TUGAS AKHIR - Robot pengantar surat berbasis mikrokontroler AT89S51 - USD Repository

  

TUGAS AKHIR

ROBOT PENGANTAR SURAT BERBASIS

MIKROKONTROLER AT89S51

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro

  Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma disusun oleh :

  ADI SAPUTRA NIM : 055114005

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

  

FINAL PROJECT

POSTMAN ROBOT USING AT89S51

MICROCONTROLLER

  In Partial Fullfilment of the requirements for the degree of Sarjana Teknik Electrical Engineering Study Program

  Electrical Engineering Department Science and Technology Faculty Sanata Dharma University

  

ADI SAPUTRA

NIM : 055114005

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

  

2009

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Adi Saputra NIM : 055114005 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

  Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  Robot Pengantar Surat Berbasis Mikorokontroler AT89S51 (Postman Robot Using AT89S51 Microcontroller).

  Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 17 Agustus 2009 Yang menyatakan (Adi Saputra)

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 17 Agustus 2009 Adi Saputra

  

INTISARI

  Dalam kehidupan sehari – hari banyak ditemui kekurangan dalam proses penyampaian surat dalam suatu perusahaan atau universitas. Dari kekurangan tersebut maka dibuatlah suatu robot untuk mengatasinya. Dengan mikrokontroler sebagai ”otak”-nya dan prinsip line follower sebagai sistem pergerakkannya, dibuatlah robot pengantar surat otomatis.

  Sensor Jalur pada robot dirancang untuk mendeteksi garis (line) dan akan memberi masukan pada mikrokontroler untuk menentukan arah gerak robot dengan cara mengubah kecepatan gerak roda kiri dan kanan. Lengan mekanik berfungsi untuk mengambil dan meletakkan surat. Aktuator untuk menggerakkan roda dan lengan mekanik pada robot menggunakan motor DC. Sensor surat pada robot untuk mendeteksi ada atau tidaknya surat di dalam loker.

  Hasil pengamatan menunjukan bahwa robot bekerja cukup baik. Robot akan bekerja semakin cepat jika lintasan yang dilalui tidak banyak tikungan. Selain itu robot juga akan bekerja semakin baik jika menggunakan catudaya dengan kemampuan daya yang besar. Kata kunci : Robot, mikrokontroler, Line Follower, motor DC.

  

ABSTRACT

  In daily live, there are so many weakness on letter delivering process at company or university. From that weakness then a robot will be made to solve that problem. With microcontroller as the “brain” and line follower’s principle as moving system then postman robot delivery will be made.

  Line sensors on robot are designed for detect the line and will give an input to microcontroller to decide robot movement direction with changing the movement speed on the left and right wheel. Mechanical arm’s function is to take and to put a letter. DC Motor used as Actuator to move the wheel and the mechanical arm. Robot’s letter sensor will detect if there is a letter or not in the locker.

  Observation result show that the robot’s work was good enough. Robot’s work faster if the circuit that it through has less turn. Beside that, the robot also will work better if the power supply is used with big power capacity. Keyword : Robot, Microcontroller, Line Follower, Motor DC.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas karunia dan bimbingan-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan perancangan Tugas Akhir “ Robot Pengantar Surat Berbasis Mikrokontroler AT89S51” beserta penulisan laporan ini.

  Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Strata 1 (S1) pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Berkat dukungan dari banyak pihak, Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Dan dengan tulus hati, Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada pihak yang telah membantu demi lancarnya penyelesaian Tugas Akhir ini :

  1. Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada Penulis dari awal hingga Tugas Akhir ini selesai.

  2. Keluarga, yang telah memberikan dukungan moral dan ekonomi sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai.

  3. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah membantu dan memberi arahan dari awal hingga akhir masa kuliah.

  4. Johfines Wijaya, yang telah membantu, dan mendukung hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.

  5. Rekan – rekan Teknik Elektro Angkatan 2005, terimakasih atas kebersamaan, dukungan, dan bantuannya sehingga masa kuliah menjadi kenangan yang indah dan menyenangkan.

