PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
NIM: 06.530.087
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
NIM: 06.530.087
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
LEMBAR PERSETUJUAN
PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
06530087
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I
Ir. Nur Alif M., MT
NIP.UMM : 10892030257
PembimbingII
Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP.UMM10890090189
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini
:
Nama
: R. Prizky Alif Pranata
Tempat/Tgl Lahir
: Sumenep / 16 Juli 1988
NIM
: 06530087
Fakultas / Jurusan
: Teknik / Elektro
Menyatakan bahwa tugas akhir kami yang berjudul :
“PERANCANGAN
ROBOT
PENGAMBIL DAN PENARUH
BOLA
BERBASIS
DIGITAL KOMPAS CMPS03” adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian
maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini
tidak benar, kami bersedia mendapat sangsi akademis.
Malang,
Yang menyatakan,
R. Prizky Alif Pranata
Mengetahui,
Pembimbing I
Ir. Nur Alif M., MT
NIP.UMM : 10892030257
Pembimbing II
Ir. Lailis Syafa’ah, MT
NIP.UMM : 10890090189
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana atas segala kasih
sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir dengan
judul:
Perancangan Robot Pengambil dan Penaruh Bola Berbasis Digital Kompas
CMPS03
Tugas Akhir ini dibuat dengan menerapkan teori yang didapat selama kuliah dengan
penelitian dibidang robotika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan
saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna melengkapi Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.
Amin yaa robbal ‘aalamiin.
Malang, Mei 2011
Penulis
M OTTO DAN PERSEM BAHAN
“ Hidup adalah karya seni Tuhan, tidak datarnya kehidupan
bagi masing-masing ciptaanNya memberikan suatu cerita
tersendiri bagi individu yang disadari atau tanpa disadari adalah
satu dari sekian banyak ciptaanNya, maka tetaplah merunduk
ketika sesuatu yang lebih diberikan oleh Nya”
Tugas akhir ini kudedikasikan untuk :
M ama, M ama, M ama, Aik, Aik, Aik, Adik, dan keluarga besar ,
“Seseorang”, dari “dia dedikasi hidup ini terfokus,
Sahabat-sahabat ku yang sudah jadi saudara ku selama di U M M ,
Seluruh Teman-teman Elektro Angkatan 2006,
dan Aku sendiri.
Ucapan Terima kasih
Menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini butuh perhatian dan waktu yang lebih, dukungan dari
orang-orang di sekitar juga hal penting untuk yang bisa membantu mental agar tetap semagat
menyelesaikan Tugas Akhir ini, terima kasih ku untuk:
1. Allah S.W.T yang memberikan segala-galanya,
2. Kedua Orang Tua Mama, Aik, dik Ratih, dan keluarga besar yang telah memberi
dukungan baik moral maupun material.
3. Ibu Ir. Nur alif M, MT. selaku pembimbing I serta seorang ibu yang selalu membantu
memberi saran, dukungan moral maupun semangat.
4. Ibu Ir. Lailis Syafa’ah, MT. selaku pembimbing II, yang juga member banyak masukan
penting.
5. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku dosen wali yang setia menemani dari semester 1
hingga akhir, juga sebagai punguji I.
6. Bapak. Ir. M. Irfan, MT selaku Penguji II.
7. Bu Nana, Mas, dan Mbak yang ”di depan meja elektro ” yang selalu membantu
mempersiapkan berkas-berkas dan info yang diberikan, Seluruh Dosen maupun Staff
Administrasi di lingkungan Jurusan Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
8. Sahabat seperjuanganku, exD3 Kastol ; mbah Antok, ST., Prima Kusuma, ST., Yusuf
Wahyu Perda, ST. (ucup bin mupeng), Vindi Hermawan, ST., Endra Hermawan, ST.
(mandra bin sama’i), Achmad Hasan Su’ud, ST. ( sungut), dan sahabatku satu ini (mulek
ae mbek awakmu mulai smester siji ampe’ mari le...) Fandi Yuslindra, ST. (bajol). Hore
wes ”eSTe” kabeh rek... owh ojo lali rek bayar, jeneng mu wes tak lebokno lho...
Haghaghag...
9. ” Seseorang ” (sopo hayo... haghaghag...) n ”mantan-mantan” (mantan majikan
a???hahai)
10. Mas Yudi, Mas Julon,Om Bayu selaku Tim pemberantas huru hara dan kebingungan
yang memberikan curahan pikiran, dorongan moral maupun fasilitas yang telah
membantu proses terlaksananya tugas akhir ini, tidak lupa info kulinernya, monggo rujak
e ”lek”, huahahahaaaajib. Suwun sanget lho Mas n Om.
