Robot pembentuk pola gambar dan gerakan berbasis mikrokontroler AT89S51 - USD Repository
ROBOT PEMBENTUK POLA GAMBAR
DAN GERAKAN BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Disusun oleh :
YUDI PURWANDARU
NIM : 015114020
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
DRAWING MOBILE ROBOT
BASED ON AT89S51 MICROCONTROLLER
FINAL PROJECT
In partial fulfillment of the requirements
for the SARJANA TEKNIK degree
Electrical Engineering Study Program
Created by :
YUDI PURWANDARU
NIM : 015114020
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
ENGINEERING FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
ii
iii
iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain kecuali yang telah disebutkan
dalam kutipan atau daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 07 Februari 2007
Penulis
Yudi Purwandaru
v
Persembahanku
pada selembar kata-kata :
Perbedaan antara yang mustahil dan yang tidak mustahil,
Terletak pada tekad seseorang. (Tommy Lasorda)
Gapailah langit, karena jika melesetpun,
kau tetap akan berada di antara bintang-bintang
Jangan mengharapkan menjadi apa-apa,
selain menjadi dirimu sendiri,
dan cobalah menjadi dirimu yang sempurna.
(St. Francis De Salas)
!
"
#
$
%
& '
vi
$
(
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan
Berbasis Mikrokontroler AT89S51
Disusun Oleh :
Yudi Purwandaru
015114020
INTISARI
Sebuah mobile robot dapat bergerak berpindah tempat melalui gerakannya
dan dapat diprogram dengan berbagai variasi gerak untuk memperoleh kinerja
yang bervariasi. Tulisan ini akan menjelaskan bagaimana sebuah mobile robot
yang dirancang untuk menggambar pola-pola sederhana dan pola bebas melalui
gerakan yang dibentuknya.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan berbasis mikrokontroler
AT89S51 merupakan sebuah mobile robot yang pengoperasiannya dikendalikan
dengan menggunakan sebuah remote kontrol untuk televisi tipe RC-05 dari
Philips. Robot dilengkapi alat tulis pena dan sensor deteksi kertas yang dapat
diaktifkan penggunaannya. Ada delapan pola gambar yang ditanamkan kepada
robot yaitu: pola segitiga, segiempat, lingkaran, trapesium, pentagonal, hexagonal,
pola rumah sederhana, dan pola tulisan USD. Satu pilihan pola bebas diberikan
agar pengguna dapat menggambar secara manual dengan kendali dari remote
kontrol. Robot dilengkapi juga dengan menu pola yang ditampilkan pada layar
LCD.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa robot mampu mengerjakan tujuh
pola dari delapan pola yang ada dengan baik, yaitu pola segitiga, segiempat,
trapesium, pentagonal, hexagonal, rumah sederhana, dan pola tulisan USD. Hasil
pola yang dibentuk oleh robot belum begitu sempurna karena garis lurus menjadi
sedikit melengkung.
Kata kunci : mobile robot, remote kontrol, pola gambar.
vii
Drawing Mobile Robot
Based On Microcontroller AT89S51
Yudi Purwandaru
015114020
Abstract
A mobile robot can make a move to migrate through its movement and can
be programmed with various variation of motion to obtain manifold tasks. This
thesis would explained on how a mobile robot was created to draw some simple
patterns and also free patterns though its movement.
The Drawing Mobile Robot based on microcontroller AT89S51 represent
a mobile robot which its operation controlled by television set’s remote control
type RC-05 from Phillips. It is equipped with a pen as a tool for drawing and a
paper detection sensory which can be activated. There are eight sketch patterns
inculcated to robot: triangle, rectangle, circle, trapezoid, pentagon, hexagonal, a
simple house pattern, and USD written style pattern. One free pattern choice is
given for the user to draw the sketches manually with the controlling from the
remote control. The robot is provided with an attractive pattern menu on LCD
screen.
The result of research show that the robot able to draw seven sketch
pattern from eight existing sketch pattern better, that is triangle, rectangle,
trapezoid, pentagon, hexagonal, a simple house pattern, and USD written style
pattern. The result of pattern that the robot created is not really in perfect shape
because straight line formed becomes a little curve.
Keywords : mobile robot, remote control, sketch pattern.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan atas terselesaikannya penulisan skripsi ini.
Karya ini sekaligus merupakan tanda akhir dari proses pembelajaran formal
dengan mengikuti perkuliahan jenjang strata 1. Akhir dari suatu proses akan
menjadi awal bagi proses berikutnya yang membutuhkan pembelajaran baru.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu penulis hingga terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terima kasih
disampaikan kepada:
1.
Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku dosen pembimbing I yang
telah membimbing dan memberikan saran.
2.
Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II.
3.
Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Elektro yang telah memberi
pengetahuan berharga selama kuliah.
4.
Kedua orang tuaku dan kakak-kakakku, serta keponakan-keponakan kecilku,
Yahya, Fahmi, dan Fadly. Keluarga adalah tempat kedamaian dan sukacita.
5.
Laboran Laboratorium Teknik Elektro: Mas Mardi, Mas Broto, dan Mas
Sur, yang telah banyak membantu dalam urusan praktik.
6.
Semua rekan di Teknik Elektro, terima kasih banyak atas semuanya.
7.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, terima kasih buat
kebaikan kalian semua.
Proses pembelajaran membutuhkan karya “lama” sebagai referensi untuk
menciptakan karya “baru”. Demikian pula dengan karya ini, diharapkan dapat
menjadi referensi bagi para pembaca untuk mencipta hal baru. Walaupun karya ini
tidaklah sempurna, penulis tetap berharap semoga semua pihak dapat mengambil
manfaat dari karya ini sebaik-baiknya.
Yogyakarta, 07 Februari 2007
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN....................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................
iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ......................................................
v
HALAMAN PERSEMBAHAN..................................................................
vi
INTISARI ..................................................................................................
vii
ABSTRACT...............................................................................................
viii
KATA PENGANTAR ................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..............................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR..................................................................................
xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xix
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Judul .......................................................................................
1
1.2 Latar Belakang ....................................................................
1
1.3 Perumusan Masalah..............................................................
2
1.4 Batasan Masalah...................................................................
2
1.5 Tujuan..................................................................................
3
1.6 Manfaat ................................................................................
4
1.7 Metodologi Penelitian...........................................................
4
1.8 Sistematika Penulisan...........................................................
5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Definisi Robot .....................................................................
6
2.2 Diagram Blok Sistem dan Cara Kerja Robot ........................
8
2.3 Komunikasi Infra Merah dengan Remote Kontrol.................
9
2.3.1 Bagian Pemancar .......................................................
9
2.3.2 Bagian Penerima........................................................
12
2.4 Mikrokontroler AT89S51 .....................................................
13
2.4.1 Struktur Memori .......................................................
14
x
2.4.1.1 Memori Data ..................................................
15
2.4.1.2 Memori Program ............................................
15
2.4.2 Special Function Register (SFR)................................
15
2.4.3 Register Interupsi.......................................................
16
2.4.4 Timer atau Counter ....................................................
17
2.4.4.1 Register TMOD (Timer Mode Register) .........
18
2.4.4.2 Register THx dan TLx....................................
18
2.4.4.3 Register TCON (Timer Control Register) .......
19
2.4.5 Instruksi-Instruksi ......................................................
19
2.4.5.1 Operasi Aritmatika .........................................
19
2.4.5.2 Operasi Logika...............................................
20
2.4.5.3 Operasi Transfer Data ....................................
20
2.4.5.4 Operasi Manipulasi Variabel ..........................
20
2.4.5.5 Operasi Pencabangan .....................................
20
2.5 Antarmuka Modul LCD M1632............................................
20
2.5.1 DDRAM (Display Data Random Access Memory).....
21
2.5.2 CGRAM (Character Generator RAM) .......................
22
2.5.3 CGROM (Character Generator Read Only Memory)..
22
2.5.4 Register pada Modul LCD .........................................
22
2.5.4.1 Register Data..................................................
23
2.5.4.2 Register Perintah ............................................
23
2.6 Detektor Posisi .....................................................................
24
2.6.1 Sensor Shaft Encoder.................................................
24
2.6.2 Slotted Optical Switch................................................
25
2.6.3 Detektor Kertas Menggunakan Fototransistor ............
26
2.7 Op-Amp sebagai Komparator ...............................................
27
2.8 Transistor sebagai Saklar......................................................
28
2.9
Motor DC ............................................................................
30
2.10 Driver Motor DC.................................................................
31
2.11 Konsep Gerak Melingkar.....................................................
32
2.12 Mekanik Roda Gigi .............................................................
34
2.13 Teori Energi Pada Baterai....................................................
36
2.14 Derajat Simpangan dengan Fungsi Trigonometri .................
36
xi
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Mekanik Robot ................................................
38
3.1.1 Konsep Gerak Robot..................................................
39
3.1.1.1 Pola Segitiga ..................................................
40
3.1.1.2 Pola Segiempat...............................................
41
3.1.1.3 Pola Lingkaran ...............................................
42
3.1.1.4 Pola Trapesium ..............................................
43
3.1.1.5 Pola Pentagonal..............................................
45
3.1.1.6 Pola Hexagonal ..............................................
46
3.1.1.7 Pola Rumah Sederhana...................................
48
3.1.1.8 Pola Tulisan USD............................................
49
3.1.2 Rancangan Roda Gigi dan Encoder’s Disk ................
51
3.1.3 Mekanik Penggerak Pena...........................................
53
3.2 Perancangan Elektronis Robot ..............................................
54
3.2.1 Remote Kontrol .........................................................
54
3.2.2 Rangkaian Penerima Sinyal Infra Merah ....................
55
3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler .........................................
