Rancang Bangun Lengan Robot Tanpa Kabel Berbasis Mikrokontroller At 89s52

RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT TANPA KABEL
BERBASIS MIKROKONTROLLER AT 89S52

SKRIPSI

EMAN GUNANTA. PC
140821001

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETUAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

2

RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT TANPA KABEL
BERBASIS MIKROKONTROLLER AT 89S52

SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
sarjana sains

EMAN GUNANTA. PC
140821001

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETUAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

i

PERSETUJUAN

Judul


: RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT
TANPA KABEL BERBASIS
MIKROKONTROLLER AT 89S52.

Kategori

: Skripsi

Nama

: EMAN GUNANTA. PC

NIM

: 140821001

Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika


Departemen
Fakultas

Fisika
: Matematika dan ilmu pengetahuan alam (
FMIPA ) Universitas Sumatra Utara

Disetujui di
Medan,

Januari 2017

Disetujuin oleh
Departemen Matematika FMIPA USU

Pembimbing 1

Ketua,

DR. Marhaposan Situmorang

NIP. 195510301980131003

Drs. Kurnia Brahmana,M.Si
NIP. 196009301986011001

ii

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT TANPA KABEL
BERBASIS MIKROKONTROLLER AT 89S52

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Terkecuali ada
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumberya.

Medan, Februari 2017

EMAN GUNANTA. PC

NIM: 140821001

iii

PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada TUHAN YANG MAHA ESA,
karena berkat rahmat dan karunia-Nya laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan.
Dengan Laporan tugas akhir yang berjudul “ RANCANG BANGUN LENGAN
ROBOT TANPA KABEL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT 89S52”
Dalam pembuatan laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak menghadapi
masalah dan kesulitan, namun berkat bimbingan dan bantuan dari beberapa pihak
baik berupa mental, informasi, segi administrasi dan Doa. Oleh karena itu, sudah
selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Drs. Kurnia Brahmana,M.Si selaku dosen pembimbing yang telah
banyak meluangan waktu, memberikan panduan dan masukan kepada
penulis untuk menyempurnakan laporan skripsi ini.
2. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Kepala Departemen Fisika
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Drs. Herli Ginting, MS selaku Kepala Program Studi S-1 Fisika

Ekstensi Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Johaiddin Saragih,M.Si, yang selalu membantu kami mengurus
segala keperluan berkas kami.
5. Dan buat kedua Orang Tua saya yang selalu memberikan dukungan,
perhatian, dalam penulisan skripsi ini sampai selesai.
6. Seluruh Dosen/ Staf pengajar pada program studi fisika Ekstensi.
7. Semua pihak yang terlibat langsung atau pun tidak langsung yang
tidak dapat penulis ucapkan satuper satu yang telah membantu
penyelesaian skripsi ini.

Meskipun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis
juga

menyadari

adanya

kekurangan.

Oleh


karena

itu,

penulis

sangat

mengharapkan saran dan kritikan dari semua pihak yang bersifat membangun

iv

guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap kiranya
laporan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan,

Februari 2017
Penulis


EMAN GUNANTA PC
NIM. 140821001

v

ABSTRAK

Pada pembuatan Tugas Akhir ini dirancang suatu mini robotik berlengan
yang dibuat dari sebuah treck mainan bertujuan untuk memindahkan barangbarang yang berbahaya seperti zat radio aktif dan lain-lain.
Selain untuk memindakan barang-barang yang berbaya, sistem ini
dirancang untuk menggerakkan Lengan Robot seperti belok kiri, belok kanan,
maju dan mundur. Lengan yang dirancang bukan hanya untuk memindahkan
barang-brang dari depan motor saja, tapi lengan tersebut dapat berputar ke kiri dan
ke kanan sehingga dapat memindahkan barang-barang tersebut dari setiap bagian
yang ada di dekat mini robotik.
Sistem ini dirancang menggunakan komponen-komponen yang terdiri atas
rangkaian penggerak mini Lengan Robot, rangkaian penggerak terdiri dari motor
servo, sistem minimum microcontroler, rangkaian untuk transmitter dan
rangkaian untuk receiver. Rangkaian transmitter tersebut akan mengirimkan
perintah, yang telah di program dari sistem minimum microcontroller ke

rangkaian receiver untuk menggerakkan Lengan Robot dan Motor DC. Rangkaian
transmitter dan receiver tersebut dirancang dengan menggunakan modul ASK.
Dalam rancangan ini dibuat labtop sebagai pengendali dalam pergerakkan
lengan Robot. Di dalam Labtop juga dibuat sebuah sistem minimum bertujuan
sebagai perintah penggerak dan mengirimkan data ke rangkaian receiver.

vi

ABSTRACT

In making this final project designed a robotic mini sleeves are made of
a treck toy aims to move dangerous goods such as radioactive substances and
others.