11. Teman-teman kuliah ; Kontrakan lawas terlantar (special pake ceplok mbah fu’ug Ginan
bodong, Bogik, Paicong, n Aziz), kontrakan C43 (Oyek, Bazz, Ichal, n Ken), kontrakan
F99 (Bim Bogel, Ayeng, David, n Nak-kanak), Arek tretes Omah Kampus n pasukan
exGang rolas, Elektro’06 (Gepeng’06, Rico, Herta, Doni, tim Borneo, wes kabeh
halaman e gak cukup rek! Hahai..), ”Konco Mbolang” (sak ujub-ujub e).
Alhamdulillah, demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan
dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin
Wassalam
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... iii
SURAT PERNYATAAN .......................................................................... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................... v
ABSTRAKSI ............................................................................................ ix
DAFTAR ISI ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................... ........ 2
1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2
1.4 Tujuan ...................................................................................... 3
1.5 Metodelogi ............................................................................... 3
1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................... 4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Digital Kompas ........................................................................ 6
2.2 Mikrokontroler AT89S52.......................................................... 9
2.3 Optocoupler .............................................................................. 16
2.4 LCD ......................................................................................... 17
2.5 Motor Gearbox ........................................................................ 18
2.6 Motor DC ................................................................................ 18
2.7 Driver Motor ............................................................................ 20
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
3.1 Sistem Robot Pengambil bola .................................................. 23
3.1.1 Kompas ………………………………………………… 24
3.1.2 Infrared ……………………………………………….... 26
3.1.3 LCD ……………………………………………………. 26
3.1.4 Mikrokontroler AT89S52 ……………………………... 29
3.1.5 Tombol Push On ………………………………………. 30
3.1.6 Driver Motor …………………………………………... 31
3.1.7 Motor Roda Kanan dan Kiri …………………………... 32
3.1.8 Motor Pemasuk Bola …………………………………... 33
3.2 Perencanaan Mekanisme Alat .................................................. 42
3.3 3.2.1 Perancangan dan Pembuatan Alat Pengambil Bola .......... 42
3.2.2 Ruang Penampung Bola ............................................... 43
3.2.3 Mekanika Penggerak Robot .......................................... 44
3.2.4 Box Rangkaian Elektronika .......................................... 45
BAB IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Kompas CMPS 03 ................................................... 47
4.1.1 langkah- langkah pengujian ............................................. 47
4.1.2 Hasil Pengujian ............................................................... 48
4.1.3 Analisa ............................................................................ 52
4.2 Pengujian Motor Keluar ........................................................... 53
4.2.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................... 53
4.2.2 Hasil Pengukuran Motor Pmasuk .................................... 53
4.2.3 Analisa ............................................................................ 54
4.3 Pengujian Motor Roda dan Motor Driver ................................. 54
4.3.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................... 54
4.3.2 Hasil Pengujian ............................................................... 55
4.3.3 Analisa ............................................................................ 55
4.4 Pengujian Sensor .................................................................... 56
4.4.1 Langkah-langkah Percobaan ............................................ .... 56
4.4.2 Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler ............................ .... 57
4.4.3 Analisa ................................................................................ 58
4.5 Pengujian Rangkaian Catu Daya................................................. .... 58
4.5.1 Langkah-langkah Pengujian ............................................. .... 58
4.5.2 Hasil Pengujian ................................................................ .... 58
4.5.3 Analisa ............................................................................ .... 59
4.6 Pengujian Mikrokontroler AT 89S52 ......................................... .....59
4.6.1 Langkah-Langkah Pengujian ........................................... .....60
4.6.2 Hasil Pengujian ................................................................ .... 62
4.6.3 Analisa............................................................................. .... 63
4.7 Pengujian LCD .......................................................................... .... 63
4.7.1 Langkah-Langkah Pengujian ........................................... .... 63
4.7.2 Hasil Pengujian ............................................................... .... 64
4.7.3 Analisa ............................................................................ .... 64
BAB V PENUTUP
1.1.1
5.1
KESIMPULAN .................................................................... ... 65
5.2
SARAN ................................................................................ ... 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kompas Digital CMPS 03....................................................... 7
Gambar 2.2 12C Communication Protocol ................................................. 7
Gambar 2.3 Skema Rangkaian kompas Digital .......................................... 9
Gambar 2.4 Bentuk Fisik AT 89S52........................................................... 9
Gambar 2.5 Blok Diagram Mikrokontroller At89S52 ................................. 11
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin At89S52 ....................................................... 12
Gambar 2.7 Konfigurasi Xtal Osilato ......................................................... 14