56
3.2.4 Rangkaian untuk Sensor.............................................
59
3.2.4.1 Detektor Posisi dengan Sensor Shaft Encoder.
59
3.2.4.2 Detektor Media Kertas ...................................
60
3.3.4.3 Rangkaian untuk Sensor Batas pada Penggerak
Pena ..............................................................
62
3.2.5 Rangkaian Penggerak Motor ......................................
63
3.2.5.1 Penggerak Motor Roda...................................
63
3.2.5.2 Penggerak Motor Pena ..................................
64
3.2.6 Rangkaian Catu Daya ...............................................
65
3.3 Perancangan Perangkat Lunak .............................................
65
3.3.1 Inisialisasi LCD ........................................................
66
3.3.2 Inisialisasi Program ...................................................
66
3.3.3 Program Utama .........................................................
67
3.3.4 Decoding Sinyal Infra Merah ....................................
68
3.3.5 Periksa Hasil Dekode ................................................
73
3.3.6 Layanan Interupsi Deteksi Kertas ..............................
74
3.3.7 Rutin Pena Penulis ....................................................
75
xii
3.3.8 Pola Manual...............................................................
77
3.3.9 Pola Segitiga..............................................................
79
3.3.10 Pola Segiempat ........................................................
80
3.3.11 Pola Lingkaran.........................................................
82
3.3.12 Pola Trapesium ........................................................
85
3.3.13 Pola Pentagonal .......................................................
88
3.3.14 Pola Hexagonal........................................................
89
3.3.15 Pola Rumah Sederhana ............................................
91
3.3.16 Pola Tulisan USD ....................................................
94
3.3.17 Gerak Pada Robot ....................................................
96
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Spesifikasi Robot .................................................................
97
4.2 Kebutuhan Daya pada Robot ...............................................
98
4.2.1 Pengujian Konsumsi Arus pada Robot .......................
98
4.2.2 Perkiraan Life-Time Baterai pada Robot.....................
100
4.3 Pengujian Detektor Media Kertas .........................................
101
4.3.1 Pengujian Pada Ragam Warna Media.........................
101
4.3.2 Pengujian Deteksi Kertas Dalam Pengerjaan Pola ......
102
4.4 Pengujian Robot Dalam Mengerjakan Pola...........................
104
4.4.1 Pola Manual...............................................................
104
4.4.1.1 Pengujian dan Pengamatan .............................
104
A. Menurunkan dan Menaikkan Pena .............
104
B. Gerak Maju dan Mundur............................
105
C. Gerak Belok pada Robot ............................
105
4.4.1.2 Upaya Perbaikan dan Pengaturan....................
106
A. Menurunkan dan Menaikkan Pena .............
106
B. Gerak Maju dan Mundur............................
106
C. Gerak Belok pada Robot ............................
108
4.4.2 Pola Segitiga..............................................................
109
4.4.3 Pola Segiempat ..........................................................
112
4.4.4 Pola Lingkaran...........................................................
115
4.4.5 Pola Trapesium ..........................................................
117
4.4.6 Pola Pentagonal .........................................................
119
xiii
4.4.7 Pola Hexagonal..........................................................
121
4.4.8 Pola Rumah Sederhana ..............................................
123
4.4.9 Pola Tulisan USD ......................................................
125
4.5 Analisa pada Software ..........................................................
128
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..........................................................................
129
5.2 Saran ....................................................................................
129
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram blok sistem robot .....................................................
8
Gambar 2.2 Modulasi sinyal infra merah ...................................................
9
Gambar 2.3 Diagram blok pemancar infra merah ......................................
10
Gambar 2.4 Modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah..............
10
Gambar 2.5 Bentuk satu deret pulsa infra merah .......................................
11
Gambar 2.6 Frame format data RC-05 remote kontrol ...............................
11
Gambar 2.7 Bentuk kode Bi-Phase atau Manchester..................................
11
Gambar 2.8 Skema rangkaian pada modul IRM-8510 ................................
13
Gambar 2.9 Timing diagram penerima ......................................................
13
Gambar 2.10 Diagram blok mikrokontroler AT89S51 ..............................
14
Gambar 2.11 Peta memori RAM internal ..................................................
15
Gambar 2.12 Peta SFR ( Special Function Register ) .................................
16
Gambar 2.13 Susunan bit dalam register IE ...............................................
19
Gambar 2.14 Susunan bit dalam register TMOD........................................
22
Gambar 2.15 Susunan bit dalam register TCON.........................................
23
Gambar 2.16 Diagram blok modul LCD M1632 ........................................
25
Gambar 2.17 Peta alamat DDRAM pada HD44780 ...................................
26
Gambar 2.18 Encoder’s disk dan deret pulsa yang dihasilkan ....................
31
Gambar 2.19 (a) Bentuk fisik slotted optical switch ...................................
31
(b) Simbol slotted optical switch...........................................
31
Gambar 2.20 (a) Rangkaian dengan fototransistor......................................
31
(b) Rangkaian dengan dioda infra merah...............................
31
Gambar 2.21 Penempatan fototransistor dan dioda IR................................
45
Gambar 2.22 Rangkaian Op-Amp sebagai komparator...............................
45
Gambar 2.23 Transistor dengan bias base ..................................................
34
Gambar 2.24 Kurva karakteristik daerah kerja transistor ............................
34
Gambar 2.25 Prinsip sebuah motor DC......................................................
36
Gambar 2.26 (a) Bentuk fisik IC driver L298N..........................................
31
(b) Skema rangkaian di dalam IC driver L298N ...................
31
Gambar 2.27 Rangkaian dasar jembatan-H transistor NPN ........................
37
Gambar 2.28 Radius belok pada robot terhadap titik pusat belok O............
38
xv
Gambar 2.29 Roda gigi satu sumbu ...........................................................
40
Gambar 2.30 Roda gigi beda sumbu ..........................................................
41
Gambar 2.31 Bentuk lintasan garis yang melengkung ................................
41
Gambar 2.32 Fungsi trigonometri untuk derajat simpangan .......................
41
Gambar 3.1 Robot tampak atas ..................................................................
43
Gambar 3.2 Robot tampak depan ...............................................................
44
Gambar 3.3 Gerak robot membentuk pola segitiga.....................................
45
Gambar 3.4 Gerak robot membentuk pola segiempat .................................
46
Gambar 3.5 Gerak robot membentuk pola lingkaran ..................................
48
Gambar 3.6 Gerak robot membentuk pola trapesium .................................
49
Gambar 3.7 Gerak robot membentuk pola pentagonal................................
50
Gambar 3.8 Gerak robot membentuk pola hexagonal.................................
52
Gambar 3.9 Gerak robot membentuk pola rumah sederhana ......................
53
Gambar 3.10 Gerak robot membentuk pola tulisan USD............................
54
Gambar 3.11 Roda gigi reduksi tiga tingkat ...............................................
56
Gambar 3.12 Kotak roda gigi (gear box)....................................................
57
Gambar 3.13 Mekanik penggerak pena ......................................................
59
Gambar 3.14 (a) Rangkaian RC sekuensial ................................................
60
(b) Grafik kenaikan eksponensial tegangan Vc .....................
60
Gambar 3.15 Rangkaian penerima sinyal infra merah ................................
60
Gambar 3.16 (a) Rangkaian CR sekuensial ................................................
60
(b) Grafik penurunan eksponensial tegangan Vr ...................
60
Gambar 3.17 Rangkaian mikrokontroler ....................................................
61
Gambar 3.18 Rangkaian untuk sensor shaft encoder ..................................
62
Gambar 3.19 Rangkaian untuk deteksi kertas.............................................
63
Gambar 3.20 (a) Simbol motor-potensio ....................................................
60
(b) Rangkaian untuk sensor batas..........................................
60
Gambar 3.21 Rangkaian driver motor roda L298N ....................................
65
Gambar 3.22 Rangkaian penggerak motor pena .........................................
66
Gambar 3.23 Rangkaian catu daya.............................................................
67
Gambar 3.24 Diagram alir untuk inisialisasi LCD......................................
68
Gambar 3.25 Diagram alir untuk inisialisasi program ................................
68
Gambar 3.26 Diagram alir untuk program utama .......................................
68
Gambar 3.27 Diagram alir deteksi start bit ................................................
70
xvi
Gambar 3.28 Diagram alir pengambilan bit kedua hingga bit kedelapan ....
71
Gambar 3.29 Diagram alir periksa bit address dan ambil bit command ......
72
Gambar 3.30 Diagram alir untuk periksa isi byte command .......................
73
Gambar 3.31 Diagram alir untuk periksa deret pulsa berikutnya ................
73
Gambar 3.32 Diagram alir penyimpanan isi perintah pada register.............
74
Gambar 3.33 Diagram alir periksa hasil dekode .........................................