  6. Rekan – rekan satu kontrakan, Charli Liando Saputra, Silverius Yonan Saga, Oktavianus Ardhian Nugroho, I Putu gede Surya Wibawa, Efendi Saipin, Herman

  Marhindi, Jansen Simatupang, terimakasih atas kebersamaannya dalam suka maupun duka.

  7. Para dosen, laboran, dan staf administrasi jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma dan semua pihak yang selama ini secara tidak langsung telah banyak membantu Penulis.

  Penulis menyadari sepenuhnya akan keterbatasan, kekurangan, dan kelemahan yang menjadikan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari para Pembaca, dan dengan senang hati Penulis akan menerimanya.

  Kiranya demikianlah beberapa hal yang ingin Penulis sampaikan, dengan harapan semoga bermanfaat bagi Pembaca semuanya.

  Yogyakarta, 10 Juli 2009 Adi Saputra

  

DAFTAR ISI

  Halaman Sampul (Bahasa Indonesia) ……………………………………………... i Halaman Sampul (Bahasa Inggris) ……………………………………………....... ii Halaman Persetujuan …………………………………………………………........ iii Halaman Pengesahan .................................................................................... ……... iv Lembar Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah .......................................................... v Pernyataan Keaslian Karya ……………………………………………………....... vi Intisari ……………………………………………………………………………... vii Abstract ……………………………………………………………………………. viii Kata Pengantar ………………………………………………………………......... ix Daftar Isi …………………………………………………………………………... xi Daftar Gambar …………………………………………………………………….. xv Daftar Tabel ……………………………………………………………………….. xviii

  BAB I : PENDAHULUAN

  1.1 Judul …………………………………………………………………………… 1

  1.2 Latar Belakang ………………………………………………………………… 1

  1.3 Tujuan dan Manfaat …………………………………………………………… 2

  1.4 Batasan Masalah ………………………………………………………………. 3

  1.5 Metodologi Penelitian …………………………………………………………. 3

  BAB II : DASAR TEORI

  2.1 Robotika ……………………………………………………………….. 5

  2.1.1 Sistem Robot dan Orientasi fungsinya ……………………..... 5

  2.1.2 Sistem Kontrol Dasar Robot ………………………………… 7

  2.2 Mikrokontroler AT89S51 ……………………………………………... 7

  2.2.1 Fitur Yang Dimiliki AT89S51 ………………………………. 8

  2.2.2 Organisasi Memori AT89S51 ………………………….......... 8

  2.2.2.1 Memori Data ………………………………………. 8

  2.2.2.1.1 RAM Internal ……………………………. 9

  2.2.2.1.2 SFR (Special Function Register) ………... 10

  2.2.3 Pewaktu / Pencacah (Timer / Counter) ……………………… 13

  2.2.3.1 TMOD ……………………………………………... 13

  2.2.3.2 TCON ……………………………………………… 14

  2.2.4 Mode Timer ………………………………………………….. 15

  2.2.5 Rangkaian Oscillator ………………………………………... 16

  2.2.6 Mekanisme Reset …………………………………………..... 16

  2.3 Light – Dependent Resistor (LDR) ……………………………………. 17

  2.4 Fotodioda (Photodiode) ……………………………………………….. 18

  2.5 Light Emitting Diode (LED) …………………………………………... 18

  2.5.1 Tegangan dan Arus LED ……………………………………. 19

  2.6 Optocoupler …………………………………………………………….20

  2.7 Pembagi Tegangan …………………………………………………….. 21

  2.8 Saklar Batas (Limit Switch) ……………………………………………. 22

  2.9 Konparator …………………………………………………………….. 22

  2.10 Voltage buffer (Penyangga tegangan) ……………………………....... 23

  2.11 Aktuator Menggunakan Motor DC …………………………………... 24

  2.12 IC Driver L293 ………………………………………………………. 26

  BAB III : RANCANGAN PENELITIAN

  3.1 Model Sistem ………………………………………………………….. 28

  3.2 Alur Perancangan Sensor Jalur (Line Sensor) ……………………….... 29

  3.8.3 Subrutin Proses Peletakan Surat …………………………….. 54

  4.4 Pengujian Rangkaian Sensor Indikator Surat ......................................... 69

  4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan Referensi ................................. 67