Gambar 2.8 Optocoupler ........................................................................... 17
Gambar 2.9 LCD ....................................................................................... 17
Gambar 2.10 Motor Gearbox ..................................................................... 18
Gambar 2.11 Motor DC.............................................................................. 19
Gambar 2.12 Bagian Motor DC ................................................................. 20
Gambar 2.13 Driver Motor (IC L298) ........................................................ 21
Gambar 3.1 Rute Robot Pengambil Bola Dalam Arena............................... 22
Gambar 3.2 Diagram Blok Perancangan dan Pembuatan Sistem Elektronika
Robot Penaruh Bola................................................................. 24
Gambar 3.3 Kompas Digital Kompas CMPS 03 ......................................... 25
Gambar 3.4 12C Infrared ........................................................................... 26
Gambar 3.5 LCD ....................................................................................... 28
Gambar 3.6 Mikrokontroler At89S52 ......................................................... 29
Gambar 3.7 Tombol Push On ..................................................................... 30
Gambar 3.8 IC Driver Motor ..................................................................... 31
Gambar 3.9 Schematic Digital pada Power Supply..................................... 33
Gambar 3.10 Schematic Push On ............................................................... 33
Gambar 3.11 Schematic LCD .................................................................... 34
Gambar 3.12 Schematic Driver Motor Roda Kanan ................................... 34
Gambar 3.13 Schematic Pada Driver Motor Roda Kiri .............................. 35
Gambar 3.14 Schematic Pada Driver Motor Pemasuk dan Pengeluar Bola . 35
Gambar 3.15 Schematic Kompas ............................................................... 36
Gambar 3.16 Schematic Optocoupler ........................................................ 36
Gambar 3.17 Schematic Secara Keseluruhan ............................................. 37
Gambar 3.18 Flow Chart Keseluruhan Sistem ............................................ 39
Gambar 3.19 Flow Chart Navigasi ............................................................. 41
Gambar 3.20 Mekanika Pengambil............................................................. 42
Gambar 3.21 Penampung Bola .................................................................. 43
Gambar 3.22 Mekanika Penggerak Robot .................................................. 44
Gambar 3.23 Box Rangkaian Elektronika..................................................... 46
Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Kompas............................................... 48
Gambar 4.2 Gelombang Pulsa Arah Utara Kompas..................................... 48
Gambar 4.3 Gelombang Pulsa Arah Timur laut Kompas.............................. 49
Gambar 4.4 Gelombang Pulsa Arah Timur Kompas..................................... 49
Gambar 4.5Gelombang Pulsa Arah Tenggara Kompas................................ 49
Gambar 4.6 Gelombang Pulsa Arah Selatan Kompas................................... 50
Gambar 4.7 Gelombang Pulsa Arah Barat Daya Kompas............................. 50
Gambar 4.8 Gelombang Pulsa Arah Barat Kompas...................................... 50
Gambar 4.9 Gelombang Pulsa Arah Barat Laut Kompas.............................. 51
Gambar 4.10 Pengukuran Motor Keluar....................................................... 53
Gambar 4.11 Pengukuran Rangkaian Motor Roda dan Motor Driver........... 55
Gambar 4.12 Pengukuran Rangkaian Iinfra Merah ..................................... .56
Gambar 4.13 Gelombang Pulsa Unfra Merah ............................................. 57
Gambar 4.14 Pengukuran Rangkaian Power Supply ................................... .58
Gambar 4.15 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 dengan LED ................ .62
Gambar 4.16Blok Diagram Pengujian LCD ............................................... 64
Gambar 4.17 Tampilan Pada LCD.............................................................. 64
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Register CMPS03 ...................................................................... 8
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Kompas ................................................. 51
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Motor Pengeluar .................................... 54
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Motor Roda dan Driver Motor................ 55
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler................................ 57
Table 4.5 Data Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Catu Daya .................... 59
Tabel 4.6 Tabel Kondisi dan Nyala LED…………………………………... 62
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
: Schematic Keseluruhan
Lampiran II : Datasheet Digital Kompas CMPS03
Lampiran III : Datasheet Mikrokontroler AT89s52
Lampiran IV : Datasheet Optocoupler KTIR0611s
DAFTAR PUSTAKA
[1]
ATMEL, Data sheet mikrokontroller AT89S52, 2005
[2]
ATMEL, Data sheet L298, 2007
[3]
Digital Compas CMPS03, Data Sheet
[4]
National Semiconductor, Data Sheet LM567, 1995
[5]
Teknik Pengukuran dan pengaturan, SUWASONOADI SURYOKUSMO DIPL.LE,
TARSITO. 1991
[6]
Korem Yoram, “ Robotics For Engineers ”. Mc GRAW – HILL INTERNATIONAL
EDITIONS. 1987
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di era teknologi seperti sekarang ini dalam kehidupan manusia tidak terlepas dari
perkembangan iptek, salah satunya di bidang robotika yang tumbuh dan berkembangnya
sangat cepat bahkan di negara-negara maju berlomba-lomba membuat robot, mulai dari robot
mainan, robot industri hingga robot pembantu rumah tangga. Di Indonesia perkembangan
robot masih sedikit lambat, untuk mengatasi hal tersebut maka saat ini telah diadakan
bermacam kontes robot, hal ini bertujuan untuk menumbuh kembangkan kreatifitas di bidang
robotika sehingga perkembangan robotika di Indonesia dapat setahap demi setahap
berkembang seperti di negara-negara maju.
