cepat 8 Belok kanan ringan Maju cepat Maju sedang 9 Belok kiri ringan Maju sedang Maju cepat 10 Belok kanan tajam Maju cepat Berhenti 11 Kondisional Kondisional Kondisional

B. Setelah mengetahui letak dari mobil, langkah selanjutnya adalah mencari nilai tegangan dari masing-masing photodiode jika photodiode mengenai warna hitam maka resistansi photodiode akan berkurang sedikit, sedangkan jika mengenai warna putih maka resistansinya akan menjadi kecil.

Resistansi photodiode pada umunya adalah sebesar 150K , jika membaca garis hitam maka nilai resistansinya bisa menjadi ±145K sedangkan jika membaca garis putih nilai resistansinya menjadi ±10K . Dengan diketahuinya nilai resistansi dari photodiode dan resistor yang digunakannya, maka kita dapat menghitung nilai tegangan dari masing-masing photodiode dengan menggunakan rumus 2.4

Nilai resistansi photodiode saat warna putih : 10K Nilai resistansi photodiode saat warna hitam : 145K Perhitungan :

Saat photodiode membaca warna putih Vp = (10 / (10+10)) * 5V = 2.5V Saat photodiode membaca warna hitam Vp = (145 / (145+10)) * 5V = 4.67V

Jadi, nilai tegangan photodiode saat membaca warna putih adalah 2.5V, dan saat membaca warna hitam adalah 4.67V.

C. Setelah mendapatkan nilai tegangan dari photodiode nilai tersebut dikirim ke rangkaian comparator, dan di rangkaian comparator nilai tersebut dibandingkan dengan nilai tegangan dari variable resistor yang digunakan. Prinsip dari comparator ini adalah jika Vp > Vres maka Vo = Vcc (digital high 1 output), sedangkan jika Vres < Vo maka Vo = 0 (digital low 0 output). Untuk mencari nilai tegangan dari variable resistor kita bisa mencari rata-rata dari tegangan photodiode yang akan dibandingkan, sehingga bisa didapatkan nilai sebagai berikut :

Vres = (2.5+4.67) / 2 = 3.59V

Setelah mengetahui nilai tegangan dari variable resistor, maka tegangan dari photodiode dibandingkan dengan Vres tersebut, untuk hasilnya dapat dilihat pada tabel 3.2

4.67 3.59 1 digital output 2.5 3.59 0 digital output

Hasil dari perbandingan ini kemudian dikirmkan ke ATMega 8535 untuk kemudian diproses dan dikirmkan ke driver motor sebgai interupsi pergerakan roda (maju, mundur, berhenti).

3. 2. 2.Perancangan Sensor Warna

Sensor warna ini berfungsi untuk mengenali perbedaan warna merah, kuning, hijau.

Berikut ini adalah gambar schematic rangkaian sensor warna:

.

Gambar 3.5 Schematic Sensor Warna

Sensor warna ini bekerja dengan cara merubah cahaya menjadi tegangan, prinsip kerjanya sama dengan prinsip kerja dari photodiode. Hasil tegangan yang didapat dari sensor warna ini kemudian dimasukkan ke dalam ADC.

Cara kerja dari sensor warna ini adalah sebagai berikut:

a. Proses awal dari sensor warna ini adalah pembacaan warna saat mobil melaju, hasil pembacaan warna ini akan mempengaruhi resistansi

dihasilkan oleh photodiode.

b. Hasil tegangan yang diperoleh dari sensor garis kemudian dikirim ke port ADC pada microcontroller. Melalui port ADC ini tegangan tersebut dirubah menjadi sinyal analog.

c. Sinyal analog tersebut kemudian dirubah menjadi bilangan 8bit agar dapat dibaca oleh microcontroller

3. 2. 3.Perancangan Driver Motor

Driver ini berfungsi untuk memberikan interuksi kepada motor dc untuk melakukan sebuah aksi, baik itu maju, mundur, ataupun berhenti.

Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian ini adalah sebagai berikut :

a. Transistor 4 buah

b. Resistor 330 6 buah c. Optocoupler 3 buah d. Diode 4148 2 buah

Gambar rancangan schematic dari driver motor ini adalah sebagai berikut:

Keterangan :

Proses kendali dalam hal ini ditentukan oleh logika dari OUT_KIRI_A, OUT_KIRI_B, dan REM_KIRI, di mana agar motor tersebut bekerja, maka kondisi OUT_KIRI_A, OUT_KIRI_B, dan REM_KIRI harus saling berbeda logika. Motor akan maju OUT_KIRI_A bernilai 0 dan OUT_KIRI_B bernilai 1, motor akan mundur apabila OUT_KIRI_A bernilai 1 dan OUT_KIRI_B bernilai 0, dan motor akan berhenti jika REM_KIRI bernilai 0.

Berikut ini adalah tabel kebenaran motor driver, yang digunakan untuk mengetahui proses input, output dan aksi yang diberikan ke motor.