75
Gambar 3.34 Diagram alir rutin layanan deteksi kertas ..............................
76
Gambar 3.35 Diagram alir rutin pena penulis.............................................
76
Gambar 3.36 Diagram alir pola manual .....................................................
78
Gambar 3.37 Diagram alir untuk pola segitiga ...........................................
79
Gambar 3.38 Diagram alir untuk pola segiempat .......................................
81
Gambar 3.39 Bentuk PWM pada pola lingkaran ........................................
83
Gambar 3.40 Diagram alir subrutin Pulse Width Modulation .....................
84
Gambar 3.41 Diagram alir untuk pola lingkaran.........................................
85
Gambar 3.42 Diagram alir untuk pola trapesium........................................
87
Gambar 3.43 Diagram alir untuk pola pentagonal ......................................
89
Gambar 3.44 Diagram alir untuk pola hexagonal .......................................
91
Gambar 3.45 Diagram alir untuk pola rumah sederhana.............................
93
Gambar 3.46 Diagram alir pola tulisan USD..............................................
96
Gambar 4.1 Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan..........................
98
Gambar 4.2 Robot menggunakan catu eksternal.........................................
99
Gambar 4.3 Metode pengukuran arus pada rangkaian ................................
100
Gambar 4.4 (a) Pengukuran tegangan pada kertas berwarna putih..............
105
(b) Pengukuran tegangan pada kertas berwarna coklat ............
105
Gambar 4.5 Garis melengkung untuk gerak maju.......................................
107
Gambar 4.6 Sudut belok dengan adanya inersia .........................................
107
Gambar 4.7 Rangkaian driver motor roda dengan peubah Rx ....................
107
Gambar 4.8 Lintasan garis yang terbentuk dengan peubah Rx....................
107
Gambar 4.9 Penambahan breaking system pada gerak belok ......................
107
Gambar 4.10 Sudut belok sebesar 1 pulsa dengan sudut belok 2o ...............
107
Gambar 4.11 Pola segitiga yang dibentuk robot .........................................
105
Gambar 4.12 (a) Sudut sisi 1 pada pola segitiga .........................................
105
(b) Sudut sisi 2 pada pola segitiga.........................................
105
Gambar 4.13 Kelengkungan garis pada sisi pola segitiga ...........................
105
xvii
Gambar 4.14 Pola segiempat yang dibentuk robot......................................
107
Gambar 4.15 Pengukuran sudut pada pola segiempat.................................
107
Gambar 4.16 Kelengkungan garis pada sisi pola segiempat........................
105
Gambar 4.17 Pola lingkaran yang dibentuk robot.......................................
109
Gambar 4.18 Pola lingkaran setelah langkah perbaikan..............................
109
Gambar 4.19 Bentuk PWM modifikasi untuk pola lingkaran .....................
109
Gambar 4.20 Pola trapesium yang dibentuk robot ......................................
110
Gambar 4.21 Pengukuran sudut sisi pada pola trapesium ...........................
107
Gambar 4.22 Bentuk garis sisi yang tidak lurus pola trapesium..................
105
Gambar 4.23 Pola pentagonal yang dibentuk robot ....................................
111
Gambar 4.24 Pengukuran sudut sisi pada pola pentagonal..........................
107
Gambar 4.25 Garis melengkung pada sisi pola pentagonal.........................
107
Gambar 4.26 Pola hexagonal yang dibentuk robot .....................................
112
Gambar 4.27 Pengukuran sudut sisi pada pola hexagonal...........................
107
Gambar 4.28 Pola rumah sederhana yang dibentuk robot ...........................
114
Gambar 4.29 Sudut sisi pada pola rumah sederhana...................................
107
Gambar 4.30 Garis melengkung pada sisi pola rumah sederhana................
107
Gambar 4.31 Pola tulisan USD yang dibentuk robot ..................................
115
Gambar 4.32 Pengukuran sudut pada pola tulisan USD..............................
107
Gambar 4.33 Garis melengkung pada sisi pola tulisan USD.......................
107
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel system address untuk remote tipe RC-05 ..........................
12
Tabel 2.2 Tabel bit command untuk remote RC-05 ....................................
12
Tabel 2.3 Bit-bit pada register IE (Interrupt Enable)..................................
19
Tabel 2.4 Vektor-vektor interupsi AT89S51 ..............................................
19
Tabel 2.5 Tabel kebenaran jembatan-H transistor NPN..............................
38
Tabel 3.1 Penggunaan port mikrokontroler ................................................
73
Tabel 3.2 Hasil pengujian pada slotted optical ...........................................
73
Tabel 3.3 Tabel tengok untuk byte command .............................................
73
Tabel 3.4 Tabel tengok untuk perintah pada pola Manual ..........................
77
Tabel 3.5 Banyak pulsa yang diperlukan untuk pola trapesium ..................
77
Tabel 3.6 Banyak pulsa yang diperlukan untuk pola tulisan USD...............
77
Tabel 4.1 Konsumsi arus yang terukur pada robot .....................................
100
Tabel 4.2 Konsumsi daya pada robot dengan catu baterai .........................
101
Tabel 4.3 Perkiraan life-time masing-masing baterai .................................
103
Tabel 4.4 Tabel untuk ragam warna dari media.........................................
103
Tabel 4.5 Pengujian deteksi kertas dengan variasi tegangan acuan ............
107
Tabel 4.6 Hasil pengamatan ragam lintasan dengan peubah Rx.................
108
Tabel 4.7 Pengamatan untuk kecepatan laju robot.....................................
108
Tabel 4.8 Data hasil pengukuran pola segitiga ..........................................
107
Tabel 4.9 Data mengenai besar simpangan tiap sisi segitiga......................
108
Tabel 4.10 Data hasil pengukuran pola segiempat.....................................
108
Tabel 4.11 Data mengenai besar simpangan tiap sisi segiempat ................
108
Tabel 4.12 Data hasil pengukuran pola trapesium .....................................
110
Tabel 4.13 Data mengenai besar simpangan tiap sisi trapesium.................
108
Tabel 4.14 Data hasil pengukuran pola pentagonal....................................
112
Tabel 4.15 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pentagonal ...............
108
Tabel 4.16 Data hasil pengukuran pola hexagonal.....................................
113
Tabel 4.17 Data mengenai besar simpangan tiap sisi hexagonal ................
108
Tabel 4.18 Data hasil pengukuran pola rumah sederhana ..........................
114
Tabel 4.19 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pola rumah...............
108
Tabel 4.20 Data hasil pengukuran pola tulisan USD ..................................
116
Tabel 4.21 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pola tulisan USD ......
108
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Gambar rangkaian
Lampiran 2.
Listing program
Lampiran 3.
Gambar robot
Lampiran 4.
Gambar pola dan kendali pada remote
Lampiran 5.
Tampilan tahap operasi pada robot
Lampiran 6.
Datasheet komponen-komponen.
xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Judul
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan Berbasis Mikrokontroler
AT89S51 ( Drawing Mobile Robot Based On AT89S51 Microcontroller ).
1.2 Latar Belakang
Kebutuhan akan efisiensi dan kemudahan terutama dalam mendesain
gambar dan pola menjadi faktor pemikiran yang tak terelakkan. Sebenarnya
sebuah pola sederhana seperti segitiga misalnya, dapat langsung digambar
secara manual. Media komputer dapat pula menjadi pilihan, sehingga
menggambar pola dapat dilakukan dengan mudah dan hasilnya dapat dicetak
dengan menggunakan printer ataupun dengan mesin plotter. Tetapi akan
menjadi sebuah permasalahan apabila pola tersebut digambar dalam skala besar,
jumlah yang banyak, atau bahkan tidak pada media kertas saja. Salah satu jalan
adalah dengan menggunakan teknik manual dalam menggambar. Tetapi ini
dapat menimbulkan permasalahan baru, bila pola gambar tersebut dituntut
memiliki tingkat ketelitian tertentu.
Untuk menjawab itu semua, muncul konsep bagaimana mengembangkan
sebuah mobile robot yang dapat menggambar pola sederhana melalui gerakan
yang dibuatnya Robot ini diharapkan mampu membentuk pola gambar dan
gerakan secara benar sesuai perintah.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan yang dirancang disini
merupakan jenis mobile robot atau robot yang dapat berpindah tempat. Robot
mampu untuk menggambar sebuah pola pada media kertas yang besar, di lantai,
ataupun jalan, dengan cara membuat suatu lintasan yang sesuai dengan bentuk
pola yang dipilih. Lintasan yang dibentuk akan ditandai dengan sebuah alat tulis
atau pena dan hasilnya nanti akan membentuk sebuah gambar pola.
1
2
1.3 Perumusan Masalah
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan atau Drawing Mobile Robot
dirancang dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai unit
utamanya. Robot dikhususkan untuk dapat mengerjakan perintah menggambar
suatu pola yang telah dipilih sebelumnya, caranya yaitu robot akan membuat
suatu lintasan dan jejak lintasan akan ditandai dengan sebuah alat tulis atau
pena. Robot menggambar pola tersebut pada lahan yang datar (di lantai atau
jalan), atau pada media kertas yang besar seperti A0 (840x1190mm), B0
(1028x1456mm), atau lebih. Ada beberapa bentuk pola yang ditanamkan ke
dalam mikrokontroler AT89S51 pada robot, yaitu pola segitiga, segiempat,
lingkaran, trapesium, pentagonal, hexagonal, pola rumah sederhana, dan pola
tulisan USD. Perintah untuk memilih pola dan menjalankan robot berasal dari
sebuah infrared remote control untuk televisi.