Dari permasalahan tersebut guna mengembangkan sebuah performance dari robot
diperlukan sebuah rangkaian elektronika untuk mengontrol seluruh gerakan robot, agar robot
yang diciptakan dapat bekerja secara baik sehingga dapat dijadikan sarana edukasi ataupun
tahapan pengembangan kualitas robot yang digunakan untuk kontes robot kontes robot.
dengan pengembangan sistem kontrol dan rangkaian elektronika yang diterapkan pada robot
pengambil dan penaruh bola yang nantinya dijadikan bahan perbandingan perkembangan
kualitas dan performance dari robot yang digunakan untuk edukasi ataupun pengembangan
dari robot kontes.
Sistem digital yang digunakan dalam peralatan-peralatan elektronika, termasuk
diantaranya adalah digunakan sebagai alat pengontrol pergerakan dan posisi robot sesuai
dengan yang diinginkan. Kaitannya dengan pengontrol, manusia banyak merancang suatu
1
alat yang dapat digunakan untuk mengontrol gerak suatu alat. Sebagai contoh di masyarakat
misalnya, kontrol gerak pada alat robot pemotong rumput yang gunanya memangkas rumput
halaman yang mulai memanjang, pergerakannya terkontrol sehingga rumput dapat dipangkas
secara rata. Dalam dunia industri atau pabrik pengontrolan gerak banyak digunakan
contohnya pada pabrik susu, pengontrolan yang digunakan dalam robot penyimpan yang
dapat otomatis memilih rak penyimpan susu.
Dalam robot ini sendiri pengontrolan dan sistem otomatis digunakan untuk menentukan
pergerakan robot di arena agar dapat mengambil bola-bola dan kemudian memasukkan
kedalam keranjang.
1.2 Perumusan Masalah
Bagaimana merencanakan dan membuat rangkaian elektronik untuk mengoperasikan
robot agar dapat mengambil bola di arena, kemudian memasukkan ke dalam bin atau
penampung bola.
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini agar tujuan tugas akhir ini
dapat tercapai adalah :
1. Perancangan rangkaian elektronika menggunakan komponen-komponen elektronika yang
sudah umum dipasaran
2.
Membahas perencanaan dan pembuatan mekanisme untuk mengoperasikan robot pengambil
penaruh bola secara otomatis.
2
3.
Membahas cara kerja hardware yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan robot
tanpa membahas software.
4.
Arena atau lapangan berbentuk persegi dengan 4 bin atau penampung.
5.
Jenis bola yang akan digunakan adalah jenis bola pimpong.
1.4 Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah Membuat rangkaian elektronik
agar robot dapat bekerja secara otomatis agar dapat mengambil bola di arena kemudian
memasukkan bola kedalam bin atau penampung.
1.5 Luaran Yang Diharapkan
Pada tugas akhir ini adalah menghasilkan sebuah alat yang dapat menjadi acuan dalam
pengembangan robot otomatis yang digunakan dalam bidang industri ataupun robot kontes.
1.6 Kegunaan Program
Alat pengontrol ini nantinya dipergunakan untuk membantu di bidang industri dan kontes
robot sehingga menghasilkan robot yang mempunyai tingkat keberhasilan yang tinggi.
1.7 Metodologi
Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut;
1.7.1 Study literature
Study literature digunakan untuk mencari dan mempelajari teori-teori yang
terkait dalam perancangan alat.
3
1.7.2 Perencanaan Alat
Merencanakan pembuatan alat agar alat nantinya bisa berjalan sesuai dengan
yang diharapkan.
1.7.3 Pembuatan Alat
Setelah melakukan perencanaan maka dilakukan pembuatan rangkaian untuk
kemudian dirakit menjadi satu kesatuan sistem.
1.7.4 Pengujian Alat
Melakukan pengujian alat perbagian untuk mengetahui hasil dari perencanan
dan pembuatan alat.
1.7.5 Menarik Kesimpulan
Menarik kesimpulan dan saran dari hasil perencanaan dan pembuatan alat.
1.8 Sistematika Pembahasan
Penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab, yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Merupakan pengantar dari seluruh bab berisi latar belakang, tujuan, rumusan masalah, batasan
masalah, metodologi dan sistematika pembahasan.
BAB II DASAR TEORI
Berisi tentang teori-teori yang menujang dari pembuatan alat.
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
Membahas mengenai perencanaan, perancangan sampai pembuatan alat.
4
BAB IV PENGUJIAN ALAT
Menjelaskan mengenai hasil uji coba alat hasil rancangan.
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan dan saran.