Tabel 3.3 Tabel Kebenaran Driver Motor Kiri

Out A Out B Rem Aksi Motor

0 1 1 Maju

1 0 1 Mundur

x x 0 Berhenti

3. 3.Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik mobil zxmeliputi penentuan dimensi mobil (panjang, lebar dan tinggi), struktur material yang digunakan dan penempatan rangkaian-rangkaian yang sudah dibuat sebelumnya.

Bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat mekanik mobil adalah sebagai berikut :

a. Acrilic hitam

b. Roda statis 2 buah.

e. Baterai 1,5 V 6 buah.

Mekanik yang dibuat direncanakan akan memiliki panjang 15cm, lebar 14 cm, tinggi 10 cm, dan memiliki 2 tingkat.

Gambar rancangan mekanik yang akan dibuat adalah seperti di bawah ini:

Gambar 3.7 Mekanik Mobil

3. 4._{Perancangan Perangkat Lunak}

Perangkat lunak yang akan dibuat adalah perangkat lunak yang dibuat menggunakan bahasa C dengan program compiler yang bernama CodeVision AVR. Perangkat lunak ini dibuat dengan tujuan :

b. Pemrosesan data sensor.

c. Pengendali kedua motor DC yang digunakan.

Berikut ini diagram alir dari perangkat lunak yang akan dibuat:

START

Inisialisasi Port

Pemrosesan data sensor garis

Baca sensor garis

Atur direksi, dan PWM untuk motor

Keluaran ke motor

PWM>0 END Mobil dijalankan

Ya

Tidak

Ya

Baca sensor warna

Warna= =hijau PWM=100

Keluaran ke motor

Penjelasan :

a. Port yang digunakan adalah port A.0 untuk sensor warna, port D.0-D.5 untuk sensor garis, port C.0-C.1 untuk counter, port C2.-C.7 untuk driver motor, port B.0-B2 dan B4-B7 untuk LCD.

b. Selain inisialisasi port ada juga inisialisai variable-variable lainnya, seperti x untuk posisi, lpwm, rpwm untuk nilai pwm dari motor, second untuk waktu, dan lain-lain.

c. Aksi pertama yang dilakukan mobil adalah maju. Setelah maju, mobil baru membaca garis.

d. Pembacaan garis disesuaikan dengan cara kerja sensor garis. Setelah membaca garis program akan memberikan pwm dan direksi yang kemudian dikirim ke driver motor. PWM yang akan dikirim harus lebih besar dari 0, karena jika PWM bernilai 0 maka berarti mobil akan berhenti dan program akan berakhir.

e. Setelah pembacaan sensor garis, selanjutnya adalah pembacaan warna, pembacaan warna ini dilakukan dengan cara mengambil nilai dari sensor warna yang menggunakan pin ADC.0, setelah mendapatkan nilai tersebut mobil akan melakukan aksi sesuai dengan

Warna= =kuning PWM=70 Ya Warna= =merah PWM=0 For(secon=0;se con<7;secon+ PWM=100 Ya Tidak Tidak Tidak Ya

jika hijau pwm dikembalikan normal dan jika merah pwm dihilangkan, rem diaktifkan selama 7 detik.

f. Setelah proses pembacaan sensor warna dilakukan, hasil direksi dan pwm langsung diberikan ke motor kiri dan kanan. Dan motor kiri dan kanan akan melakukan aksi sesuai dengan direksi dan pwm yang diberikan.

g. Setelah menggerakkan motor, program akan kembali mengeksekusi pembacaan garis, proses ini dilakukan terus menerus sampai menemukan titik dimana pwm bernilai 0, yaitu ketika sensor garis membaca nilai 100001.

automatis dibuat dan pada akhirnya dapat dijalankan dengan baik, cara membuat program dan cara mengimplementasikan program yang sudah dibuat.

4. 1.Kebutuhan Perangkat Sistem

Perangkat yang dibutuhkan dalam pembuatan simulasi mobil menggunakan ATMega8535 ini meliputi perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software)

Adapun perangkat keras yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : a. PC diatas pentium 3, yang memiliki serial port (COM1/COM2). b. Hard Disk dengan kapasitas minimum 500 Kb

c. Downloader serial untuk AVR.

Sedangkan perangkat lunak yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :

a. Windows XP SP2 sebagai sistem operasi

b. CodeVision AVR sebagai program compiler

4. 2.Implementasi Pemrograman

Untuk memulai pemrograman jalankan CodeVision AVR yang terdapat di C:/cvavr/bin/cvavr.exe

Gambar 4.1 Folder Tempat Program CodeVision AVR

Gambar 4.2 Tahap awal pembuatan program

Pilih wizard avr, kemudian pilih chip yang akan digunakan, yaitu ATMega8535 dengan clock 11.0592.

Gambar 4.3 Pemilihan Chip dan Clock yang akan digunakan

Setelah memilihi chip yang digunakan, selanjutnya konfigurasikan masing-masing port yang akan digunakan, port yang akan digunakan adalah port A sebagai port untuk sensor warna, konfigurasi port a dapat dilihat pada gambar

port C untuk driver motor konfigurasi port C dapat dilihat pada gambar (4.4c), port D untuk sensor garis konfigurasi port D dapat dilihat pada gambar (4.4d).