  4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Pendeteksi Jalur Hitam ............................ 63

  4.1.4 Konsumsi Arus dan Daya …………………………………… 61

  4.1.3 Uji Kecepatan Robot ………………………………………… 60

  4.1.2 Uji Keberhasilan Mengantar Surat …………………………... 58

  4.1.1 Uji Keberhasilan Mengambil Surat …………………………. 56

  4.1 Pengujian Robot ……………………………………………………….. 55

  BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

  3.8.2 Subrutin Proses Pengambilan Surat …………………………. 53

  3.2.1 Sensor Pendeteksi Jalur Hitam ……………………………… 30

  3.8.1 Diagram Alir Program Utama ……………………………….. 50

  3.8 Perangkat Lunak (Software) …………………………………………... 50

  3.7.2 Pengukuran Berat ……………………………………………. 48

  3.7.1 Perhitungan Daya ……………………………………………. 45

  3.7 Perancangan Daya dan Berat ………………………………………….. 45

  3.6 Mikrokontroler AT89S51 ……………………………………………... 43

  3.5 Perancangan Motor DC Sebagai Aktuator …………………………….. 42

  3.4 Perancangan Loker Surat / Kotak Surat ……………………………….. 38

  3.3 Alur Perancangan Lengan Mekanik ……………………………………34

  3.2.2 Sensor Sensitivitas Cahaya Luar …………………………….. 33

  4.5 Pengujian PWM ...................................................................................... 70

  4.6 Pembahasan Software ............................................................................. 72

  4.6.1 Subrutin Proses Jalan ............................................................... 72

  4.6.1 Subrutin Persimpangan ....................................................................... 73

  4.6.1 Subrutin Proses Ambil Surat .............................................................. 75

  4.6.1 Subrutin Proses Peletakan Surat ......................................................... 75

  4.6.1 Subrutin Proses Pulang ....................................................................... 76

  BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 78

  5.2 Saran ....................................................................................................... 78 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... ...................... 80 LAMPIRAN ............................................................................................................. 81

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1 Peta Memory RAM …………………………………………………………... 9Gambar 2.2 Special functions Register (SFR) …………………………………………….. 11Gambar 2.3 Program Status Word (PSW) ………………………………………………… 12Gambar 2.4 Register – Register pada TMOD ……………………………………………... 13Gambar 2.5 Register – Register pada TCON ……………………………………………... 14Gambar 2.6 Rangkaian Oscillator ………………………………………………………… 16Gambar 2.7 Rangkaian Reset ……………………………………………………………… 16Gambar 2.8 Simbol Rangkaian LDR ……………………………………………………… 17Gambar 2.9 Karakteristik LDR ……………………………………………………………. 17Gambar 2.10 Simbol Rangkaian Fotodioda ……………………………………………….. 18Gambar 2.11 Simbol LED ………………………………………………………………… 19Gambar 2.12 Rangkaian LED …………………. ………………………………………… 19Gambar 2.13 Rangkaian Optocoupler …………………………………………………….. 20Gambar 2.14 Rangkaian Tiga Resistor Terhubung Seri …………………………………... 21Gambar 2.15 Kondisi Limit Switch NO dan Kondisi Limit Switch NC ................................ 22Gambar 2.16 Op-amp Komparator dan Karakteristik Tegangan Output (Vo) ..................... 23Gambar 2.17 Grafik Vout dan Vin Yang Sudah Dibandingkan Dengan Vref ..................... 23Gambar 2.18 Rangkaian Buffer Tegangan ………………………………………………… 24Gambar 2.19 Kontrol Motor DC Menggunakan Jembatan H .............................................. 25Gambar 2.20 Pulse-Width Modulation ……………………………………………………. 26Gambar 2.21 IC L293D ....................................................................................................... 27Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Secara Umum ................................................................ 28Gambar 3.2 Desain Jadi Robot Pengantar Surat ................................................................... 29Gambar 3.3 Diagram Sistem Sensor Jalur Secara Umum .................................................... 30Gambar 3.4 Desain Sensor Jalur Bagian Depan ................................................................... 31Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Jalur Hasil Perancangan ...................................................... 32Gambar 3.6 Level Tegangan Fotodioda Saat R 3k Ohm .................................................... 33