In addition to memindakan dangerous goods, the system is designed to
move the robot arm such as turn left, turn right, forward and backward. The arms
are designed not only for goods to move from the front of the bike, but the arm
can rotate to the left and to the right so that it can move these items from each
section near the mini robotic.


These systems are designed using components that consist of a series of
mini-Arm Robot driving, driving circuit consists of a servo motor, the minimum
system microcontroler, the circuit for the transmitter and receiver circuit for. The
transmitter will send a series of commands, which have been on the program of
the minimum system microcontroller to the receiver circuit to drive the robot arm
and DC motors. The transmitter and receiver circuits designed using ASK
module.

In this design the laptop as a controller created in Robot arm movement.
Inside the laptop also made a minimum system aims as the driving commands and
sends data to a receiver circuit.

vii

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan……………………………………………………………..……………….i
Peryataan…………………………………………………...……………….…………ii
Penghargaan………………………………………………………………….……….iii

Abstrak…………………………………………………………………….…..……….v
Daftar isi……………………………………………………….……………...……...vii
Daftar Gambar………………………………………………………………..……….xi
Daftar Tabel……………………………………………………………….…………xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang…………………………………………………………….1
1.2 Rumusan Masalah………...……………………………………………….2
1.3 Batasan Masalah…………………………………………………………..2
1.4 Tujuan Penelitian………………………………………………………….2
1.5 Manfaat Penelitian………………………………………………………...2
1.6 Sistematika Penyusunan Tugas Akhir…………………………………….2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lengan Robot…...…………………...………………………………........4
2.2 Klasifikasi Umum Robot………………………………………………….4

viii

2.2.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Penggunaan Aktuator.................4
2.2.1.1 Manipulator…………………………………………...4
2.2.1.2 Mobile Robot………………………………………….6
2.3 Klasifikasi Robot Berdasarkan Kebutuhan Operator Robot……….……...7
2.3.1 Autonomoous Robot…………………………………………….7
2.3.2 Teleoperetad Robot……………………………………………...7
2.4 Klasifikasi Robot Berdasarkan Kegunaan………………………………...8
2.4.1 Robot Industri ( Industrial Robot )……………………………...8
2.5 Struktur Umum Robot…………………………………………………….9
2.5.1 Lengan ( arm )……………………..…….……………….……..9
2.5.2 Pergelangan ( wrist )…………………………………………….9
2.5.3 Ujung ( end effector )…………………………………...……..10
2.6 Motor Penggerak...…...………………………………………………….10
2.6.1 Pengertian Motor………………………...…………………….10
2.6.1.1 Motor DC…………………………………………….11
2.6.1.2 Motor Servo ( ServoMotor )……...………………….12
2.7 Encoder HT12E………………..………………………………………...14
2.8 Decoder HT12D............………...……………………………………….15
2.9 Modul Driver Motor DC…………………………………………………16
2.10 Driver / Receiver RS – 232, MAX – 232………………………………16
2.11 Port Komunikasi Serial…………..……………………………………..18
2.12 Mikrocontroller AT89S52……………………………………………...19

ix

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Sistem…………………………………………………….21
3.1.1 Penjelasan Dari Setiap Diagram Blok Sistem Diatas…...……..22
3.2 Perancangan Rangkaian Tiap Blok………………………...…………….23
3.2.1 Perancangan Rangkaian Catu Daya……………………………23
3.2.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller AT89S52….......24
3.2.3 Perancangan Rangkaian Modul Pemancar Dengan AT89S52...25
3.2.4Perancangan Hubungan Modul Penerima RLP 433
Dengan AT8S52………..……………………………………...26
3.2.5 Rangkaian Module Penggerak Motor DC Dengan Driver
L298 dan AT89S52…….……………………………………...27
3.2.6 Perancangan Rangkaian Penggerak Motor Servo……………...28
3.3 Perancangan Perangkat Lunak…………………………………………...29
3.3.1 Diagram Alur Program Utama Untuk Pengirim ( Transmitter ).30
3.3.2 Diagram Alur Program Utama Untuk Reseiver…….………….31