(a) (b)...

(c) (d)

konfigurasi ADCnya juga, dapat dilihat pada gambar (4.5a). Dan untuk penggunaan delay maka konfigurasi timer juga diperlukan, konfigurasi timer dapat dilihat pada gambar (4.5b), berikut ini konfigurasi ADC dan timer :

(a) (b)

Gambar 4.5 Konfigurasi timer dan ADC.

Setelah selesai, klik menu File->Generate, Save and Exit. Lalu akan muncul halaman untuk memasukkan code program.

Berikut ini potongan program simulasi mobil automatis : void scan()

{

sensor=PIND;

sensor&=0b00111111; switch(sensor) {

case 0b00000001: maju(70,0 ); x=1; z=4;break;

case 0b00000011: maju(90,30); x=1; z=4;break;

case 0b00000010: maju(100,50); x=1; z=4;break;

case 0b00000110: maju(100,60); x=1; z=4;break;

case 0b00001100: maju(100,100); z=4;break;

case 0b00001000: maju(80,100); x=0; z=4;break;

case 0b00011000: maju(60,100); x=0; z=4;break;

case 0b00010000: maju(50,100); x=0; z=4;break;

case 0b00110000: maju(30,90); x=0; z=4;break;

case 0b00100000: maju(0,70); x=0; z=4;break;

case 0b00111111: belka(90,50); x=0; z=4;break;

case 0b00000000:

if(x==1) belka (90,50);

else belki (50,90);

break; }

}

Code di atas adalah code untuk scan garis hitam, fungsi ini digunakan agar mobil tetap berada di jalur yang ditentukan, yaitu tetap mengikuti garis hitam. Jika sensor berada di atas garis hitam maka sensor akan bernilai 1, dan jika berada di garis putih maka sensor akan bernilai 0. Setelah mengecek garis lintasan mobil digerakkan sesuai posisinya dengan menggunakan fungsi maju (a,b). posisi x merupakan indicator tempat terakhir mobil berada, jadi jika mobil keluar garis lintasan maka mobil akan bisa kembali dengan segera.

Contoh:

case 0b00000100: maju(100,80); x=1; z=4;break; //1

case 0b00001000: maju(80,100); x=0; z=4;break; //2

Jalan dari code 1 adalah jika sensor KI terkena garis hitam sedang yang lain membaca background putih, kemudian mobil akan berbelok ringan (motor kiri maju cepat, motor kanan maju ringan) dan x diset 1, 1 berarti kondisi ketika mobil berada di sebelah kiri garis hitam, sedangkan code 2 adalah jika sensor KA terkena garis hitam sedang yang lain terkena background putih, dan x diset=0, berarti posisi mobil berada di sebelah kanan garis hitam.

maka mobil akan berbelok sesuai dengan kondisi keberadaan mobil yang terakhir diingat.

case 0b00000000:

if(x==1) belka (90,50);

else belki (50,90);

break;

Jika x=1, kondisi mobil terkahir berada di sebelah kiri lintasan maka secara otomatis mobil akan langsung berbelok kanan sampai menemukan garis lintasan yang tepat, jika x=0, kondisi mobil terkahir di sebelah kanan lintasan maka secara otomatis mobil akan langsung berbelok kiri sampai menemukan garis lintasan yang tepat.

Selain melaju di garis luru mobil juga akan dihadapi dengan lintasan yang memiliki perempatan, dan jika menghadapi perempatan mobil akan langsung berbelok kanan, fungsi ini dapat dilihat di code berikut ini:

case 0b00111111: belka(90,50); x=0; z=4;break;

code ini berarti mobil sedang berada di atas perempatan, perempatan dikenali dengan semua sensor sedang membaca garis hitam, jika kondisi perempatan terpenuhi maka mobil akan langsung berbelok kanan dengan fungsi belka(a,b).

void maju(unsigned char mki,unsigned char mka) {

pwmki=mki; pwmka=mka;

dirki=0; dirka=0; remki=1; remka=1;

}

Fungsi maju(a,b) adalah fungsi untuk maju, nilai a adalah pwm untuk motor kiri, b adalah nilai pwm untuk motor kanan. dirki=0 berarti direction motot

untuk rem motor baik motor kiri maupun kanan.

Remka dan remki harus dipastikan tidak aktif, karena jika remka atau remki diaktifkan berapapun besarnya pwm dan direksi yang diberikan maka motor tidak akan dapat bergerak sama sekali.

void belka(unsigned char mki,unsigned char mka) {

pwmki=mki; pwmka=mka; dirki=0; dirka=1; remki=1; remka=1; }

Fungsi belka(a,b) adalah fungsi untuk belok kanan, untuk dapat belok kanan maka direction kanan harus berhenti dan direction kiri berjalan.

void belki(unsigned char mki,unsigned char mka) {

pwmki=mki; pwmka=mka;

dirki=1; dirka=0; remki=1; remka=1; }

Fungsi belki(a,b) adalah fungsi untuk belok kiri, untuk dapat belok kiri maka direction kiri harus berhenti dan direction kanan berjalan.