  

d

Gambar 3.7 Rangkaian Pendeteksi Cahaya Luar / Pengatur Sensitivitas ............................. 34Gambar 3.8 Lengan Mekanik dan Pergerakannya ................................................................ 35Gambar 3.9 Proses Pengambilan Surat ……………………………………………………. 36Gambar 3.10 Proses Peletakan Surat .................................................................................... 37Gambar 3.11 Rancangan Segitiga Penahan .......................................................................... 38Gambar 3.12 Perancangan Lintasan dan Ukuran Loker ....................................................... 39Gambar 3.13 Skematik LED Indikator ……………………………………………………. 39Gambar 3.14 Rancangan Skematik Rangkaian Penerima ..................................................... 41Gambar 3.15 Rancangan Perangkat Keras Penerima ........................................................... 41Gambar 3.16 Karakteristik Tegangan Keluaran LDR …………………………………….. 41Gambar 3.17 Rangkaian Skematik Untuk Penggerak Roda Kiri dan Kanan ....................... 43Gambar 3.18 Rangkaian Skematik Untuk Penggerak Lengan Mekanik / Slider .................. 43Gambar 3.19 Port I/O AT89S51 dan Fungsinya .................................................................. 44Gambar 3.20 Rangkaian Reset dan Rangkaian Oscillator .................................................... 45Gambar 3.21 Desain 3D Berdasarkan Berat Alat ................................................................. 49Gambar 3.22 Diagram Alir Perangkat Lunak Robot ............................................................ 50Gambar 3.23 Diagram Alir Subrutin Proses Pengambilan Surat .......................................... 53Gambar 3.24 Diagram Alir Subrutin Proses Peletakan Surat ............................................... 54Gambar 4.1 Robot Saat Mengambil Surat ............................................................................ 57Gambar 4.2 Posisi Loker yang Benar (Kiri) dan Salah (Kanan) .......................................... 58Gambar 4.3 Posisi Lengan Mekanik yang Benar (Kiri) dan Salah (Kanan) ......................... 58Gambar 4.4 Robot Saat Akan Meletakkan Surat .................................................................. 59Gambar 4.5 Lintasan yang Digunakan ..................................................................................60Gambar 4.6 Metode Pengukuran Arus ……………………………………………………..62Gambar 4.7 Hardware Sensor Pendeteksi Jalur Hitam ........................................................ 64Gambar 4.8 Skematik Rangkaian Sensor Pendeteksi Jalur Hitam Satu Sisi ........................ 64Gambar 4.9 Hardware Sensor Tegangan Referensi ............................................................. 68Gambar 4.10 Hardware Rangkaian Sensor Indikator Surat ................................................. 69Gambar 4.11 Subrutin Waktu Tunda ……………………………………………………… 70Gambar 4.12 Penggalan Program untuk Menentukan Kepala Robot .....………………….. 72Gambar 4.13 Subrutin Proses Jalan ..……………………………………………………… 72Gambar 4.14 Subrutin Persimpangan ...…………………………………………………… 74Gambar 4.15 Robot Melewati Loker ……………………………………………………… 74Gambar 4.16 Robot Bergerak ke arah Loker ……………………………………………… 74Gambar 4.17 Subrutin Proses Ambil Surat ...……………………………………………… 75Gambar 4.18 Subrutin Proses Peletakan Surat ..…………………………………………... 75Gambar 4.19 Robot Melakukan Proses Peletakan Surat ......……………………………… 76Gambar 4.20 Subrutin Proses Pulang ....…………………………………………………... 76

