Realisasi Robot Penyedot Debu Pada Lantai Berbasis Mikrokontroler MCS 51.

i

Realisasi Robot Penyedot Debu pada Lantai Berbasis Mikrokontroler MCS 51

Andhika D Linardi / 0322016

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65 Bandung

bizzarionly@yahoo.com

ABSTRAK

Kemajuan teknologi di bidang robotika memungkinkan untuk dilakukan otomasi di segala bidang kehidupan. Robot dapat mempermudah atau menggantikan manusia dalam pekerjaan sehari-hari. Mulai dari pekerjaan membersihkan rumah dapat dilakukan dengan bantuan robot pembersih, sehingga pekerjaan rutin dapat dilakukan secara otomatis.

Pada tugas akhir ini telah dibuat robot penyedot debu beroda tiga yang dapat membersihkan suatu ruangan. Robot ini dilengkapi dengan tiga buah sensor optocoupler untuk mengetahui keberadaan rintangan di sekeliling robot, sehingga robot menelusuri seluruh ruangan. Robot berjalan melintasi seluruh ruangan sambil melakukan proses penyedotan debu.

Percobaan menunjukkan robot berjalan melintasi seluruh ruangan uji coba sambil menyedot debu di lantai tanpa menabrak dinding. Robot berhenti bekerja ketika seluruh ruangan telah selesai dibersihkan. Persentase luas ruangan yang dapat dibersihkan oleh robot adalah 96,04%. Kelemahan dari percobaan ini adalah kekuatan sedot dari vacuum cleaner kurang kuat, maka ruangan tidak sepenuhnya bersih.

Realization of Microcontroller MCS 51 Based Floor Vacuum Cleaning Robot

Andhika D Linardi / 0322016

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65 Bandung

bizzarionly@yahoo.com

ABSTRACT

The development of robotic technologies could be applied to human daily life. Robot can replace or help people to do daily works easily. For instance, robot can clean the house, so the routine work could be done automatically.

In this final project, the vacuum cleaner robot has been made for cleaning the room. This robot equipped with three optocoupler sensor to discover the obstacles around the robot so that the robot can trace all the room. The robot passes over the whole room while sucking the dust.

The experiment shows that the robot can clean the whole room and sucking the dust in the floor without crashing the wall. Then robot stops working when the whole room has been finished clean. The percentage of the extent room that can be cleaned by the robot is 96.04%. the remain problem of this experiment is that the suction power of this vacuum cleaner is not strong enough, so it could not fully cleaned the room.

Key word: the vacuum cleaning robot, optocoupler sensor, vacuum cleaner

ii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB I PENDAHULUAN 1

I.1 Latar Belakang 1

I.2 Identifikasi Masalah 1

I.3 Tujuan 1

I.4 Pembatasan Masalah 1

I.5 Spesifikasi 2

I.6 Sistematika Penulisan 2

BAB II LANDASAN TEORI 4

II.1 Teori Robot 4

II.2 Sensor Optocoupler 7

II.3 Mikrokontroler MCS 9

II.3.1 Deskripsi Mikrokontroler MCS 51 (AT89S51) 9

II.3.2 Konfigurasi Port I/O 10

II.4 Motor DC 12

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT 14 III.1 Diagram Blok dan Cara Kerja 14 III.2 Perancangan Perangkat Keras 16

III.2.1 Perancangan Bentuk Robot 16

III.2.2 Rangkaian Sensor Jarak (Optocoupler) 18 III.2.3 Rangkaian Mikrokontroler MCS 51 20

III.3 Perancangan Perangkat Lunak 22

vi

BAB IV DATA PENGAMATAN 25

IV.1 Pengujian Software 25

IV.1.1 Inisialisasi Port AT89S51 25

IV.1.2 Program Utama 26

IV.2 Pengujian Sensor Optocoupler 29

IV.3 Pengujian Robot 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 33

V.1 Kesimpulan 33

V.2 Saran 33

DAFTAR PUSTAKA 34

LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Diagram sistem robotik 5

Gambar II.2 Sensor optocoupler 8 Gambar II.3 Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 10