void stop (){pwmki=0; pwmka=0; remki=0; remka=0;}

fungsi ini digunakan untuk menghentikan mobil.

warna=read_adc(0);

l_tm=((255-m)/2)-10; //mencari nilai low merah h_tk=((255-k)/2)+10; //mencari nilai high kuning

th=(255-warna)/2; //mencari nilai tengah-tengah

if(th<=h_tk) z=1; // kuning else if(th>l_tm)z=2; // merah else z=3;

warna=read_adc(0) berfungsi untuk mengambil nilai warna yang dilihat saat ini, l_tm digunakan untuk mencari nilai low tegangan merah, h_tk=digunakan untuk mencari nilai max tegangan kuning, th digunakan untuk mencari nilai rata-rata tegangan saat ini. Jika nilai tegangan rata-rata saat ini kurang dari h_tk maka warna yang dilihat adalah warna kuning, jika nilai tegangan rata-rata saat ini lebih dari nilai l_tm maka warna yang dilihat adalah warna merah.

Untuk memberikan aksi kepada motor sesuai dengan warna yang dilihat maka digunakan potongan program di bawah ini :

warna=read_adc(0);

l_th=((255-h)/2)-10; h_th=((255-h)/2)+5; th=(255-warna)/2;

if(z==1) {

lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(" kuning "); if(x==1) maju(50,40);

else if(x==0) maju(40,50); else maju(50,50);

} else if(z==2) {

lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(" merah ");stop();waktu(7); maju(80,80);

} else if(th<h_th && th>l_th) {

lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(" ijo bro "); if(x==1) maju(70,50);

else if(x==0) maju(50,70); else maju(100,100);

}

dan direksi yang diberikan ke motor sesuai dengan posisi terakhir saat pendeteksian garis. Jika z==2, maka mobil akan berhenti selama 7 detik kemudian langsung maju, jika nilai th<h_th dan h>l_th maka mobil akan melaju seperti normal, jika semua tidak terpenuhi berarti sensor warna sedang membaca warna hitam sehingga tidak ada aksi yang diberikan kepada driver motor

4. 3.Prosedur Pemasangan Program Pada ATMega8535

Agar listing program yang dibuat dapat dibaca oleh microcontroller, maka listig program yang awalnya berekstensi .c harus diconvert menjadi .hex. Berikut ini alur proses pemasangan program pada ATMega8535 menggunakan program compiler CodeVision AVR.

Gambar 4.6 Alur Pemasangan Program Pada Microcontroller

Listing Code

berekstensi .c Compile Code Erro

r?

Perbaiki

Make Program

(Convert listing code

berkestensi .c menjadi .hex)

Proses Pengisian Program

1. Flash erasure Checking 2. Flash Programming 3. EEPROM Programming

Untuk memasang program pada chip ATMega8535 pertama-tama program yang sudah dibuat sebelumnya harus dicompile terlebih dahulu, untuk memastikan tidak ada yang error, karena jika ada yang error maka program tidak akan bisa dibuat, hasil compile dari program yang sudah tidak memiliki error adalah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 4.7 Hasil compilasi program

Setelah tidak ada kesalahan selanjutnya make program, hasilnya dapat dilihat pada gambar 4.8, setelah make program selesai listing code yang awalnya berekstensi .c akan diconvert menjadi .hex, untuk mengetahuinya dapat dilihat di folder tempat penyimpanan file project yang sedang dibuat, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.9

Gambar 4.8 Tampilan Saat Make Program

Gambar 4.9 Hasil Convert File t5.c

Setelah itu klik button “Program the chip”. Maka proses selanjutnya adalah proses pengisian program, ada juga yang menamakan penanaman program pada chip ATMega8535.

Pengisian program ini dilakukan secara bertahap :

1. Proses pertama pengecekan kondisi memori flash chip

2. Jika chip belum terpasang dengan benar maka aka nada peringatan error.

3. Jika chip sudah terpasang dengan benar maka memori flash yang ada sebelumnya dihapus

pengisian memori EEPROM. Proses ini dilakukan hanya jika listing code yang dibuat menggunakan fasilitas EEPROM, jika tidak maka proses ini akan dilewati.

Berikut ini hasil dari pengisian program pada chip ATMega8535

……….(a) (b) Gambar 4.10 Proses Pengisian Program

Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian dan analisa pada hardware yang telah dirancang. Tujuan dari pengujian dan analisa ini adalah untuk mengetahui apakah hardware tersebut telah berfungsi dengan benar dan sesuai rencana atau tidak. Pengujian dan analisa ini dilakukan secara bertahap, diawali dengan pengujian hardware programmer, kemudian dilanjutkan dengan pengujian proyek sederhana

5.1. Analisis Permasalahan

Setelah hardware programmer selesai dirancang, maka sebelum dicoba untuk mendownload program, terlebih dahulu mengukur tegangan I/O pada hardware programmer tersebut. Mengingat tegangan I/O pada hardware programmer ini harus sama dan sesuai dengan tegangan pada schematicnya, maka dari itu diperlukan suatu alat untuk mengukur tegangan tersebut yaitu dengan AVO meter.