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1 Mode Pencacah / Waktu ………………………………………………………... 15Tabel 3.1 Karakteristik Fotodioda Hasil Pra Penelitian ........................................................ 32Tabel 3.2 Karaktersistik LDR ……………………………………………………………... 33Tabel 3.3 Kondisi Limit Switch ............................................................................................. 35Tabel 3.4 Data Pra Penelitian Untuk Karakteristik LDR yang Ditutup Pipa ....................... 40Tabel 3.5 Kondisi Kecepatan Roda Berdasarkan Sensor …………………………………. 42Tabel 3.6 Besar Daya Hasil Perhitungan Teoritis ................................................................. 47Tabel 3.7 Berat Masing – Masing Alat ................................................................................. 48Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kinerja Robot ..................................................................... 56Tabel 4.2 Data Keberhasilan Dalam Mengambil Surat ........................................................ 57Tabel 4.3 Data Keberhasilan Dalam Mengantarkan Surat .................................................... 59Tabel 4.4 Data Waktu Tempuh Untuk Proses Pengantaran Surat ........................................ 60Tabel 4.5 Data Kecepatan Robot .......................................................................................... 61Tabel 4.6 Data Arus dan Daya Total yang Diserap ……………………………………….. 62Tabel 4.7 Perbandingan Data Hasil Pengukuran dan Data Teoritis Pada Sensor

  Pendeteksi Jalur Hitam Sisi Depan ...................................................................................... 66

Tabel 4.8 Perbandingan Data Hasil Pengukuran dan Data Teoritis Pada Sensor

  Pendeteksi Jalur Hitam Sisi Belakang .................................................................................. 67

Tabel 4.9 Data Perbandingan Hasil Pengukuran Dengan Hasil Perancangan

  Untuk Sensor Tegangan Referensi .......................................................................................68

Tabel 4.10 Data Perbandingan Hasil Pengukuran Dengan Hasil perancangan

  Sensor Indikator Surat …………………………………………………………………….. 70

Tabel 4.11 Data PWM Hasil Pengukuran ………………………………………………… 71

  1 BAB I PENDAHULUAN

1.1.Judul

  Robot Pengantar Surat Berbasis Mikrokontroler AT89S51 (Postman Robot Using ).

  AT89S51 Microcontroller

1.2.Latar Belakang

  Dalam kehidupan sehari – hari banyak ditemui kekurangan dalam proses penyampaian surat pada perusahaan atau universitas, seperti jauhnya tempat loker surat dari ruang kerja sehingga menimbulkan rasa malas bagi seorang karyawan untuk mengambilnya. Dari kekurangan tersebut, agar surat tersebut dapat diterima oleh karyawan yang dituju tanpa perlu mengambil sendiri ke tempat loker surat maka dibuatlah suatu robot untuk mengatasinya.

  Robot yang akan dibuat menggunakan mikrokontroler karena dengan mikrokontroler, memungkinkan untuk dibuat sebuah piranti elektronik yang dimensi fisiknya jauh lebih ringkas. Penerapan mikrokontroler saat ini pun sudah sangat luas dan telah memberi sumbangan yang besar bagi teknologi yang menunjang kehidupan manusia terbukti dari banyaknya berbagai temuan yang terus dikembangkan untuk menyelesaikan masalah kehidupan. Salah satunya yang sekarang mulai terkenal dan sering dilombakan adalah Line Follower ( pengikut garis). Sesuai namanya, Line Follower adalah robot yang akan bergerak mengikuti jalur yang sudah ditentukan. Dengan mikrokontroler sebagai ”otak”-nya dan prinsip line follower sebagai sistem pergerakkannya dibuatlah robot pengantar surat otomatis.