Perancangan Drawing Mobile Robot ini terbagi menjadi dua bagian yaitu
perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak
(software). Perangkat keras yang digunakan meliputi bagian mekanik robot,
bagian elektronik seperti bagian modul penerima sinyal infra merah dari remote
kontrol, rangkaian pendeteksi posisi robot menggunakan sensor shaft encoder,
rangkaian
deteksi
keberadaan
kertas
dengan
sensor
foto-transistor,
mikrokontroler AT89S51 sebagai pengolah data dan pengendali, rangkaian
penggerak pena untuk menulis, rangkaian penguat arus untuk penggerak roda,
serta catu daya. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan memakai bahasa
assembler atau pemrograman yang antara lain digunakan dalam program dekode
penerimaan sinyal perintah dari remote infra merah, program interupsi untuk
mendeteksi media kertas, dan juga program eksekusi perintah untuk membuat
pola.
1.4 Batasan Masalah
Pada pelaksanaan dan penyusunan tugas akhir ini, penulis membatasi ruang
lingkup permasalahan dengan membuat batasan-batasan permasalahan sebagai
berikut :
3
1. Pola yang diprogramkan pada robot berupa bentuk-bentuk pola dasar
dengan panjang tiap sisi 50 cm seperti segitiga, segiempat, trapesium,
pentagonal, dan hexagonal, pola lingkaran berjari-jari 50 cm, pola rumah
sederhana, dan tulisan “USD”. Diluar pola yang ada, satu pilihan diberikan
untuk menggambar pola secara manual dengan menggunakan kendali
remote.
2. Pola digambar pada lahan yang datar (di lantai atau jalan), atau pada media
kertas yang besar seperti A0 (840x1190mm), B0 (1028x1456mm), atau
yang lebih besar lagi. Alat penulis disesuaikan dengan media gambar.
3. Pemanfaatan sebuah remote kontrol infra merah RC-05 yang biasa
digunakan sebagai remote televisi, untuk memberi perintah pada robot.
4. Penerima sinyal infra merah dari remote berupa modul IRM-8510. Output
dari modul dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler untuk
didekode.
5. Sensor deteksi kertas berupa fototransistor, mampu mendeteksi media yang
dapat memantulkan sinar infra merah dari LED, yaitu media berwarna putih
atau warna cerah lainnya. Kepekaan dalam mendeteksi media dapat diatur
(adjust) melalui resistor variabel pada rangkaian detektor.
6. Bagaimana logika pemrograman menggunakan bahasa assembler untuk
MCS-51 dalam mendekode sinyal infra merah menjadi sebuah bentuk kode
perintah yang diinginkan. Dalam hal ini, sumber perintah berasal dari
remote infra merah.
7. Bagaimana logika pemrograman dengan bahasa pemrograman yang sama
untuk rancangan eksekusi perintah yang telah didekode ini, berupa program
deteksi kertas bilamana diaktifkan dari remote, feedback posisi robot dari
sensor shaft encoder, dan pengaturan naik turunnya pena penulis.
1.5 Tujuan
Tujuan dari perancangan dan pembuatan alat ini adalah untuk :
1. Membuat sebuah mobile robot yang mampu untuk menggambar pola pada
media kertas yang sangat besar atau bahkan dilantai.
4
2. Mempelajari dan memanfaatkan piranti mikrokontroler AT89S51 dalam
mengimplementasikan sebuah robot mobil penggambar pola atau drawing
mobile robot.
3. Mempelajari perancangan mekanik dan konsep gerak dari sebuah robot
khususnya dalam pengimplementasian sebuah robot penggambar pola.
4. Mempelajari cara kerja dan memanfaatkan remote kontrol infra merah
dalam pengimplementasian sebuah alat pemberi perintah pada robot.
1.6 Manfaat
Dengan adanya Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan Berbasis
Mikrokontroler AT89S51 menggunakan remote kontrol infra merah, akan
menjadi suatu bentuk inovasi baru yang sangat membantu dan memudahkan
dalam upaya menggambar suatu pola yang memiliki ukuran relatif besar.
Penelitian ini juga dapat memperkaya pengetahuan tentang cara kerja dan
pemanfaatan dari sebuah remote kontrol untuk televisi, serta mikrokontroler
khususnya mikrokontroler AT89S51 yang mulai banyak digunakan untuk
beragam aplikasi kendali serta banyak tersedia di pasaran.
1.7 Metodologi Penelitian
1. Studi Literature
Meliputi pencarian buku-buku referensi maupun informasi melalui media
internet dan mempelajari hal-hal yang berhubungan tentang model robot,
motor, mikrokontroler, antarmuka modul LCD, dan mengenai komunikasi
infra merah dengan remote kontrol.
2. Perencanaan dan Penelitian
Perencanaan meliputi perencanaan konsep gerak dan cara menggambar pola
pada robot yang akan ditampilkan, perencanaan mekanik dan penggerak
yang akan dibuat, perencanaan kendali yang akan dipakai, serta perencanaan
program yang akan dibuat. Penelitian meliputi penelitian mengenai
transmisi data dari remote kontrol infra merah dan cara menerima dan
5
mendekode sinyal infra merah, cara menggerakkan motor, dan penempatan
motor pada mekanik.
1.8 Sistematika Penulisan
Pada penulisan tugas akhir ini penulis membuat sistematika penulisan sebagai
berikut :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah,
pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan.
BAB II : Dasar Teori
Bab ini berisi tentang teori yang berkaitan dengan remote kontrol
infra merah tipe RC-05 untuk televisi, rangkaian detektor kertas,
mikrokontroler, modul LCD, sensor rotary encoder, sensor batas
dan rangkaian penggerak pena dengan menggunakan motorpotensio, serta teori singkat mengenai gerak melingkar dan
mekanik roda gigi.
BAB III : Perancangan Alat
Bab ini berisi tentang perancangan rangkaian yang meliputi
penjelasan tentang cara kerja sistem robot dan bentuk-bentuk pola
yang akan digambar, perhitungan jumlah pulsa untuk mengetahui
jarak tempuh, pemilihan komponen yang digunakan dan rangkaian
yang menunjang, serta penulisan program untuk dekode sinyal
remote dan menggambar pola.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang hasil pengamatan dan pembahasan, serta
spesifikasi yang diperoleh pada perancangan alat.
BAB V : Penutup
Berisi kesimpulan dan saran-saran untuk perbaikan alat dan
penelitian selanjutnya.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Definisi Robot
Kata robot memiliki arti sebagai pekerja atau pembantu yang memiliki
kemampuan untuk melaksanakan pekerjaan-pekerjaan yang berbahaya,
pekerjaan berat dan pekerjaan rutin yang membosankan. Namun dalam
perkembangannya, definisi dari robot menjadi beragam. Menurut The British
Robot Association (BRA), robot adalah peralatan yang dapat diprogram
kembali dengan rancangan minimal empat derajat kebebasan untuk
manipulasi maupun mengangkut komponen, barang, atau terapan pabrikasi
khusus melalui variabel gerakan terprogram untuk pelaksanaan tugas
pabrikasi yang spesifik. Menurut Robot Institute of America (RIA), robot
adalah manipulator yang dapat diprogramkan kembali atau multi fungsi
untuk memindah material atau peralatan spesial yang gerakannya dapat
diprogram dengan berbagai variasi untuk memperoleh kinerja yang
bervariasi. Sedangkan definisi yang diadopsi oleh International Standards
Organitation (ISO) dan disetujui oleh sebagian besar praktisi dan industri,
robot industri adalah otomatis, terkendali-servo, freely programmable,
manipulator multi fungsi. Operasi terprogram yang variabel membuat
eksekusi dari ragam tugas menjadi mungkin.
Beberapa syarat yang diperlukan agar sebuah mesin dapat disebut
sebagai robot, yaitu : memiliki bentuk yang menyerupai bagian tertentu atau
fungsi seperti makhluk hidup, mampu merespon rangsangan berdasarkan
informasi yang diterima dari kondisi lingkungan yang ada, menginterpretasikannya secara pasif maupun secara aktif dengan sensor, membuat
keputusan, pelaksanaan tugas dan seterusnya, tertuang dalam program yang
diajarkan ke dalam robot.
6
7
Secara umum, robot dapat diklasifikasikan dalam tiga golongan, antara lain :
1. Mechano Chiripods
Mechano Chiropods terdiri atas tiga hal, yaitu :
a. Machano chiropods, yaitu peralatan mekanik yang dipasangkan
pada tubuh manusia.
b. Sceptrologi, yaitu perlengkapan mekanik yang dipasangkan pada
anggota tubuh manusia yang cacat.
c. Exoskeleton, yaitu manusia robot.