5.2. Pengujian Sensor Garis

Sensor garis dalam simulasi mobil automatis sangatlah penting, karena itu rangkaian pertama yang diuji adalah sensor garis ini.

Pengujian sensor garis dilakukan dengan cara meletakkan sensor pada background dengan warna hitam dan putih. Jika ketika diletakkan di atas warna

maka lampu indicator akan tetap menyala Pengujian 1:

Sensor diletakkan di atas warna hitam:

Gambar 5.1 kondisi lampu indicator ketika sensor berada di atas warna hitam

Pengujian ini berhasil karena lampu indicator mati ketika sensor diletakkan di atas warna hitam

Pengujian 2:

Sensor diletakkan di atas warna putih:

Gambar 5.2 kondisi lampu indicator ketika sensor berada di atas warna putih

diletakkan di atas warna putih

Dengan pengujian-pengujian di atas diketahui bahwa sensor dapat berjalan dengan baik

5.3. Pengujian Sensor Warna

Pengujian sensor warna dilakukan untuk mengetahui apakah sensor sudah bisa membedakan warna atau belum, untuk dapat mengetahui apakah sensor sudah berjalan dengan baik maka dilakukan pengecekan dengan meletakkan sensor pada tiga kertas yang berbeda.

Pengujian dilakukan dengan dua kondisi berbeda, kondisi pertama pengujian dilakukan di dalam ruangan tertutup, sedangkan kondisi kedua pengujian dilakukan di ruangan terbuka.

Pengujian 3:

Sensor warna diletakkan di atas kertas berwarna kuning:

Sensor warna diletakkan di atas warna hijau:

Gambar 5.4 sensor warna diletakkan di atas warna hijau

Pengujian 5:

Sensor warna diletakkan di atas warna merah:

Gambar 5.5 sensor warna diletakkan di atas warna merah

Melaului pengujian dengan kondisi ruangan tertutup nilai yang didapat dari sensor warna ini adalah sebagai berikut :

Pengujian Ke-1 Pengujian Ke-2 Pengujian Ke-3 Pengujian Ke-4 Pengujian Ke-5

Merah 93 97 93 106 98

Kuning 197 196 193 183 192

Hijau 77 79 82 83 83

Karena nilai-nilai di atas sudah memiliki perbedaan yang cukup jauh maka sensor warna yang dibuat sudah dapat membedakan warna-warna yang ada. Berikut ini hasil salah satu pembacaan warna:

Gambar 5.6 hasil pembacaan sensor warna pengujian di ruang tertutup

Sedangkan melalui pengujian dengan kondisi ruang terbuka nilai yang didapat dari sensor warna ini adalah sebagai berikut :

Tabel 5.2 Pembacaan Sensor Warna di ruang terbuka Pengujian Ke-1 Pengujian Ke-2 Pengujian Ke-3 Pengujian Ke-4 Pengujian Ke-5

Merah 185 189 187 197 189

Kuning 197 190 186 198 192

Hijau 192 187 186 175 193

Karena nilai-nilai yang didapatkan tidak memiliki perbedaan yang dapay dijadikan acuan maka sensor warna yang dibuat tidak bisa membedakan

warna-Berikut salah satu hasil dari pembacaan sensor warna pada ruang terbuka :

Gambar 5.7 hasil pembacaan sensor warna di ruang terbuka

5.4. Studi Kasus

Setelah semua rangkaian berfungsi dengan baik selanjutnya dilakukan pengujian mobil secara keseluruhan untuk memastikan bahwa semua rangkaian terhubung dan dapat berjalan dengan baik.

Pengujian ini dilakukan beberapa tahap, tahap pertama yang dilakukan adalah pengujian sensor garis, kemudian pengujian sensor warna

Kasus I:

Mobil diletakkan di atas garis lurus

Mobil

Pengujian pertama mobil diletakan di sebelah kiri lintasan, pada detik 1-3 mobil melakukan belok kanan tajam, dan pada detik 4-7 mobil melakukan belok kanan ringan, setelah itu mobil dapat melaju lurus.

Pengujian kedua mobil diletakan di sebelah kanan lintasan, pada detik 1-3 mobil melakukan belok kiri tajam, dan pada detik 4-7 mobil melakukan belok kiri ringan, setelah itu mobil dapat melaju lurus.

Kasus 2:

Mobil diletakkkan di atas lintasan yang memiliki perempatan

Gambar 5.9 mobil belok kanan ketika menghadapi perempatan

Pengujian ketiga ini meletakkan mobil pada lintasan yang memiliki perempatan. Ketika mobil menghadapi perempatan, aksi motor adalah sebagai berikut:

2 Stop Motor berhenti sejenak

3 Belok kanan tajam Motor kanan berhenti, motor kiri maju cepat 4 Belok kanan sedang Motor kanan maju sedikit, motor kiri maju

sedang

5 Maju Motor kanan maju, motor kiri maju

Dari percobaan di atas mobil mampu menghadapi lintasan yang memiliki perempatan. Mobil mampu berbelok kanan tajam ketika menghadapi perempatan, lalu berbelok kanan sedang sehingga memposisikan mobil ke tengah.