  2 Saat diberi catu daya, robot akan berjalan di samping loker. Di depan setiap loker

  terdapat persimpangan, dan robot akan mendeteksi persimpangan tersebut. Jika sampai pada persimpangan, robot akan berhenti dan akan mendeteksi cahaya dari arah loker. Jika robot mendeteksi cahaya, maka lengan mekanik akan bergerak masuk ke loker dan mengambil surat di dalam. Setelah surat terambil, robot akan berbelok di persimpangan dan akan berjalan mengikuti jalur sampai di tempat tujuan, lengan mekanik akan meletakan surat. Jika pada saat berhenti di persimpangan robot tidak mendeteksi cahaya selama 5 detik, robot akan menganggap bahwa loker kosong dan akan bergerak lurus melewati persimpangan dan berhenti di persimpangan berikutnya, begitu seterusnya sampai jalur habis. Jika robot sudah sampai pada akhir jalur maka robot akan bergerak mundur sampai posisi awal dan akan mengulangi proses yang sama.

1.3.Tujuan dan Manfaat

  Tujuan dari penelitian ini yaitu membuat robot yang dapat mengirim surat secara otomatis.

  Selama penelitian dalam merancang robot pengantar surat ini, diharapkan dapat diambil manfaatnya antara lain : a. Sebagai salah satu contoh penerapan Mikrokontroler dalam perancangan robot.

  b. Sebagai acuan untuk perkembangan sistem pengiriman surat agar lebih efisien.

  c. Sebagai acuan untuk dapat lebih memahami fungsi dan karakteristik komponen - kompenen elektronik maupun mekanik yang digunakan dalam perancangan sehingga memperdalam ilmu pengetahuan.

  3

1.4.Batasan Masalah

  Agar perancangan sistem dan pembahasan laporan tentang robot pengantar surat berdasarkan line follower berbasis mikrokontroller ini menjadi lebih spesifik maka diberikan beberapa batasan sebagai berikut:

  a. Motor penggerak roda adalah motor DC

  b. Sensor cahaya menggunakan LED inframerah, fotodioda, dan LDR (Light Dependent

  Resistor ) yang kepekaan resistornya dapat diatur melalui resistor variable (potensiometer).

  c. Letak loker harus dekat dengan garis jalur pertama agar robot dapat mendeteksi dan mengambil surat. Demikian juga lintasan yang akan digunakan tidak ada penghalang dan panjang lintasan 2 meter.

  d. Rangkaian lengan mekanik menggunakan sistem mekanik pada CD-ROM bekas untuk pergerakan maju – mundur dan untuk sistem ini tidak dibahas dalam laporan perancangan ini.

  e. Jalur yang digunakan berwarna hitam.

  f. Surat yang akan diantar berukuran 11 cm x 23 cm.

  g. Digunakan rangkaian mikrokontroler Atmel AT89S51 untuk mengendalikan semua proses yang berlangsung pada robot pengantar surat ini.

I.5.Metodologi Penelitian

  Penulisan skripsi ini menggunakan metode : 1. Studi pustaka, menggunakan buku – buku referensi dan jurnal – jurnal.

  2. Perhitungan dan analisa dalam menentukan tegangan referensi untuk kepekaan sensor jalur, sensor cahaya (pendeteksi surat).

  4

  3. Perancangan alat yang didasari oleh dasar teori 4. Implementasi hasil perancangan ke bentuk perangkat keras (hardware).

  5. Pengujian alat dan mengambil data hasil pengujian dengan menggunakan alat ukur. Hal

• – hal yang akan dikur atau diuji adalah:
• Keberhasilan mekanisme pengambil pada lengan robot
• Daya tahan robot
• Kecerdasan robot dalam memilih tempat tujuan
• Kemampuan robot dalam membawa surat
• Kecepatan robot dalam mengirim surat 6. Analisis data yang didapat dari pengujian alat.

  7. Memberi kesimpulan yang didasari hasil analisis.

  5 BAB II DASAR TEORI

2.1.Robotika

  Keunggulan dalam teknologi robotik tak dapat dipungkiri telah lama dijadikan ikon kebanggaan negara – negara maju di dunia. Kecanggihan teknologi yang dimiliki, gedung– gedung tinggi yang mencakar langit, tingkat kesejahteraan rakyatnya yang tinggi, kota- kotanya yang modern, belumlah terasa lengkap tanpa popularitas kepiawaian dalam dunia robotika.