2. Telechirs
Telechirs adalah robot yang dapat dikendalikan dari jarak jauh oleh
penggunanya, atau dapat disebut sebagai perpanjangan tangan dari
operator atau penggunanya dimana organ tubuh pengguna tidak
langsung bersentuhan dengan material yang diangkat atau dikerjakan
melainkan pada jarak yang aman bagi pengguna. Tujuan penggunaan
telechirs antara lain : untuk meningkatkan kekuatan dan daya, untuk
keperluan di tempat yang berbahaya, dan sebagai manipulator mikro
misalnya dalam bidang kedokteran.
3. Robot Industri
Robot industri dalam aplikasinya berupa :
a. Senseless, immobile robot, yaitu robot tanpa sensor dan stasioner
pada tempatnya
b. Robot dengan sensor
c. Mobile robot, yaitu robot yang dapat bergerak ke tempat lain untuk
keperluan operasi yang memiliki jarak tempuh.
d. Mobile robot dengan sensor, robot ini dapat bergerak, dikendalikan
secara mudah, dan dapat diberikan kecerdasan buatan (artificial
intelligent) dan mampu beradaptasi dengan kondisi yang ada
(system adaptive).
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan merupakan jenis telechirs
mobile robot karena memiliki mekanisme dalam melakukan perpindahan
tempat yang dikendalikan dari jarak jauh. Robot digerakkan melalui roda
dan berupa dua penggerak yang bekerja secara diferensial.
8
2.2 Diagram Blok Sistem dan Prinsip Kerja Robot
Rancangan sistem secara umum dari Robot Pembentuk Pola Gambar
dan Gerakan memiliki diagram blok sebagai berikut :
Rangkaian sensor
Shaft encoder
Remote kontrol
infra merah
Modul penerima
infra merah
Driver
Motor
Roda
Detektor kertas
dengan sensor
fototransistor
Motor Roda 1
Motor Roda 2
Modul
LCD
P1.7 (SCK)
P1.6 (MISO)
P1.5 (MOSI)
Driver
Penggerak
Pena
Motor
penggerak
pena
Detektor batas dengan
menggunakan potensio CT
Gambar 2.1 Diagram blok sistem robot.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan merupakan mobile robot
yang dilengkapi dengan alat penulis berupa pena; diletakkan tepat ditengahtengah dari dimensi robot. Mekanisme gerak pena penulis berupa gerak
turun-naik, digerakkan oleh motor penggerak. Perintah untuk mengerjakan
pola dan deteksi media kertas berasal dari sebuah remote kontrol infra
merah. Robot akan berhenti bila media kertas tidak terdeteksi atau tidak ada
saat fasilitas ini diaktifkan. Layanan untuk mendeteksi keberadaan media
kertas ini bermanfaat dalam kaitan penggunaan jenis pena penulis dengan
media gambar.
Remote kontrol digunakan dalam memilih bentuk pola gambar yang
ada, kendali untuk membuat pola secara manual, dan mengaktifkan layanan
deteksi kertas. Pola-pola yang ditanamkan pada robot adalah bentuk pola
segiempat, lingkaran, segitiga, trapesium, pentagonal, hexagonal, pola
rumah sederhana, dan pola tulisan USD.
9
Robot menggunakan motor DC untuk menggerakkan roda. Sebuah
sensor posisi berupa shaft encoder diletakkan pada roda robot. Sensor ini
berperan untuk mengetahui posisi aktual robot disaat mengerjakan perintah
gambar. Robot dapat bergerak maju dengan jarak tertentu yaitu dengan cara
mencacah rotasi dari encoder, sama halnya ketika robot berbelok dengan
sudut tertentu. Pengaturan resolusi dari sensor shaft encoder akan
menentukan hasil maksimal dari kerja robot terutama dalam hal ketelitian.
2.3 Komunikasi Infra Merah dengan Remote Kontrol
Komunikasi infra merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra
merah pada remote kontrol sebagai pemancar dan modul infra merah sebagai
penerimanya. Untuk menghindari kerusakan atau cacat data akibat noise dan
interferensi, dan untuk mendapatkan jarak pancar yang cukup jauh, maka
diperlukan pemodulasian data infra merah pada pemancar.
Proses modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1
menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar
antara 30 KHz sampai 50 KHz. Pada komunikasi infra merah kondisi idle
adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Bentuk modulasi sinyal infra
merah ditunjukkan dengan gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Modulasi sinyal infra merah.
2.3.1 Bagian Pemancar
Pemancar infra merah umumnya terdiri dari bagian modulator,
bagian penguat, dan dioda infra merah, seperti ditunjukkan gambar 2.3.
Gambar 2.3 Diagram blok pemancar infra merah.
10
Sinyal dimodulasi sebagai gelombang kotak dengan frekuensi antara
30 KHz sampai 50 KHz. Untuk pemancar dengan menggunakan remote
kontrol tipe RC-05, dipancarkan dengan frekuensi 36 KHz sehingga
gelombang kotak rata-ratanya memiliki periode 27 s yang diberikan pada
basis transistor sebagai penguat bagi LED infra merah. Gambar 2.4 adalah
bentuk modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah.
Gambar 2.4 Modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah.
Pemancar infra merah menggunakan remote kontrol tipe RC-05. Tipe
RC-05 adalah jenis format data dari Philips dan digunakan pada remote
untuk televisi yang memiliki 32 command yang berbeda. Pulsa data
dimodulasi pada frekuensi 36 KHz dan setiap keyword dari RC-05 remote
kontrol infra merah adalah 14 bit, 1,728 ms per-bit, dan keyword yang
dipancarkan akan diulang setiap 130ms apabila tombol tetap ditekan. Deret
pulsa sebuah keyword ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Bentuk satu deret pulsa infra merah.
Setiap keyword memiliki frame format : dua start bit (AGC), dengan
bit selalu bernilai 1. Satu bit check (CHK) yang berubah (toggle) setelah
sebuah tombol ditekan dan inisialisasi transmisi baru pada remote kontrol
transmiter. Lima bit berikutnya merupakan bit alamat sistem (address)
11
untuk menyeleksi satu dari 32 sistem yang mungkin. Enam bit berikutnya
merupakan bit perintah (command) yang mempresentasikan satu dari 64
perintah yang berbeda tiap alamat. Frame format dapat dilihat pada
gambar 2.6.
St1
St2
Check
S4
S3
S2
S1
S0
C5
C4
C3
C2
C1
C0
Gambar 2.6 Frame format data RC-05 remote kontrol.
Semua bit dari remote ditransmisikan secara serial dalam kode bi-phase
yang juga dikenal sebagai kode manchester, seperti ditunjukkan dengan
gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bentuk kode Bi-Phase atau Manchester.
Remote kontrol untuk televisi dari Philips menggunakan alamat
sistem atau address 00h, sehingga dalam pembuatan program encoding
akan menggunakan alamat ini. Sebagai gambaran, tabel 2.1 menunjukkan
sistem pengalamatan (system address) dari remote tipe RC-05.
Tabel 2.1 Tabel system address untuk remote tipe RC-05.
System Address
0
2
5
7
16
17
18
19
Equipment
TV set
Teletext
Video Recorder
Experimental
Preamplifier
Receiver / Tuner
Tape / Cassette Recorder
Experimental
Bit command dari format data RC-05 berisi informasi dari tiap-tiap tombol
pada remote dan mempresentasikan 1 dari 64 perintah yang berbeda. Tabel
2.2 merupakan bit command untuk remote tipe RC-05.
12
Tabel 2.2 Tabel bit command untuk remote RC-05.
Command (in decimal)
0–9
12
13
14
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
48
50
52
53
54
55
63
Description of Function
Numeric Keys 0 – 9
Standby
Mute
Presets
Volume Up
Volume Down
Brightness +
Brightness –
Color Saturation +
Color Saturation –
Bass Up
Bass Down
Treble +
Treble –
Balance Right
Balance Left
Pause
Fast Reverse
Fast Forward
Play
Stop
Record
System Select
2.3.2 Bagian Penerima
Bagian penerima yang digunakan berupa modul IRM-8510, terdiri
dari photo diode yang sudah dilengkapi dengan rangkaian band pass filter
yang hanya melewatkan frekuensi antara 30 KHz sampai 50 KHz (lihat
gambar 2.8). Modul IRM-8510 terbungkus dengan plat yang terhubung
dengan ground rangkaian untuk melindungi rangkaian dari interferensi
noise.
Gambar 2.8 Skema rangkaian pada modul IRM-8510.
13
Output dari modul berupa logika 0 dan 1 sehingga dapat langsung
dihubungkan ke mikrokontroler di bagian penerima. Frekuensi 36 KHz
yang diterima dari pancaran dioda infra merah remote diubah menjadi
logika 0 dan tidak adanya frekuensi sebagai logika 1, seperti timing
diagram pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Timing diagram penerima.
Komunikasi data serial antara sebuah pemancar dan sebuah penerima
pada media infra merah hanya menggunakan satu jalur saja yaitu jalur data
tanpa memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi. Oleh karena itu
transmisi serial selalu dilakukan secara asinkron dimana setiap paket data
diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit.
2.4 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 merupakan mikrokontroler 8 bit yang
berbasis arsitektur MCS-51. Pilihan menggunakan mikrokontroler AT89S51
karena memiliki kelengkapan-kelengkapan yang diperlukan untuk bekerja
dalam sistem single chip, memiliki kemampuan In System Programming
(ISP) yang mempermudah proses pengisian program ke dalam sistem
mikrokontroler, dan juga pertimbangan ekonomis. Gambar 2.10 merupakan
diagram blok dari mikrokontroler AT89S51.