5
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
NIM: 06.530.087
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
NIM: 06.530.087
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
LEMBAR PERSETUJUAN
PERANCANGAN ROBOT PENGAMBIL DAN PENARUH BOLA
BERBASIS DIGITAL KOMPAS CMPS03 (PENGAMBIL)
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh :
R. PRIZKY ALIF PRANATA
06530087
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I
Ir. Nur Alif M., MT
NIP.UMM : 10892030257
PembimbingII
Ir. LailisSyafa’ah, MT
NIP.UMM10890090189
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini
:
Nama
: R. Prizky Alif Pranata
Tempat/Tgl Lahir
: Sumenep / 16 Juli 1988
NIM
: 06530087
Fakultas / Jurusan
: Teknik / Elektro
Menyatakan bahwa tugas akhir kami yang berjudul :
“PERANCANGAN
ROBOT
PENGAMBIL DAN PENARUH
BOLA
BERBASIS
DIGITAL KOMPAS CMPS03” adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian
maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini
tidak benar, kami bersedia mendapat sangsi akademis.
Malang,
Yang menyatakan,
R. Prizky Alif Pranata
Mengetahui,
Pembimbing I
Ir. Nur Alif M., MT
NIP.UMM : 10892030257
Pembimbing II
Ir. Lailis Syafa’ah, MT
NIP.UMM : 10890090189
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana atas segala kasih
sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir dengan
judul:
Perancangan Robot Pengambil dan Penaruh Bola Berbasis Digital Kompas
CMPS03
Tugas Akhir ini dibuat dengan menerapkan teori yang didapat selama kuliah dengan
penelitian dibidang robotika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan
saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna melengkapi Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.
Amin yaa robbal ‘aalamiin.
Malang, Mei 2011
Penulis
M OTTO DAN PERSEM BAHAN
“ Hidup adalah karya seni Tuhan, tidak datarnya kehidupan
bagi masing-masing ciptaanNya memberikan suatu cerita
tersendiri bagi individu yang disadari atau tanpa disadari adalah
satu dari sekian banyak ciptaanNya, maka tetaplah merunduk
ketika sesuatu yang lebih diberikan oleh Nya”
Tugas akhir ini kudedikasikan untuk :
M ama, M ama, M ama, Aik, Aik, Aik, Adik, dan keluarga besar ,
“Seseorang”, dari “dia dedikasi hidup ini terfokus,
Sahabat-sahabat ku yang sudah jadi saudara ku selama di U M M ,
Seluruh Teman-teman Elektro Angkatan 2006,
dan Aku sendiri.
Ucapan Terima kasih
Menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini butuh perhatian dan waktu yang lebih, dukungan dari
orang-orang di sekitar juga hal penting untuk yang bisa membantu mental agar tetap semagat
menyelesaikan Tugas Akhir ini, terima kasih ku untuk:
1. Allah S.W.T yang memberikan segala-galanya,
2. Kedua Orang Tua Mama, Aik, dik Ratih, dan keluarga besar yang telah memberi
dukungan baik moral maupun material.
3. Ibu Ir. Nur alif M, MT. selaku pembimbing I serta seorang ibu yang selalu membantu
memberi saran, dukungan moral maupun semangat.
4. Ibu Ir. Lailis Syafa’ah, MT. selaku pembimbing II, yang juga member banyak masukan
penting.
5. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku dosen wali yang setia menemani dari semester 1
hingga akhir, juga sebagai punguji I.
6. Bapak. Ir. M. Irfan, MT selaku Penguji II.
7. Bu Nana, Mas, dan Mbak yang ”di depan meja elektro ” yang selalu membantu
mempersiapkan berkas-berkas dan info yang diberikan, Seluruh Dosen maupun Staff
Administrasi di lingkungan Jurusan Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
8. Sahabat seperjuanganku, exD3 Kastol ; mbah Antok, ST., Prima Kusuma, ST., Yusuf
Wahyu Perda, ST. (ucup bin mupeng), Vindi Hermawan, ST., Endra Hermawan, ST.
(mandra bin sama’i), Achmad Hasan Su’ud, ST. ( sungut), dan sahabatku satu ini (mulek
ae mbek awakmu mulai smester siji ampe’ mari le...) Fandi Yuslindra, ST. (bajol). Hore
wes ”eSTe” kabeh rek... owh ojo lali rek bayar, jeneng mu wes tak lebokno lho...
Haghaghag...
9. ” Seseorang ” (sopo hayo... haghaghag...) n ”mantan-mantan” (mantan majikan
a???hahai)
10. Mas Yudi, Mas Julon,Om Bayu selaku Tim pemberantas huru hara dan kebingungan
yang memberikan curahan pikiran, dorongan moral maupun fasilitas yang telah
membantu proses terlaksananya tugas akhir ini, tidak lupa info kulinernya, monggo rujak
e ”lek”, huahahahaaaajib. Suwun sanget lho Mas n Om.