  Kata robot yang berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja, mulai popular ketika seorang penulis berbangsa Czech (Ceko), Karl Capek, membuat pertunjukan dari lakon komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUR (Rossum’s Universal

  ).[1]

  Robot

2.1.1.Sistem Robot dan Orientasi Fungsinya

  1. Sistem kontroler Adalah rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian prosesor (CPU,

  , komponen interface Input/Output), signal conditioning untuk sensor (analog

  Memori

  dan atau digital), dan driver untuk aktuator. Bila diperlukan bisa dilengkapi dengan sistem monitor seperti seven segment, LCD (liquid crystal display) ataupun CRT (cathode ray-tube).

  6

  2. Mekanik robot Adalah sistem mekanik yang dapat terdiri dari setidak-tidaknya sebuah fungsi gerak.

  Jumlah fungsi gerak disebut sebagai derajat kebebasan atau degree of freedom (DOF). Sebuah sendi yang diwakili oleh sebuah aktuator disebut sebagai satu DOF, sedangkan derajat kebebasan pada struktur roda dan kaki diukur berdasarkan fungsi holonomic atau

  non-holonomic .

  3. Sensor Adalah perangkat atau komponen yang bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroler. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor ON/OFF menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus parallel, sistem bus serial, hingga sistem mata kamera.

  4. Aktuator Adalah perangkat elektronik yang menghasilkan daya gerakan. Dapat dibuat dari sistem motor listrik (Motor DC (permanent magnet, brushless, shunt dan series), motor DC servo, motor stepper, ultrasonic motor, linear motor, torque motor, solenoid, dsb), Sistem pneumatik (perangkat kompresi berbasis udara atau gas nitrogen) dan perangkat hidrolik (berbasis bahan cair seperti oli). Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator atau torsi gerakan dapat dipasang sistem gearbox, baik sistem direct-gear (sistem lurus,

  , planetary gear, dsb), sprochet-chain (gir-rantai, gir-belt,

  sistem ohmic/worm-gear ataupun sistem wire-roller, dsb).

  5. Sistem Roda Adalah sistem mekanik yang dapat menggerakkan robot untuk berpindah posisi. Dapat terdiri dari sedikitnya sebuah roda penggerak (drive dan steer), dua roda differential

  7

  (kiri-kanan independen ataupun sistem belt seperti tank), tiga roda (synchro drive atau sistem holonomic), empat roda (Ackermann model/car like mobile robot ataupun sistem

  mecanum wheels ) ataupun lebih.[1]

2.1.2.Sstem Kontrol Dasar Robotika

  Sistem kontrol ON/OFF, kadangkala disebut juga sebagai “bang-bang control”, adalah kontrol yang paling dasar dalam robotika. Input sensor dan sinyal output pada aktuator dinyatakan hanya dalam dua keadaan yaitu ON/OFF atau logika 1 atau 0. Dalam berbagai aplikasi dasar cara ini sudah cukup memadai karena mampu mengontrol robot untuk mencapai target yang dikehendaki. Teori kinematik apalagi dinamik robot belum diperhitungkan dalam disain keseluruhan. Kestabilan gerak yang diperoleh hanya berdasarkan pada rule sederhana tetapi mampu menjaga robot dari gerakan yang menyebabkan tracking error (TE) menjadi membesar. Dalam hal ini pemasangan posisi sensor, aktuator dan struktur mekanik robot sangat berperan. Meski kebanyakan belum dihitung secara matematis, namun bagi mereka yang berpengalaman dalam mekanik dan elektronik praktis, rancangan struktur mekanik, konfigurasi sensor-aktuator dan cara pemasangannya bahkan seringkali cukup ‘diperkirakan’ saja. Sebagai contoh, robot-robot yang dibuat untuk keperluan kontes seperti pada Kontes Robot Indonesia (KRI).[1]