14
Gambar 2.10 Diagram blok mikrokontroler AT89S51.
2.4.1 Struktur Memori
Memori merupakan rangkaian elektronis yang digunakan untuk
menyimpan informasi secara temporer atau permanen. Memori biasanya
digunakan untuk menyimpan data yang diperoleh dari saluran masukankeluaran atau untuk menyimpan program dari sebuah sistem.
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai struktur memori yang terpisah
yaitu memori program yang menggunakan teknologi flash memory dan
memori data berupa RAM. Memori data (RAM) yang tersedia sebesar 128
bytes sedangkan flash memory yang dapat digunakan untuk menyimpan
kode program sebesar 4 Kbytes.
15
2.4.1.1 Memori Data
Memori data internal terdiri dari 128 bytes RAM dan S
DAN GERAKAN BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Disusun oleh :
YUDI PURWANDARU
NIM : 015114020
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
DRAWING MOBILE ROBOT
BASED ON AT89S51 MICROCONTROLLER
FINAL PROJECT
In partial fulfillment of the requirements
for the SARJANA TEKNIK degree
Electrical Engineering Study Program
Created by :
YUDI PURWANDARU
NIM : 015114020
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
ENGINEERING FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
ii
iii
iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain kecuali yang telah disebutkan
dalam kutipan atau daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 07 Februari 2007
Penulis
Yudi Purwandaru
v
Persembahanku
pada selembar kata-kata :
Perbedaan antara yang mustahil dan yang tidak mustahil,
Terletak pada tekad seseorang. (Tommy Lasorda)
Gapailah langit, karena jika melesetpun,
kau tetap akan berada di antara bintang-bintang
Jangan mengharapkan menjadi apa-apa,
selain menjadi dirimu sendiri,
dan cobalah menjadi dirimu yang sempurna.
(St. Francis De Salas)
!
"
#
$
%
& '
vi
$
(
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan
Berbasis Mikrokontroler AT89S51
Disusun Oleh :
Yudi Purwandaru
015114020
INTISARI
Sebuah mobile robot dapat bergerak berpindah tempat melalui gerakannya
dan dapat diprogram dengan berbagai variasi gerak untuk memperoleh kinerja
yang bervariasi. Tulisan ini akan menjelaskan bagaimana sebuah mobile robot
yang dirancang untuk menggambar pola-pola sederhana dan pola bebas melalui
gerakan yang dibentuknya.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan berbasis mikrokontroler
AT89S51 merupakan sebuah mobile robot yang pengoperasiannya dikendalikan
dengan menggunakan sebuah remote kontrol untuk televisi tipe RC-05 dari
Philips. Robot dilengkapi alat tulis pena dan sensor deteksi kertas yang dapat
diaktifkan penggunaannya. Ada delapan pola gambar yang ditanamkan kepada
robot yaitu: pola segitiga, segiempat, lingkaran, trapesium, pentagonal, hexagonal,
pola rumah sederhana, dan pola tulisan USD. Satu pilihan pola bebas diberikan
agar pengguna dapat menggambar secara manual dengan kendali dari remote
kontrol. Robot dilengkapi juga dengan menu pola yang ditampilkan pada layar
LCD.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa robot mampu mengerjakan tujuh
pola dari delapan pola yang ada dengan baik, yaitu pola segitiga, segiempat,
trapesium, pentagonal, hexagonal, rumah sederhana, dan pola tulisan USD. Hasil
pola yang dibentuk oleh robot belum begitu sempurna karena garis lurus menjadi
sedikit melengkung.
Kata kunci : mobile robot, remote kontrol, pola gambar.
vii
Drawing Mobile Robot
Based On Microcontroller AT89S51
Yudi Purwandaru
015114020
Abstract
A mobile robot can make a move to migrate through its movement and can
be programmed with various variation of motion to obtain manifold tasks. This
thesis would explained on how a mobile robot was created to draw some simple
patterns and also free patterns though its movement.
The Drawing Mobile Robot based on microcontroller AT89S51 represent
a mobile robot which its operation controlled by television set’s remote control
type RC-05 from Phillips. It is equipped with a pen as a tool for drawing and a
paper detection sensory which can be activated. There are eight sketch patterns
inculcated to robot: triangle, rectangle, circle, trapezoid, pentagon, hexagonal, a
simple house pattern, and USD written style pattern. One free pattern choice is
given for the user to draw the sketches manually with the controlling from the
remote control. The robot is provided with an attractive pattern menu on LCD
screen.
The result of research show that the robot able to draw seven sketch
pattern from eight existing sketch pattern better, that is triangle, rectangle,
trapezoid, pentagon, hexagonal, a simple house pattern, and USD written style
pattern. The result of pattern that the robot created is not really in perfect shape
because straight line formed becomes a little curve.
Keywords : mobile robot, remote control, sketch pattern.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan atas terselesaikannya penulisan skripsi ini.
Karya ini sekaligus merupakan tanda akhir dari proses pembelajaran formal
dengan mengikuti perkuliahan jenjang strata 1. Akhir dari suatu proses akan
menjadi awal bagi proses berikutnya yang membutuhkan pembelajaran baru.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu penulis hingga terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terima kasih
disampaikan kepada:
1.
Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku dosen pembimbing I yang
telah membimbing dan memberikan saran.
2.
Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II.
3.
Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Elektro yang telah memberi
pengetahuan berharga selama kuliah.
4.
Kedua orang tuaku dan kakak-kakakku, serta keponakan-keponakan kecilku,
Yahya, Fahmi, dan Fadly. Keluarga adalah tempat kedamaian dan sukacita.
5.
Laboran Laboratorium Teknik Elektro: Mas Mardi, Mas Broto, dan Mas
Sur, yang telah banyak membantu dalam urusan praktik.
6.
Semua rekan di Teknik Elektro, terima kasih banyak atas semuanya.
7.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, terima kasih buat
kebaikan kalian semua.
Proses pembelajaran membutuhkan karya “lama” sebagai referensi untuk
menciptakan karya “baru”. Demikian pula dengan karya ini, diharapkan dapat
menjadi referensi bagi para pembaca untuk mencipta hal baru. Walaupun karya ini
tidaklah sempurna, penulis tetap berharap semoga semua pihak dapat mengambil
manfaat dari karya ini sebaik-baiknya.
Yogyakarta, 07 Februari 2007
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN....................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN.....................................................................
iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ......................................................
v
HALAMAN PERSEMBAHAN..................................................................
vi
INTISARI ..................................................................................................
vii
ABSTRACT...............................................................................................
viii
KATA PENGANTAR ................................................................................
ix
DAFTAR ISI ..............................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR..................................................................................
xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xix
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Judul .......................................................................................
1
1.2 Latar Belakang ....................................................................
1
1.3 Perumusan Masalah..............................................................
2
1.4 Batasan Masalah...................................................................
2
1.5 Tujuan..................................................................................
3
1.6 Manfaat ................................................................................
4
1.7 Metodologi Penelitian...........................................................
4
1.8 Sistematika Penulisan...........................................................
5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Definisi Robot .....................................................................
6
2.2 Diagram Blok Sistem dan Cara Kerja Robot ........................
8
2.3 Komunikasi Infra Merah dengan Remote Kontrol.................
9
2.3.1 Bagian Pemancar .......................................................
9
2.3.2 Bagian Penerima........................................................
12
2.4 Mikrokontroler AT89S51 .....................................................
13
2.4.1 Struktur Memori .......................................................
14
x
2.4.1.1 Memori Data ..................................................
15
2.4.1.2 Memori Program ............................................
15
2.4.2 Special Function Register (SFR)................................
15
2.4.3 Register Interupsi.......................................................
16
2.4.4 Timer atau Counter ....................................................
17
2.4.4.1 Register TMOD (Timer Mode Register) .........
18
2.4.4.2 Register THx dan TLx....................................
18
2.4.4.3 Register TCON (Timer Control Register) .......
19
2.4.5 Instruksi-Instruksi ......................................................
19
2.4.5.1 Operasi Aritmatika .........................................
19
2.4.5.2 Operasi Logika...............................................
20
2.4.5.3 Operasi Transfer Data ....................................
20
2.4.5.4 Operasi Manipulasi Variabel ..........................
20
2.4.5.5 Operasi Pencabangan .....................................
20
2.5 Antarmuka Modul LCD M1632............................................
20
2.5.1 DDRAM (Display Data Random Access Memory).....
21
2.5.2 CGRAM (Character Generator RAM) .......................
22
2.5.3 CGROM (Character Generator Read Only Memory)..
22
2.5.4 Register pada Modul LCD .........................................
22
2.5.4.1 Register Data..................................................
23
2.5.4.2 Register Perintah ............................................
23
2.6 Detektor Posisi .....................................................................
24
2.6.1 Sensor Shaft Encoder.................................................
24
2.6.2 Slotted Optical Switch................................................
25
2.6.3 Detektor Kertas Menggunakan Fototransistor ............
26
2.7 Op-Amp sebagai Komparator ...............................................
27
2.8 Transistor sebagai Saklar......................................................
28
2.9
Motor DC ............................................................................