Kendala dari pengujian ini, tidak selalu mobil dapat melakukan belok kanan sedang.

Berikut ini hasil dari pengujian I dan III:

(a) (b)

(e)

Gambar 5.10 Posisi Mobil di Pengujian I dan III

Penjelasan :

Gambar (a) adalah posisi awal dimana mobil ditempatkan di sebelah kanan garis

Gambar (b) adalah posisi saat mobil mulai memasuki jalur Gambar (c) adalah posisi saat mobil berhasil berada di lintasan

Gambar (d) adalah posisi ketika mobil menemui perlintasan, dan berhasil belok kanan.

Gambar (e) adalah posisi mobil berhasil melaju lurus sesaat setelah mobil berbelok ke kanan

Berikut ini hasil dari pengujian II dan III:

(c) (d)

(e) (f) Gambar 5.11 Posisi mobil di Pengujain II dan III

Dari pengujian-pengujian di atas dapat diketahui bahwa mobil sudah dapat berjalan dengan baik di atas lintasan lurus.

Penjelasan :

Gambar (a) adalah posisi awal dimana mobil ditempatkan di sebelah kiri garis

Gambar (b) adalah posisi saat mobil mulai memasuki jalur Gambar (c) adalah posisi saat mobil berhasil berada di lintasan

berhenti sejenak.

Gambar (e) adalah posisi mobil mulai berbelok ke kanan

Gambar (f) adalah posisi mobil berhasil melaju kembali setelah berbelok.

Kasus 3 :

Mobil diletakkan di atas garis yang memiliki pertigaan :

Gambar 5.12 Mobil Ditempatkan di Rute Yang Mempunyai Pertigaan

Pengujian keempat ini meletakkan mobil pada lintasan yang memiliki pertigaan. Ketika mobil menghadapi pertigaan, mobil tidak akan menghiraukan pertigaan tersebut sehingga mobil akan tetap melaju

Berikut ini hasil dari pengujian keempat :

(c) (d) Gambar 5.13 Hasil Pengujian Keempat

Penjelasan :

Gambar (a) : adalah posisi awal mobil

Gambar (b) : mobil mulai melaju di atas jalur lurus

Gambar (c) : /mobil menghadapi pertigaan tapi tidak melakukan apa-apa, sehingga mobil tetap melaju lurus

Gambar (d) : mobil melaju lurus setelah menghadapi pertigaan.

Dari hasil pengujian keempat diketahui bahwa mobil tidak dapat mengenali pertigaan, sehingga mobil tetap melaju lurus.

Kasus 5:

Kanan

Gambar 5.15 Mobil ditempatkan Di Rute Yang Memiliki Tikungan Ke Kiri

Pengujian kelima ini meletakkan mobil pada lintasan yang memiliki tikungan baik tikungan ke kanan maupun tikungan ke kanan. Ketika mobil menghadapi tikungan ke kanan, mobil tidak akan menghiraukan tikungan tersebut sehingga mobil akan tetap melaju.

Aksi yang terjadi saat mobil menghadapi tikungan sama dengan saat mobil menghadapi pertigaan, yaitu mobil tidak menghiraukan tikungan tersebut sehingga mobil tetap melaju lurus.

Kasus 6 :

Mobil ditempatkan pada lintasan yang memiliki perbedaan warna di dalamnya:

Gambar 5.16 mobil ditempatkan di rute yang memiliki perbedaan warna

Pada pengujian ini mobil ditempatkan pada lintasan yang memiliki perbedaan warna, ketika mobil melaju melintasi warna hijau mobil sudah bisa melaju dengan baik. Saat melintasi warna merah mobil dapat berhenti selama 6 detik. Ketika melintasi warna kuning mobil sudah bisa mengurangi kecepatan.

Berikut ini adalah gambar hasil dari pengujian saat mobil melintasi jalur yang terdapat warna merah di dalamnya:

(c)

Gambar 5.17 Hasil Pengujian Saat Mobil Melalui Jalur Berwarna

Penjelasan :

Gambar (a) adalah gambar saat mobil diletakkan di dalam jalur Gambar (b) adalah saat mobil dapat melaju mengikuti jalur yang ada

Gambar (c) adalah gambar saat mobil melintasi permukaan berwarna merah, yang kemudian mobil melakukan aksi berhenti sejenak selama 7 detik kemudian melaju kembali.

Kendala dari pengujian ini adalah ketika mobil melewati warna kuning mobil terkadang mendeteksi sebagai warna putih. Sehingga aksi yang diberikan terkadang tidak tepat.

Berikut ini nilai yang didapat dari pengujian sensor warna di ruang tertutup : Tabel 5.4 Besarnya Tegangan Sensor Warna Saat Melintasi Warna

No Warna

Vp

Ruang Tertutup Ruang Terbuka

1 Putih 3.32 V 3.46 V

2 Hitam 0.58 V 3.03 V

5 Hijau 1.54 V 3.42 V

Setelah didapatkan tegangan dari sensor warna, tegangan tersebut dikirim ke ADC sehingga didapatkan nilai sebagai berikut :.