2.2.Mikrokontroler AT89S51

  AT89S51 adalah mikrokontroler 8 bit yang dibuat dengan teknologi non-volatile memori oleh Atmel, sebuah perusahaan yang menguasai teknologi flash memory sehingga mikrokontroler ini juga dilengkapi dengan 4 Kbyte flash PEROM (Programmable and

  )

  Eraseable Read Only Memory

  8 Teknologi flash memory ini memungkinkan untuk menyimpan program dalam media

  penyimpan internal, membaca program yang telah disimpan, menghapus maupun memprogram kembali dengan lebih mudah dan cepat. Dengan kemampuan hapus / tulis sebanyak lebih kurang 1000 kali, membuat mikrokontroler ini fleksibel untuk digunakan dalam berbagai sistem terutama sistem yang akan terus dikembangkan. Mikrokontroler ini merupakan anggota keluarga MCS – 51, sebuah keluarga mikrokontroler yang dipelopori oleh perusahaan intel dengan memproduksi mikrokontroler 8051. [2]

  2.2.1.Fitur Yang Dimiliki AT89S51

  Fasilitas yang dimilki mikrokontroler ini antara lain 4 Kbyte ROM, 128 Byte RAM, 4 buah I/O Port masing – masing 8 bit, 2 buah timer 16 bit, Serial interface, 64 Kbyte , Boolean processor (pada operasi bit), dan 210 lokasi yang

  External Data Memory Spaces

  dapat dialamati per bit. Diagram blok bagian – bagian mikrokontroler AT89S51 dan hubungan antar bagian tersebut secara lebih jelas dapat dilihat pada lampiran data sheet.[3]

  2.2.2.Organisasi Memori AT89S51

  Mikrokontroler AT89S51 memiliki memory data dan memory program yang terpisah penyimpanannya. Data akan tersimpan di RAM (Random Access Memory) sedangkan program disimpan di Flash PEROM. Secara umum mikrokontoler keluarga MCS51 mempunyai struktur memory yang terdiri atas memory data dan memory program.[2][3]

2.2.2.1.Memori Data

  Memory data yaitu memory yang digunakan untuk menyimpan data sementara ketika

  program dijalankan. Memory ini bersifat sementara karena data akan hilang jika catu daya

  9

  dimatikan (non-volatile). Memory ini dibagi menjadi dua yaitu RAM internal dan SFR (Special Function Register).[3]

2.2.2.1.1.RAM Internal

  RAM internal berfungsi sebagai penyimpan variable data yang bersifat sementara (Volatile). RAM internal terdiri atas Register Bank, Bit Addressable RAM, General

  RAM. RAM internal digunakan untuk memory data. Sifat dari RAM ini yaitu data

  Purphose

  yang disimpan di dalamnya akan hilang ketika catu daya dimatikan (non – volatile). Gambar 2.1 mengilustrasikan peta memory RAM [3]

Gambar 2.1 Peta Memory RAM

a) Register Banks

  Mikrokontroler MCS51 memiliki 4 buah Bank, setiap bank mempunyai 8 buah register (R0 . . . R7).

  Bank 0 pada alamat 00h – 07h; merupakan bank default Bank 1 pada alamat 08h – 0Fh; Bank 2 pada alamat 10h – 17h; optional

  10 Bank 3 pada alamat 18h – 1Fh;

  b)

  Bit Addressable

  RAM Area RAM pada alamat 20h – 2Fh dapat diakses secara bit (bit addressable), sehingga dengan sebuah instruksi setiap bit dalam area ini dapat dilakukan pengaksesan

  (setb, clear dll). Dengan adanya pengaksesan bit pada area ini kita dapat melakukan manipulasi bit dengan hanya 1 instruksi.

  RAM Area memory ini berawal pada alamat 30h – 7Fh. Dapat diakses dengan pengalamatan langsung dan tak langsung, memory ini berfungsi sebagai tempat penulisan sementara yang kemudian dapat diambil jika dibutuhkan. [3]

c) General purpose