Gambar II.4 Cara kerja motor DC 13 Gambar III.1 Diagram blok robot 14 Gambar III.2 Pola gerak pada keadaan pertama 15 Gambar III.3 Pola gerak penyesuaian posisi robot 15 Gambar III.4 Pergerakkan robot ketika berputar 16 Gambar III.5 Sketsa bentuk robot 17 Gambar III.6 Lebar mulut vacuum cleaner 18 Gambar III.7 Sketsa vacuum cleaner 18 Gambar III.8 Letak sensor optocoupler pada robot 19

Gambar III.9 Rangkaian Transmitter 19 Gambar III.10 Rangkaian Receiver 20 Gambar III.11 Rangkaian mikrokontroler AT89S51 21

Gambar III.12 Flowchart Utama 23 Gambar III.13 Flowchart subroutine cek posisi 23 Gambar III.14 Flowchart subroutine kerja 24 Gambar IV.1 Keadaan sebelum inisialisasi 25 Gambar IV.2 Keadaan setelah inisialisasi 26 Gambar IV.3 Memeriksa sensor 26 Gambar IV.4 Semua sensor tidak ada halangan 27 Gambar IV.5 Sensor depan ada halangan 27 Gambar IV.6 Sensor depan dan kanan ada halangan 28 Gambar IV.7 Sensor depan dan kiri ada halangan 28 Gambar IV.8 Semua sensor ada halangan 29 Gambar IV.9 Kemiringan jalan robot pada maze 31 Gambar IV.10 Daerah yang dapat dibersihkan 32

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Konfigurasi I/O Pin 8 Tabel II.2 Port Paralel 8 Bit 11 Tabel III.1 Pergerakkan roda berdasarkan output mikrokontroler 22 Tabel IV.1 Besar nilai intensitas cahaya ruangan 29 Tabel IV.2 Tegangan output sensor optocoupler 30 Tabel IV.3 Sudut kemiringan jalan robot 31

vii

LAMPIRAN A

Ta mp a k d e p a n

Ta mp a k sa mp ing

A-1

Ta mp a k b e la ka ng

LAMPIRAN B

Program Robot

$mo d 51

m _kirim a ju e q u p 3.6 m_kirimund ur e q u p 3.7 m _ka na nm und ur e q u p 3.5 m _ka na nm a ju e q u p 3.4

m o v p 0,# 00h m o v p 1,# 0ffh m o v p 2,# 00h m o v p 3,# 00h

c e k_p o sisi:

c _ka na n:

jb p 1.5,c _d e p a n1

c _d e p a n2:

jb p 1.6,c _kiri lc a ll ma ju

jm p c _d e p a n2

c _d e p a n1:

jnb p 1.6,c e k_ma ju1 sub 1: lc a ll kiri

lc a ll d e la y2 jm p c _ka na n

c _kiri:

jb p 1.7,p uta r_kiri lc a ll kiri

lc a ll d e la y2 sub 2: lc a ll m a ju

jb p 1.6,sub 1

jmp sub 2

p uta r_kiri:

lc a ll kiri lc a ll d e la y2 lc a ll d e la y2 jmp c e k_ma ju1

c e k_ma ju1: jb p 1.6,c e k_kiri lc a ll ma ju jmp c e k_ma ju1

c e k_m a ju2: jb p 1.6,c e k_ka na n lc a ll ma ju jmp c e k_ma ju2

c e k_kiri: jb p 1.7,c e k_ka na n lc a ll mund ur lc a ll kiri lc a ll d e la y jmp c e k_ma ju2

c e k_ka na n: jb p 1.5,b e rhe nti lc a ll mund ur lc a ll ka na n lc a ll d e la y jmp c e k_ma ju1

m a ju: se tb m _ka na nm a ju

B-2

se tb m _kirim a ju c lr m_ka na nmund ur c lr m_kirimund ur re t

ka na n: c lr m_ka na nma ju se tb m _kirim a ju

se tb m_ka na nmund ur c lr m_kirimund ur re t

kiri: se tb m _ka na nm a ju c lr m_kirima ju

c lr m_ka na nmund ur se tb m _kirim und ur re t

m und ur:

se tb m_ka na nmund ur se tb m _kirim und ur c lr m_ka na nma ju c lr m_kirima ju lc a ll d e la y2 re t

b e rhe nti:

c lr m_ka na nma ju c lr m_kirima ju

c lr m_ka na nmund ur c lr m_kirimund ur ljm p sto p

d e la y: MO V R5, # 128 ; g a nti ja d i ... Xx0.1m S LDR6: MO V R6, # 200 ; 0.1 MILI DETIK