11. Teman-teman kuliah ; Kontrakan lawas terlantar (special pake ceplok mbah fu’ug Ginan
bodong, Bogik, Paicong, n Aziz), kontrakan C43 (Oyek, Bazz, Ichal, n Ken), kontrakan
F99 (Bim Bogel, Ayeng, David, n Nak-kanak), Arek tretes Omah Kampus n pasukan
exGang rolas, Elektro’06 (Gepeng’06, Rico, Herta, Doni, tim Borneo, wes kabeh
halaman e gak cukup rek! Hahai..), ”Konco Mbolang” (sak ujub-ujub e).
Alhamdulillah, demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan
dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin
Wassalam
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... iii
SURAT PERNYATAAN .......................................................................... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................... v
ABSTRAKSI ............................................................................................ ix
DAFTAR ISI ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................... ........ 2
1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2
1.4 Tujuan ...................................................................................... 3
1.5 Metodelogi ............................................................................... 3
1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................... 4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Digital Kompas ........................................................................ 6
2.2 Mikrokontroler AT89S52.......................................................... 9
2.3 Optocoupler .............................................................................. 16
2.4 LCD ......................................................................................... 17
2.5 Motor Gearbox ........................................................................ 18
2.6 Motor DC ................................................................................ 18
2.7 Driver Motor ............................................................................ 20
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
3.1 Sistem Robot Pengambil bola .................................................. 23
3.1.1 Kompas ………………………………………………… 24
3.1.2 Infrared ……………………………………………….... 26
3.1.3 LCD ……………………………………………………. 26
3.1.4 Mikrokontroler AT89S52 ……………………………... 29
3.1.5 Tombol Push On ………………………………………. 30
3.1.6 Driver Motor …………………………………………... 31
3.1.7 Motor Roda Kanan dan Kiri …………………………... 32
3.1.8 Motor Pemasuk Bola …………………………………... 33
3.2 Perencanaan Mekanisme Alat .................................................. 42
3.3 3.2.1 Perancangan dan Pembuatan Alat Pengambil Bola .......... 42
3.2.2 Ruang Penampung Bola ............................................... 43
3.2.3 Mekanika Penggerak Robot .......................................... 44
3.2.4 Box Rangkaian Elektronika .......................................... 45
BAB IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Kompas CMPS 03 ................................................... 47
4.1.1 langkah- langkah pengujian ............................................. 47
4.1.2 Hasil Pengujian ............................................................... 48
4.1.3 Analisa ............................................................................ 52
4.2 Pengujian Motor Keluar ........................................................... 53
4.2.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................... 53
4.2.2 Hasil Pengukuran Motor Pmasuk .................................... 53
4.2.3 Analisa ............................................................................ 54
4.3 Pengujian Motor Roda dan Motor Driver ................................. 54
4.3.1 Langkah- langkah Pengujian ........................................... 54
4.3.2 Hasil Pengujian ............................................................... 55
4.3.3 Analisa ............................................................................ 55
4.4 Pengujian Sensor .................................................................... 56
4.4.1 Langkah-langkah Percobaan ............................................ .... 56
4.4.2 Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler ............................ .... 57
4.4.3 Analisa ................................................................................ 58
4.5 Pengujian Rangkaian Catu Daya................................................. .... 58
4.5.1 Langkah-langkah Pengujian ............................................. .... 58
4.5.2 Hasil Pengujian ................................................................ .... 58
4.5.3 Analisa ............................................................................ .... 59
4.6 Pengujian Mikrokontroler AT 89S52 ......................................... .....59
4.6.1 Langkah-Langkah Pengujian ........................................... .....60
4.6.2 Hasil Pengujian ................................................................ .... 62
4.6.3 Analisa............................................................................. .... 63
4.7 Pengujian LCD .......................................................................... .... 63
4.7.1 Langkah-Langkah Pengujian ........................................... .... 63
4.7.2 Hasil Pengujian ............................................................... .... 64
4.7.3 Analisa ............................................................................ .... 64
BAB V PENUTUP
1.1.1
5.1
KESIMPULAN .................................................................... ... 65
5.2
SARAN ................................................................................ ... 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kompas Digital CMPS 03....................................................... 7
Gambar 2.2 12C Communication Protocol ................................................. 7
Gambar 2.3 Skema Rangkaian kompas Digital .......................................... 9
Gambar 2.4 Bentuk Fisik AT 89S52........................................................... 9
Gambar 2.5 Blok Diagram Mikrokontroller At89S52 ................................. 11
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin At89S52 ....................................................... 12
Gambar 2.7 Konfigurasi Xtal Osilato ......................................................... 14