30
2.10 Driver Motor DC.................................................................
31
2.11 Konsep Gerak Melingkar.....................................................
32
2.12 Mekanik Roda Gigi .............................................................
34
2.13 Teori Energi Pada Baterai....................................................
36
2.14 Derajat Simpangan dengan Fungsi Trigonometri .................
36
xi
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Mekanik Robot ................................................
38
3.1.1 Konsep Gerak Robot..................................................
39
3.1.1.1 Pola Segitiga ..................................................
40
3.1.1.2 Pola Segiempat...............................................
41
3.1.1.3 Pola Lingkaran ...............................................
42
3.1.1.4 Pola Trapesium ..............................................
43
3.1.1.5 Pola Pentagonal..............................................
45
3.1.1.6 Pola Hexagonal ..............................................
46
3.1.1.7 Pola Rumah Sederhana...................................
48
3.1.1.8 Pola Tulisan USD............................................
49
3.1.2 Rancangan Roda Gigi dan Encoder’s Disk ................
51
3.1.3 Mekanik Penggerak Pena...........................................
53
3.2 Perancangan Elektronis Robot ..............................................
54
3.2.1 Remote Kontrol .........................................................
54
3.2.2 Rangkaian Penerima Sinyal Infra Merah ....................
55
3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler .........................................
56
3.2.4 Rangkaian untuk Sensor.............................................
59
3.2.4.1 Detektor Posisi dengan Sensor Shaft Encoder.
59
3.2.4.2 Detektor Media Kertas ...................................
60
3.3.4.3 Rangkaian untuk Sensor Batas pada Penggerak
Pena ..............................................................
62
3.2.5 Rangkaian Penggerak Motor ......................................
63
3.2.5.1 Penggerak Motor Roda...................................
63
3.2.5.2 Penggerak Motor Pena ..................................
64
3.2.6 Rangkaian Catu Daya ...............................................
65
3.3 Perancangan Perangkat Lunak .............................................
65
3.3.1 Inisialisasi LCD ........................................................
66
3.3.2 Inisialisasi Program ...................................................
66
3.3.3 Program Utama .........................................................
67
3.3.4 Decoding Sinyal Infra Merah ....................................
68
3.3.5 Periksa Hasil Dekode ................................................
73
3.3.6 Layanan Interupsi Deteksi Kertas ..............................
74
3.3.7 Rutin Pena Penulis ....................................................
75
xii
3.3.8 Pola Manual...............................................................
77
3.3.9 Pola Segitiga..............................................................
79
3.3.10 Pola Segiempat ........................................................
80
3.3.11 Pola Lingkaran.........................................................
82
3.3.12 Pola Trapesium ........................................................
85
3.3.13 Pola Pentagonal .......................................................
88
3.3.14 Pola Hexagonal........................................................
89
3.3.15 Pola Rumah Sederhana ............................................
91
3.3.16 Pola Tulisan USD ....................................................
94
3.3.17 Gerak Pada Robot ....................................................
96
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Spesifikasi Robot .................................................................
97
4.2 Kebutuhan Daya pada Robot ...............................................
98
4.2.1 Pengujian Konsumsi Arus pada Robot .......................
98
4.2.2 Perkiraan Life-Time Baterai pada Robot.....................
100
4.3 Pengujian Detektor Media Kertas .........................................
101
4.3.1 Pengujian Pada Ragam Warna Media.........................
101
4.3.2 Pengujian Deteksi Kertas Dalam Pengerjaan Pola ......
102
4.4 Pengujian Robot Dalam Mengerjakan Pola...........................
104
4.4.1 Pola Manual...............................................................
104
4.4.1.1 Pengujian dan Pengamatan .............................
104
A. Menurunkan dan Menaikkan Pena .............
104
B. Gerak Maju dan Mundur............................
105
C. Gerak Belok pada Robot ............................
105
4.4.1.2 Upaya Perbaikan dan Pengaturan....................
106
A. Menurunkan dan Menaikkan Pena .............
106
B. Gerak Maju dan Mundur............................
106
C. Gerak Belok pada Robot ............................
108
4.4.2 Pola Segitiga..............................................................
109
4.4.3 Pola Segiempat ..........................................................
112
4.4.4 Pola Lingkaran...........................................................
115
4.4.5 Pola Trapesium ..........................................................
117
4.4.6 Pola Pentagonal .........................................................
119
xiii
4.4.7 Pola Hexagonal..........................................................
121
4.4.8 Pola Rumah Sederhana ..............................................
123
4.4.9 Pola Tulisan USD ......................................................
125
4.5 Analisa pada Software ..........................................................
128
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..........................................................................
129
5.2 Saran ....................................................................................
129
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram blok sistem robot .....................................................
8
Gambar 2.2 Modulasi sinyal infra merah ...................................................
9
Gambar 2.3 Diagram blok pemancar infra merah ......................................
10
Gambar 2.4 Modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah..............
10
Gambar 2.5 Bentuk satu deret pulsa infra merah .......................................
11
Gambar 2.6 Frame format data RC-05 remote kontrol ...............................
11
Gambar 2.7 Bentuk kode Bi-Phase atau Manchester..................................
11
Gambar 2.8 Skema rangkaian pada modul IRM-8510 ................................
13
Gambar 2.9 Timing diagram penerima ......................................................
13
Gambar 2.10 Diagram blok mikrokontroler AT89S51 ..............................
14
Gambar 2.11 Peta memori RAM internal ..................................................
15
Gambar 2.12 Peta SFR ( Special Function Register ) .................................
16
Gambar 2.13 Susunan bit dalam register IE ...............................................
19
Gambar 2.14 Susunan bit dalam register TMOD........................................
22
Gambar 2.15 Susunan bit dalam register TCON.........................................
23
Gambar 2.16 Diagram blok modul LCD M1632 ........................................
25
Gambar 2.17 Peta alamat DDRAM pada HD44780 ...................................
26
Gambar 2.18 Encoder’s disk dan deret pulsa yang dihasilkan ....................
31
Gambar 2.19 (a) Bentuk fisik slotted optical switch ...................................
31
(b) Simbol slotted optical switch...........................................
31
Gambar 2.20 (a) Rangkaian dengan fototransistor......................................
31
(b) Rangkaian dengan dioda infra merah...............................
31
Gambar 2.21 Penempatan fototransistor dan dioda IR................................
45
Gambar 2.22 Rangkaian Op-Amp sebagai komparator...............................
45
Gambar 2.23 Transistor dengan bias base ..................................................
34
Gambar 2.24 Kurva karakteristik daerah kerja transistor ............................
34
Gambar 2.25 Prinsip sebuah motor DC......................................................
36
Gambar 2.26 (a) Bentuk fisik IC driver L298N..........................................
31
(b) Skema rangkaian di dalam IC driver L298N ...................
31
Gambar 2.27 Rangkaian dasar jembatan-H transistor NPN ........................
37
Gambar 2.28 Radius belok pada robot terhadap titik pusat belok O............
38
xv
Gambar 2.29 Roda gigi satu sumbu ...........................................................
40
Gambar 2.30 Roda gigi beda sumbu ..........................................................
41
Gambar 2.31 Bentuk lintasan garis yang melengkung ................................
41
Gambar 2.32 Fungsi trigonometri untuk derajat simpangan .......................
41
Gambar 3.1 Robot tampak atas ..................................................................
43
Gambar 3.2 Robot tampak depan ...............................................................
44
Gambar 3.3 Gerak robot membentuk pola segitiga.....................................
45
Gambar 3.4 Gerak robot membentuk pola segiempat .................................
46
Gambar 3.5 Gerak robot membentuk pola lingkaran ..................................
48
Gambar 3.6 Gerak robot membentuk pola trapesium .................................
49
Gambar 3.7 Gerak robot membentuk pola pentagonal................................
50
Gambar 3.8 Gerak robot membentuk pola hexagonal.................................
52
Gambar 3.9 Gerak robot membentuk pola rumah sederhana ......................
53
Gambar 3.10 Gerak robot membentuk pola tulisan USD............................
54
Gambar 3.11 Roda gigi reduksi tiga tingkat ...............................................
56
Gambar 3.12 Kotak roda gigi (gear box)....................................................
57
Gambar 3.13 Mekanik penggerak pena ......................................................
59
Gambar 3.14 (a) Rangkaian RC sekuensial ................................................
60
(b) Grafik kenaikan eksponensial tegangan Vc .....................
60
Gambar 3.15 Rangkaian penerima sinyal infra merah ................................
60
Gambar 3.16 (a) Rangkaian CR sekuensial ................................................
60
(b) Grafik penurunan eksponensial tegangan Vr ...................
60
Gambar 3.17 Rangkaian mikrokontroler ....................................................
61
Gambar 3.18 Rangkaian untuk sensor shaft encoder ..................................
62
Gambar 3.19 Rangkaian untuk deteksi kertas.............................................
63
Gambar 3.20 (a) Simbol motor-potensio ....................................................
60
(b) Rangkaian untuk sensor batas..........................................
60
Gambar 3.21 Rangkaian driver motor roda L298N ....................................
65
Gambar 3.22 Rangkaian penggerak motor pena .........................................
66
Gambar 3.23 Rangkaian catu daya.............................................................
67
Gambar 3.24 Diagram alir untuk inisialisasi LCD......................................