LDR7: MO V R7, # 250 ; 0.5 MILI DETIK DJNZ R7, $

DJNZ R6, LDR7 DJNZ R5, LDR6

RET

d e la y2: MO V R5, # 30 ; g a nti ja d i ... Xx0.1m S LDR62: MO V R6, # 200 ; 0.1 MILI DETIK

LDR72: MO V R7, # 250 ; 0.5 MILI DETIK DJNZ R7, $

DJNZ R6, LDR72 DJNZ R5, LDR62

RET sto p :

e nd

B-4

LAMPIRAN C

C-1

C-3

C-5

C-7

C-9

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika penulisan.

I.1 Latar Belakang Masalah

Robotika adalah teknologi yang sekarang sedang berkembang dengan pesat, banyak negara berlomba-lomba menggunakan teknologi robotika untuk otomasi di segala bidang kehidupan. Mulai dari rumah tangga, industri, medis sampai pada militer.

Seiring semakin sibuknya banyak orang dengan kegiatannya, maka sangat penting ada robot untuk menggantikan atau mempermudah orang dalam melakukan pekerjaan. Salah satu contoh adalah untuk melakukan pekerjaan membersihkan ruangan yang menyita waktu serta tenaga. Maka perlu ada suatu solusi untuk mengatasi masalah ini.

I.2 Identifikasi Masalah

Bagaimana cara merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan tanpa menabrak dinding?

I.3 Tujuan

Tujuan tugas akhir ini adalah merancang dan merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan.

I.4 Pembatasan masalah

Dalam realisasi tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah:

2

1. Besar ruangan yang digunakan untuk uji coba hanya sebesar 2 x 2 meter. Simulasi ruangan dibentuk dari sterofom berwarna putih dengan tinggi 50 cm.

2. Ruangan yang digunakan adalah ruangan kosong, tidak ada benda-benda di dalam ruangan.

3. Kotoran yang disedot hanya debu.

4. Kantung debu dibersihkan secara manual.

I.5 Spesifikasi

Spesifikasi dari robot: 1. 3 buah sensor optocoupler 2. 2 buah motor DC 12 Volt 3. Mikrokontroler MCS - 51

4. Penyedot debu (Vacuum cleaner) DC 12 Volt 5. Sumber energi menggunakan accu

I.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab dengan penyusunan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Berisi latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, serta sistematika penulisan dari laporan tugas akhir ini.

Bab II Landasan Teori

Berisi pembahasan teori-teori serta komponen yang dipergunakan dalam merealisasikan robot penyedot debu.

Bab III Perancangan dan Realisasi Alat

Berisi diagram blok, cara kerja robot, perancangan dan pembuatan hardware maupun software.

3

Bab IV Data Pengamatan dan Analisa

Berisi hasil pengujian simulasi, kepekaan sensor optocoupler, jarak jangkauan sensor optocoupler, kemiringan jalan robot dan area yang dapat dibersihkan oleh robot.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Berisi kesimpulan dan saran setelah didapatkan fakta-fakta dari pengujian alat.

33 

 

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan membahas kesimpulan dan saran yang didapat dari percobaan pembuatan robot penyedot debu.

V.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Robot penyedot debu dapat dibuat dengan menggunakan mikrokontroler

MCS 51 (AT89S51).

2. Algoritma dengan cara berjalan lurus kemudian berbelok ke arah kiri dan kanan secara bergantian berhasil menelusuri 96,04% permukaan ruangan. 3. Kelemahan dari sensor robot adalah sangat dipengaruhi oleh cahaya pada

ruangan. Intensitas cahaya yang baik (tidak mengganggu kerja sensor) adalah antara >93 lux sampai >144 lux. Robot juga berjalan miring ke arah kiri dengan sudut kemiringan 7,57⁰.

V.2 Saran

Saran untuk tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Menggunakan sensor ultrasonik supaya tidak dipengaruhi oleh cahaya

dalam ruangan.

2. Menggunakan vacuum cleaner yang mempunyai kekuatan hisap yang

lebih kuat, supaya dapat membersihkan debu-debu dengan lebih efektif.

DAFTAR PUSTAKA

1. Budiharto, Widodo, “Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas”, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2006.

2. Pitowarno, Endra, “Robotika Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Andi, Yogyakarta, 2006.

3. Putra, Agfianto Eko, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55: Teori dan Aplikasi”, Gava Media, Yogyakarta, 2003.