BAB 4 PENGUJIAN DAN HASIL
4.1 Pengujian Sistem Robot………………………………………………….32
4.1.1 Pengujian Sistem Mikrokontroller AT89S51 Secara Manual…………32
4.1.2Pengujian Data Serial Dari Labtop Ke Mikro AT89S52 Yang
Ditampilkan Pada Led………………..……………………….……….32
4.1.3 Pengujian Lengan Robot Dengan Menggunakan Limit Switch….……35
4.1.4 Pengujian Rangkaian Pemancar Dan Penerima ASK…………….……41

x

4.1.5 Pengujian Driver Motor DC L298……………………………………..52

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan……………..………………………………………………..54
5.2 Saran……………………………………………………………………..54

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Manipulator robot .....................................................................................5
Gambar 2.2 Robot beroda dua (a) dan robot beroda caterpillar (b)...............................6
Gambar 2.3 Autonomous robot......................................................................................7
Gambar 2.4 caterpillar robot dan remote control....................................................…..8
Gambar 2.5 Robot industry...........................................................................................8
Gambar 2.6 Lengan robot..............................................................................................9
Gambar 2.7 Pergelangan robot......................................................................................9
Gambar 2.8 End effector arm robot.............................................................................10
Gambar 2.9 (a) motor DC, (b) motor servo.................................................................11
Gambar 2.10 Motor DC...............................................................................................11
Gambar 2.11 Sistem mekanik servomotor..................................................................13
Gambar 2.12 Timing Diagram Pengendalian Servo Motor.........................................14
Gambar 2.13 Konfigurasi Pin Pada HT12E.................................................................15
Gambar 2.14 Konfigurasi Pin Pada HT12D.................................................................15
Gambar 2.15 Modul Driver Motor DC.........................................................................16
Gambar 2.16 Susunan penyemat dan diagram blok chip MAX-232...........................17

xii

Gambar 2.17 Port DB9 jantan......................................................................................18
Gambar 2.18 Port DB9 betina.....................................................................................18
Gambar 2.19 susunan PIN konektor DB9...................................................................18
Gambar 2.20 Konfigurasi Pin Pada Mikrokontroler AT89S52..................................19
Gambar 3.1 Blok Diagram systim Pengirim...............................................................21
Gambar 3.2 Blok Diagram systim Penerima........................................................…...21
Gambar 3.3 pengkoplingan catu daya.........................................................................23
Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Minimum AT89S52...................................................24
Gambar 3.5 Rangkaian Modul Pemancar...................................................................25
Gambar 3.6 Rangkaian Modul HT12D Dengan AT89S52.........................................26
Gambar 3.7 Rangkaian Pengendali Motor DC dengan Driver L298...........................27
Gambar 3.8 Rangkaian Penggerak Motor Servo.........................................................28

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 2.1 Fungsi Susunan Konektor DB9…………………………………...18
Tabel 2.2 Kapasitas Memori Mikrokontroler seri AT89XX............................20
Tabel 3.2 akses masukan dan keluaran pada microcontroller AT89S52, untuk
penerima data...................................................................................29
Tabel 3.1 akses masukan dan keluaran pada mikrocontroller AT89S52, Untuk
Pengiriman...........................................................................................29
Tabel 4.1 hasil pengujian rangkaianmikrokontroller….…..………………….32
Tabel 4.2 Data Yang di Kirim dan Yang diterima ditampilakan pada led.......35
Tabel 4.3 Data Yang di Kirim Dari limit switch dan perintah pada motor
servo……………….…………………………………………........41
Tabel 4.4 Fungsi Penekanan Keyboad dan Data Yang Akan Dikirim…......…41
Tabel 4.5 Data Yang Diterima dan Reaksi Pada Penerima………………..….42
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Modul Driver Motor DC L298……………….…..53