Gambar 2.8 Optocoupler ........................................................................... 17
Gambar 2.9 LCD ....................................................................................... 17
Gambar 2.10 Motor Gearbox ..................................................................... 18
Gambar 2.11 Motor DC.............................................................................. 19
Gambar 2.12 Bagian Motor DC ................................................................. 20
Gambar 2.13 Driver Motor (IC L298) ........................................................ 21
Gambar 3.1 Rute Robot Pengambil Bola Dalam Arena............................... 22
Gambar 3.2 Diagram Blok Perancangan dan Pembuatan Sistem Elektronika
Robot Penaruh Bola................................................................. 24
Gambar 3.3 Kompas Digital Kompas CMPS 03 ......................................... 25
Gambar 3.4 12C Infrared ........................................................................... 26
Gambar 3.5 LCD ....................................................................................... 28
Gambar 3.6 Mikrokontroler At89S52 ......................................................... 29
Gambar 3.7 Tombol Push On ..................................................................... 30
Gambar 3.8 IC Driver Motor ..................................................................... 31
Gambar 3.9 Schematic Digital pada Power Supply..................................... 33
Gambar 3.10 Schematic Push On ............................................................... 33
Gambar 3.11 Schematic LCD .................................................................... 34
Gambar 3.12 Schematic Driver Motor Roda Kanan ................................... 34
Gambar 3.13 Schematic Pada Driver Motor Roda Kiri .............................. 35
Gambar 3.14 Schematic Pada Driver Motor Pemasuk dan Pengeluar Bola . 35
Gambar 3.15 Schematic Kompas ............................................................... 36
Gambar 3.16 Schematic Optocoupler ........................................................ 36
Gambar 3.17 Schematic Secara Keseluruhan ............................................. 37
Gambar 3.18 Flow Chart Keseluruhan Sistem ............................................ 39
Gambar 3.19 Flow Chart Navigasi ............................................................. 41
Gambar 3.20 Mekanika Pengambil............................................................. 42
Gambar 3.21 Penampung Bola .................................................................. 43
Gambar 3.22 Mekanika Penggerak Robot .................................................. 44
Gambar 3.23 Box Rangkaian Elektronika..................................................... 46
Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Kompas............................................... 48
Gambar 4.2 Gelombang Pulsa Arah Utara Kompas..................................... 48
Gambar 4.3 Gelombang Pulsa Arah Timur laut Kompas.............................. 49
Gambar 4.4 Gelombang Pulsa Arah Timur Kompas..................................... 49
Gambar 4.5Gelombang Pulsa Arah Tenggara Kompas................................ 49
Gambar 4.6 Gelombang Pulsa Arah Selatan Kompas................................... 50
Gambar 4.7 Gelombang Pulsa Arah Barat Daya Kompas............................. 50
Gambar 4.8 Gelombang Pulsa Arah Barat Kompas...................................... 50
Gambar 4.9 Gelombang Pulsa Arah Barat Laut Kompas.............................. 51
Gambar 4.10 Pengukuran Motor Keluar....................................................... 53
Gambar 4.11 Pengukuran Rangkaian Motor Roda dan Motor Driver........... 55
Gambar 4.12 Pengukuran Rangkaian Iinfra Merah ..................................... .56
Gambar 4.13 Gelombang Pulsa Unfra Merah ............................................. 57
Gambar 4.14 Pengukuran Rangkaian Power Supply ................................... .58
Gambar 4.15 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 dengan LED ................ .62
Gambar 4.16Blok Diagram Pengujian LCD ............................................... 64
Gambar 4.17 Tampilan Pada LCD.............................................................. 64
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Register CMPS03 ...................................................................... 8
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Kompas ................................................. 51
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Motor Pengeluar .................................... 54
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Motor Roda dan Driver Motor................ 55
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler................................ 57
Table 4.5 Data Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Catu Daya .................... 59
Tabel 4.6 Tabel Kondisi dan Nyala LED…………………………………... 62
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
: Schematic Keseluruhan
Lampiran II : Datasheet Digital Kompas CMPS03
Lampiran III : Datasheet Mikrokontroler AT89s52
Lampiran IV : Datasheet Optocoupler KTIR0611s
DAFTAR PUSTAKA
[1]
ATMEL, Data sheet mikrokontroller AT89S52, 2005
[2]
ATMEL, Data sheet L298, 2007
[3]
Digital Compas CMPS03, Data Sheet
[4]
National Semiconductor, Data Sheet LM567, 1995
[5]
Teknik Pengukuran dan pengaturan, SUWASONOADI SURYOKUSMO DIPL.LE,
TARSITO. 1991
[6]
Korem Yoram, “ Robotics For Engineers ”. Mc GRAW – HILL INTERNATIONAL
EDITIONS. 1987
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di era teknologi seperti sekarang ini dalam kehidupan manusia tidak terlepas dari
perkembangan iptek, salah satunya di bidang robotika yang tumbuh dan berkembangnya
sangat cepat bahkan di negara-negara maju berlomba-lomba membuat robot, mulai dari robot
mainan, robot industri hingga robot pembantu rumah tangga. Di Indonesia perkembangan
robot masih sedikit lambat, untuk mengatasi hal tersebut maka saat ini telah diadakan
bermacam kontes robot, hal ini bertujuan untuk menumbuh kembangkan kreatifitas di bidang
robotika sehingga perkembangan robotika di Indonesia dapat setahap demi setahap
berkembang seperti di negara-negara maju.