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor, 18 Juli 2007 6. http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007

7. http://lecturer.eepis-its.edu/~epit/modules.php?name=News&file=article& sid=20 , 13 Agustus 2007

8. http://www.datasheet4u.com, 12 Juli 2007

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika penulisan.

I.1 Latar Belakang Masalah

Robotika adalah teknologi yang sekarang sedang berkembang dengan pesat, banyak negara berlomba-lomba menggunakan teknologi robotika untuk otomasi di segala bidang kehidupan. Mulai dari rumah tangga, industri, medis sampai pada militer.

Seiring semakin sibuknya banyak orang dengan kegiatannya, maka sangat penting ada robot untuk menggantikan atau mempermudah orang dalam melakukan pekerjaan. Salah satu contoh adalah untuk melakukan pekerjaan membersihkan ruangan yang menyita waktu serta tenaga. Maka perlu ada suatu solusi untuk mengatasi masalah ini.

I.2 Identifikasi Masalah

Bagaimana cara merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan tanpa menabrak dinding?

I.3 Tujuan

Tujuan tugas akhir ini adalah merancang dan merealisasikan robot yang dapat menyedot debu suatu ruangan.

I.4 Pembatasan masalah

Dalam realisasi tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah:

1

1. Besar ruangan yang digunakan untuk uji coba hanya sebesar 2 x 2 meter. Simulasi ruangan dibentuk dari sterofom berwarna putih dengan tinggi 50 cm.

2. Ruangan yang digunakan adalah ruangan kosong, tidak ada benda-benda di dalam ruangan.

3. Kotoran yang disedot hanya debu.

4. Kantung debu dibersihkan secara manual.

I.5 Spesifikasi

Spesifikasi dari robot: 1. 3 buah sensor optocoupler 2. 2 buah motor DC 12 Volt 3. Mikrokontroler MCS - 51

4. Penyedot debu (Vacuum cleaner) DC 12 Volt 5. Sumber energi menggunakan accu

I.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab dengan penyusunan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Berisi latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, serta sistematika penulisan dari laporan tugas akhir ini.

Bab II Landasan Teori

Berisi pembahasan teori-teori serta komponen yang dipergunakan dalam merealisasikan robot penyedot debu.

Bab III Perancangan dan Realisasi Alat

Berisi diagram blok, cara kerja robot, perancangan dan pembuatan

3

Bab IV Data Pengamatan dan Analisa

Berisi hasil pengujian simulasi, kepekaan sensor optocoupler, jarak jangkauan sensor optocoupler, kemiringan jalan robot dan area yang dapat dibersihkan oleh robot.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Berisi kesimpulan dan saran setelah didapatkan fakta-fakta dari pengujian alat.

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan membahas kesimpulan dan saran yang didapat dari percobaan pembuatan robot penyedot debu.

V.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Robot penyedot debu dapat dibuat dengan menggunakan mikrokontroler

MCS 51 (AT89S51).

2. Algoritma dengan cara berjalan lurus kemudian berbelok ke arah kiri dan kanan secara bergantian berhasil menelusuri 96,04% permukaan ruangan. 3. Kelemahan dari sensor robot adalah sangat dipengaruhi oleh cahaya pada

ruangan. Intensitas cahaya yang baik (tidak mengganggu kerja sensor) adalah antara >93 lux sampai >144 lux. Robot juga berjalan miring ke arah kiri dengan sudut kemiringan 7,57⁰.

V.2 Saran

Saran untuk tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Menggunakan sensor ultrasonik supaya tidak dipengaruhi oleh cahaya

dalam ruangan.

2. Menggunakan vacuum cleaner yang mempunyai kekuatan hisap yang

DAFTAR PUSTAKA

1. Budiharto, Widodo, “Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas”, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2006.

2. Pitowarno, Endra, “Robotika Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Andi, Yogyakarta, 2006.

3. Putra, Agfianto Eko, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55: Teori dan Aplikasi”, Gava Media, Yogyakarta, 2003.

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor, 18 Juli 2007 6. http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, 13 Agustus 2007

7. http://lecturer.eepis-its.edu/~epit/modules.php?name=News&file=article& sid=20 , 13 Agustus 2007

8. http://www.datasheet4u.com, 12 Juli 2007

34