Tabel 5.5 Besarnya Tegangan ADC Sensor Warna

No Warna

VADC

Ruang Tertutup Ruang Terbuka

1 Putih 170 mV 177 mV

2 Hitam 30 mV 155 mV

3 Merah 97 mV 197 mV

4 Kuning 196 mV 198 mV

5 Hijau 79 mV 175 mV

Untuk dapat dibaca oleh microcontroller tegangan ADC tersebut diirubah dalam bentuk bit, dan didapatkan data tersebut

Tabel 5.6 Nilai Bit Untuk Masing-Masing Warna

No Warna

Bit

Ruang Tertutup Ruang Terbuka

1 Putih 10101010 10110001

2 Hitam 00011110 10011011

3 Merah 01100001 11000101

4 Kuning 11000100 11000110

5 Hijau 01001111 10101111

Kasus 7 :

Mobil ditempatkan di atas lintasan, dengan kondisi seperti gambar di bawah ini :

Gambar 5.18 Mobil Ditempatkan di Rute yang Memiliki garis Finish

Pada pengujian ini mobil ditempatkan pada lintasan yang memiliki garis finish, kondisi finish terpenuhi jika hanya sensor garis kiri terluar dan kanan terluar yang aktif, sedangkan yang lain tidak.

Berikut ini hasil dari pengujian saat mobil melaju di lintasan dan melintasi garis finsih

(c)

Gambar 5.19 Posisi Mobil Saat Melintasi Rute yang Memiliki Finish

Penjelasan :

Gambar (a) : posisi mobil saat mulai start Gambar (b) : mobil mulai melaju melintasi rute Gambar (c) : mobil berhenti saat melintasi garis finish

Garis finish pada rute adalah rute yang berbentuk seperti di bawah ini:

Gambar 5.20 Bentuk Garis Finish

Dengan bentuk rute di atas, dapat dikatakan bahwa mobil akan berhenti jika hanya sensor garis kiri terluar dan kanan terluar yang aktif sedangkan yang lain tidak aktif, berikut ini kondisi mobil saat melintasi rute di atas :

Gambar 5.21 Kondisi Mobil Saat melintasi Finish

6. 1.Kesimpulan

Dari hasil uraian yang telah digambarkan, baik secara teori maupun berdasarkan hasil-hasil pengujian yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Untuk membuat simulasi mobil automatis yang dapat melaju di jalur yang tepat dapat digunakan perpaduan microcontroller dan sensor garis yang memanfaatkan prinsip sensor proximity pada robot line

follower.

2. Dengan memanfaatkan prinsip kerja photodioda dan penggunaan port ADC yang terdapat pada Microcontroller ATMega8535 sebuah mobil dapat membedakan warna merah, hijau, kuning dan hitam.

6. 2.Saran

Didalam perancangan perangkat keras ini masih terdapat kekurangan dan kelemahan yang masih perlu diperbaiki dan dikembangkan, oleh karena itu penulis mempunyai beberapa saran untuk mengembangkan bagian-bagian seperti:

a. Berdasarkan uji coba pada Bab V pendeteksian warna menggunakan photodioda memiliki tingkat keakuratan yang rendah, dikarenakan photidioda sangat peka terhadap cahaya, sehingga jika intensitas

dapat membedakan warna dengan tepat.

b. Mobil ini masih belum dapat mengenali rute yang didalamnya terdapat rintangan berbentuk tikungan baik ke kanan maupun kiri, sehingga harus disempurnakan pembacaan sensor garisnya.

c. Proses pembacaan data pada memori flash masih rendah, sehingga jika mobil dijalankan dengan kecepatan tinggi aksi yang diberikan mobil saat pembacaan sensor kurang tepat.

Yogyakarta, 2006.

2. Agus Bejo, ”C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler

ATMega8535”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.

3. “Robot” http://id.wikipedia.org/wiki/Robot (diakses tanggal 12 Maret 2009) 4. “Line Follower” http://botskool.com/tutorials/linefollower.htm (diakses tanggal 2

Januari 2010).

5. “Line Tracer / Line Follower Robot” http://tik-khadijah.blogspot.com/linefollower.htm (diakses tanggal 23 Maret 2010)

6. “Resistor” http://elektronika21.blogspot.com/resistor.html (diakses tanggal 3 Januari 2010)

7. “Jenis Resistor” http://e-dukasi.net/mapok/mp_files/mp_395/jenisresistor.htm

(diakses tanggal 3 Januari 2010)

8. “Elektro Dasar” http://elektronika-elektronika.blogspot.com/search.label.Electro %20Dasar.html (diakses tanggal 9 Januari 2010).

9. “Prinsip Kerja Optocoupler” http://www.infoservistv.co.cc/category/materi-pendukung/referensi-komponen/prinsip-kerja-optocoupler.htm (diakses tanggal 20 Mei 2010).

10. “Transistor” http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor (diakses tanggal 20 Mei 20100).

4 Kuning 3.82 V 3.87 V

5 Hijau 1.54 V 3.42 V

Setelah didapatkan tegangan dari sensor warna, tegangan tersebut dikirim ke ADC sehingga didapatkan nilai sebagai berikut :.