Dari permasalahan tersebut guna mengembangkan sebuah performance dari robot
diperlukan sebuah rangkaian elektronika untuk mengontrol seluruh gerakan robot, agar robot
yang diciptakan dapat bekerja secara baik sehingga dapat dijadikan sarana edukasi ataupun
tahapan pengembangan kualitas robot yang digunakan untuk kontes robot kontes robot.
dengan pengembangan sistem kontrol dan rangkaian elektronika yang diterapkan pada robot
pengambil dan penaruh bola yang nantinya dijadikan bahan perbandingan perkembangan
kualitas dan performance dari robot yang digunakan untuk edukasi ataupun pengembangan
dari robot kontes.
Sistem digital yang digunakan dalam peralatan-peralatan elektronika, termasuk
diantaranya adalah digunakan sebagai alat pengontrol pergerakan dan posisi robot sesuai
dengan yang diinginkan. Kaitannya dengan pengontrol, manusia banyak merancang suatu
1
alat yang dapat digunakan untuk mengontrol gerak suatu alat. Sebagai contoh di masyarakat
misalnya, kontrol gerak pada alat robot pemotong rumput yang gunanya memangkas rumput
halaman yang mulai memanjang, pergerakannya terkontrol sehingga rumput dapat dipangkas
secara rata. Dalam dunia industri atau pabrik pengontrolan gerak banyak digunakan
contohnya pada pabrik susu, pengontrolan yang digunakan dalam robot penyimpan yang
dapat otomatis memilih rak penyimpan susu.
Dalam robot ini sendiri pengontrolan dan sistem otomatis digunakan untuk menentukan
pergerakan robot di arena agar dapat mengambil bola-bola dan kemudian memasukkan
kedalam keranjang.
1.2 Perumusan Masalah
Bagaimana merencanakan dan membuat rangkaian elektronik untuk mengoperasikan
robot agar dapat mengambil bola di arena, kemudian memasukkan ke dalam bin atau
penampung bola.
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini agar tujuan tugas akhir ini
dapat tercapai adalah :
1. Perancangan rangkaian elektronika menggunakan komponen-komponen elektronika yang
sudah umum dipasaran
2.
Membahas perencanaan dan pembuatan mekanisme untuk mengoperasikan robot pengambil
penaruh bola secara otomatis.
2
3.
Membahas cara kerja hardware yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan robot
tanpa membahas software.
4.
Arena atau lapangan berbentuk persegi dengan 4 bin atau penampung.
5.
Jenis bola yang akan digunakan adalah jenis bola pimpong.
1.4 Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah Membuat rangkaian elektronik
agar robot dapat bekerja secara otomatis agar dapat mengambil bola di arena kemudian
memasukkan bola kedalam bin atau penampung.
1.5 Luaran Yang Diharapkan
Pada tugas akhir ini adalah menghasilkan sebuah alat yang dapat menjadi acuan dalam
pengembangan robot otomatis yang digunakan dalam bidang industri ataupun robot kontes.
1.6 Kegunaan Program
Alat pengontrol ini nantinya dipergunakan untuk membantu di bidang industri dan kontes
robot sehingga menghasilkan robot yang mempunyai tingkat keberhasilan yang tinggi.
1.7 Metodologi
Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut;
1.7.1 Study literature
Study literature digunakan untuk mencari dan mempelajari teori-teori yang
terkait dalam perancangan alat.
3
1.7.2 Perencanaan Alat
Merencanakan pembuatan alat agar alat nantinya bisa berjalan sesuai dengan
yang diharapkan.
1.7.3 Pembuatan Alat
Setelah melakukan perencanaan maka dilakukan pembuatan rangkaian untuk
kemudian dirakit menjadi satu kesatuan sistem.
1.7.4 Pengujian Alat
Melakukan pengujian alat perbagian untuk mengetahui hasil dari perencanan
dan pembuatan alat.
1.7.5 Menarik Kesimpulan
Menarik kesimpulan dan saran dari hasil perencanaan dan pembuatan alat.
1.8 Sistematika Pembahasan
Penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab, yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Merupakan pengantar dari seluruh bab berisi latar belakang, tujuan, rumusan masalah, batasan
masalah, metodologi dan sistematika pembahasan.
BAB II DASAR TEORI
Berisi tentang teori-teori yang menujang dari pembuatan alat.
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
Membahas mengenai perencanaan, perancangan sampai pembuatan alat.
4
BAB IV PENGUJIAN ALAT
Menjelaskan mengenai hasil uji coba alat hasil rancangan.
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan dan saran.
5