Tabel 5.5 Besarnya Tegangan ADC Sensor Warna

No Warna

VADC

Ruang Tertutup Ruang Terbuka

1 Putih 170 mV 177 mV

2 Hitam 30 mV 155 mV

3 Merah 97 mV 197 mV

4 Kuning 196 mV 198 mV

5 Hijau 79 mV 175 mV

Untuk dapat dibaca oleh microcontroller tegangan ADC tersebut diirubah dalam bentuk bit, dan didapatkan data tersebut

Tabel 5.6 Nilai Bit Untuk Masing-Masing Warna

No Warna

Bit

Ruang Tertutup Ruang Terbuka

1 Putih 10101010 10110001

2 Hitam 00011110 10011011

3 Merah 01100001 11000101

4 Kuning 11000100 11000110

5 Hijau 01001111 10101111

Kasus 7 :

Mobil ditempatkan di atas lintasan, dengan kondisi seperti gambar di bawah ini :

Gambar 5.18 Mobil Ditempatkan di Rute yang Memiliki garis Finish

Pada pengujian ini mobil ditempatkan pada lintasan yang memiliki garis finish, kondisi finish terpenuhi jika hanya sensor garis kiri terluar dan kanan terluar yang aktif, sedangkan yang lain tidak.

Berikut ini hasil dari pengujian saat mobil melaju di lintasan dan melintasi garis finsih

(c)

Gambar 5.19 Posisi Mobil Saat Melintasi Rute yang Memiliki Finish

Penjelasan :

Gambar (a) : posisi mobil saat mulai start Gambar (b) : mobil mulai melaju melintasi rute Gambar (c) : mobil berhenti saat melintasi garis finish

Garis finish pada rute adalah rute yang berbentuk seperti di bawah ini:

Gambar 5.20 Bentuk Garis Finish

Dengan bentuk rute di atas, dapat dikatakan bahwa mobil akan berhenti jika hanya sensor garis kiri terluar dan kanan terluar yang aktif sedangkan yang lain tidak aktif, berikut ini kondisi mobil saat melintasi rute di atas :

Gambar 5.21 Kondisi Mobil Saat melintasi Finish

79

6. 1.Kesimpulan

Dari hasil uraian yang telah digambarkan, baik secara teori maupun berdasarkan hasil-hasil pengujian yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Untuk membuat simulasi mobil automatis yang dapat melaju di jalur yang tepat dapat digunakan perpaduan microcontroller dan sensor garis yang memanfaatkan prinsip sensor proximity pada robot line follower.

2. Dengan memanfaatkan prinsip kerja photodioda dan penggunaan port ADC yang terdapat pada Microcontroller ATMega8535 sebuah mobil dapat membedakan warna merah, hijau, kuning dan hitam.

6. 2.Saran

Didalam perancangan perangkat keras ini masih terdapat kekurangan dan kelemahan yang masih perlu diperbaiki dan dikembangkan, oleh karena itu penulis mempunyai beberapa saran untuk mengembangkan bagian-bagian seperti:

a. Berdasarkan uji coba pada Bab V pendeteksian warna menggunakan photodioda memiliki tingkat keakuratan yang rendah, dikarenakan photidioda sangat peka terhadap cahaya, sehingga jika intensitas

cahaya di sekelilingnya tinggi, sensor warna yang digunakan tidak dapat membedakan warna dengan tepat.

b. Mobil ini masih belum dapat mengenali rute yang didalamnya terdapat rintangan berbentuk tikungan baik ke kanan maupun kiri, sehingga harus disempurnakan pembacaan sensor garisnya.

c. Proses pembacaan data pada memori flash masih rendah, sehingga jika mobil dijalankan dengan kecepatan tinggi aksi yang diberikan mobil saat pembacaan sensor kurang tepat.

1. Endra Pitowarno, ”Robotika: Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Andi, Yogyakarta, 2006.

2. Agus Bejo, ”C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.

3. “Robot” http://id.wikipedia.org/wiki/Robot (diakses tanggal 12 Maret 2009) 4. “Line Follower” http://botskool.com/tutorials/linefollower.htm (diakses tanggal 2

Januari 2010).

5. “Line Tracer / Line Follower Robot”

http://tik-khadijah.blogspot.com/linefollower.htm (diakses tanggal 23 Maret 2010)

6. “Resistor” http://elektronika21.blogspot.com/resistor.html (diakses tanggal 3 Januari 2010)

7. “Jenis Resistor” http://e-dukasi.net/mapok/mp_files/mp_395/jenisresistor.htm

(diakses tanggal 3 Januari 2010)

8. “Elektro Dasar” http://elektronika-elektronika.blogspot.com/search.label.Electro %20Dasar.html (diakses tanggal 9 Januari 2010).

9. “Prinsip Kerja Optocoupler” http://www.infoservistv.co.cc/category/materi-pendukung/referensi-komponen/prinsip-kerja-optocoupler.htm (diakses tanggal 20 Mei 2010).

10. “Transistor” http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor (diakses tanggal 20 Mei 20100).