68
Gambar 3.25 Diagram alir untuk inisialisasi program ................................
68
Gambar 3.26 Diagram alir untuk program utama .......................................
68
Gambar 3.27 Diagram alir deteksi start bit ................................................
70
xvi
Gambar 3.28 Diagram alir pengambilan bit kedua hingga bit kedelapan ....
71
Gambar 3.29 Diagram alir periksa bit address dan ambil bit command ......
72
Gambar 3.30 Diagram alir untuk periksa isi byte command .......................
73
Gambar 3.31 Diagram alir untuk periksa deret pulsa berikutnya ................
73
Gambar 3.32 Diagram alir penyimpanan isi perintah pada register.............
74
Gambar 3.33 Diagram alir periksa hasil dekode .........................................
75
Gambar 3.34 Diagram alir rutin layanan deteksi kertas ..............................
76
Gambar 3.35 Diagram alir rutin pena penulis.............................................
76
Gambar 3.36 Diagram alir pola manual .....................................................
78
Gambar 3.37 Diagram alir untuk pola segitiga ...........................................
79
Gambar 3.38 Diagram alir untuk pola segiempat .......................................
81
Gambar 3.39 Bentuk PWM pada pola lingkaran ........................................
83
Gambar 3.40 Diagram alir subrutin Pulse Width Modulation .....................
84
Gambar 3.41 Diagram alir untuk pola lingkaran.........................................
85
Gambar 3.42 Diagram alir untuk pola trapesium........................................
87
Gambar 3.43 Diagram alir untuk pola pentagonal ......................................
89
Gambar 3.44 Diagram alir untuk pola hexagonal .......................................
91
Gambar 3.45 Diagram alir untuk pola rumah sederhana.............................
93
Gambar 3.46 Diagram alir pola tulisan USD..............................................
96
Gambar 4.1 Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan..........................
98
Gambar 4.2 Robot menggunakan catu eksternal.........................................
99
Gambar 4.3 Metode pengukuran arus pada rangkaian ................................
100
Gambar 4.4 (a) Pengukuran tegangan pada kertas berwarna putih..............
105
(b) Pengukuran tegangan pada kertas berwarna coklat ............
105
Gambar 4.5 Garis melengkung untuk gerak maju.......................................
107
Gambar 4.6 Sudut belok dengan adanya inersia .........................................
107
Gambar 4.7 Rangkaian driver motor roda dengan peubah Rx ....................
107
Gambar 4.8 Lintasan garis yang terbentuk dengan peubah Rx....................
107
Gambar 4.9 Penambahan breaking system pada gerak belok ......................
107
Gambar 4.10 Sudut belok sebesar 1 pulsa dengan sudut belok 2o ...............
107
Gambar 4.11 Pola segitiga yang dibentuk robot .........................................
105
Gambar 4.12 (a) Sudut sisi 1 pada pola segitiga .........................................
105
(b) Sudut sisi 2 pada pola segitiga.........................................
105
Gambar 4.13 Kelengkungan garis pada sisi pola segitiga ...........................
105
xvii
Gambar 4.14 Pola segiempat yang dibentuk robot......................................
107
Gambar 4.15 Pengukuran sudut pada pola segiempat.................................
107
Gambar 4.16 Kelengkungan garis pada sisi pola segiempat........................
105
Gambar 4.17 Pola lingkaran yang dibentuk robot.......................................
109
Gambar 4.18 Pola lingkaran setelah langkah perbaikan..............................
109
Gambar 4.19 Bentuk PWM modifikasi untuk pola lingkaran .....................
109
Gambar 4.20 Pola trapesium yang dibentuk robot ......................................
110
Gambar 4.21 Pengukuran sudut sisi pada pola trapesium ...........................
107
Gambar 4.22 Bentuk garis sisi yang tidak lurus pola trapesium..................
105
Gambar 4.23 Pola pentagonal yang dibentuk robot ....................................
111
Gambar 4.24 Pengukuran sudut sisi pada pola pentagonal..........................
107
Gambar 4.25 Garis melengkung pada sisi pola pentagonal.........................
107
Gambar 4.26 Pola hexagonal yang dibentuk robot .....................................
112
Gambar 4.27 Pengukuran sudut sisi pada pola hexagonal...........................
107
Gambar 4.28 Pola rumah sederhana yang dibentuk robot ...........................
114
Gambar 4.29 Sudut sisi pada pola rumah sederhana...................................
107
Gambar 4.30 Garis melengkung pada sisi pola rumah sederhana................
107
Gambar 4.31 Pola tulisan USD yang dibentuk robot ..................................
115
Gambar 4.32 Pengukuran sudut pada pola tulisan USD..............................
107
Gambar 4.33 Garis melengkung pada sisi pola tulisan USD.......................
107
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel system address untuk remote tipe RC-05 ..........................
12
Tabel 2.2 Tabel bit command untuk remote RC-05 ....................................
12
Tabel 2.3 Bit-bit pada register IE (Interrupt Enable)..................................
19
Tabel 2.4 Vektor-vektor interupsi AT89S51 ..............................................
19
Tabel 2.5 Tabel kebenaran jembatan-H transistor NPN..............................
38
Tabel 3.1 Penggunaan port mikrokontroler ................................................
73
Tabel 3.2 Hasil pengujian pada slotted optical ...........................................
73
Tabel 3.3 Tabel tengok untuk byte command .............................................
73
Tabel 3.4 Tabel tengok untuk perintah pada pola Manual ..........................
77
Tabel 3.5 Banyak pulsa yang diperlukan untuk pola trapesium ..................
77
Tabel 3.6 Banyak pulsa yang diperlukan untuk pola tulisan USD...............
77
Tabel 4.1 Konsumsi arus yang terukur pada robot .....................................
100
Tabel 4.2 Konsumsi daya pada robot dengan catu baterai .........................
101
Tabel 4.3 Perkiraan life-time masing-masing baterai .................................
103
Tabel 4.4 Tabel untuk ragam warna dari media.........................................
103
Tabel 4.5 Pengujian deteksi kertas dengan variasi tegangan acuan ............
107
Tabel 4.6 Hasil pengamatan ragam lintasan dengan peubah Rx.................
108
Tabel 4.7 Pengamatan untuk kecepatan laju robot.....................................
108
Tabel 4.8 Data hasil pengukuran pola segitiga ..........................................
107
Tabel 4.9 Data mengenai besar simpangan tiap sisi segitiga......................
108
Tabel 4.10 Data hasil pengukuran pola segiempat.....................................
108
Tabel 4.11 Data mengenai besar simpangan tiap sisi segiempat ................
108
Tabel 4.12 Data hasil pengukuran pola trapesium .....................................
110
Tabel 4.13 Data mengenai besar simpangan tiap sisi trapesium.................
108
Tabel 4.14 Data hasil pengukuran pola pentagonal....................................
112
Tabel 4.15 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pentagonal ...............
108
Tabel 4.16 Data hasil pengukuran pola hexagonal.....................................
113
Tabel 4.17 Data mengenai besar simpangan tiap sisi hexagonal ................
108
Tabel 4.18 Data hasil pengukuran pola rumah sederhana ..........................
114
Tabel 4.19 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pola rumah...............
108
Tabel 4.20 Data hasil pengukuran pola tulisan USD ..................................
116
Tabel 4.21 Data mengenai besar simpangan tiap sisi pola tulisan USD ......
108
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Gambar rangkaian
Lampiran 2.
Listing program
Lampiran 3.
Gambar robot
Lampiran 4.
Gambar pola dan kendali pada remote
Lampiran 5.
Tampilan tahap operasi pada robot
Lampiran 6.
Datasheet komponen-komponen.
xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Judul
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan Berbasis Mikrokontroler
AT89S51 ( Drawing Mobile Robot Based On AT89S51 Microcontroller ).
1.2 Latar Belakang
Kebutuhan akan efisiensi dan kemudahan terutama dalam mendesain
gambar dan pola menjadi faktor pemikiran yang tak terelakkan. Sebenarnya
sebuah pola sederhana seperti segitiga misalnya, dapat langsung digambar
secara manual. Media komputer dapat pula menjadi pilihan, sehingga
menggambar pola dapat dilakukan dengan mudah dan hasilnya dapat dicetak
dengan menggunakan printer ataupun dengan mesin plotter. Tetapi akan
menjadi sebuah permasalahan apabila pola tersebut digambar dalam skala besar,
jumlah yang banyak, atau bahkan tidak pada media kertas saja. Salah satu jalan
adalah dengan menggunakan teknik manual dalam menggambar. Tetapi ini
dapat menimbulkan permasalahan baru, bila pola gambar tersebut dituntut
memiliki tingkat ketelitian tertentu.
Untuk menjawab itu semua, muncul konsep bagaimana mengembangkan
sebuah mobile robot yang dapat menggambar pola sederhana melalui gerakan
yang dibuatnya Robot ini diharapkan mampu membentuk pola gambar dan
gerakan secara benar sesuai perintah.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan yang dirancang disini
merupakan jenis mobile robot atau robot yang dapat berpindah tempat. Robot
mampu untuk menggambar sebuah pola pada media kertas yang besar, di lantai,
ataupun jalan, dengan cara membuat suatu lintasan yang sesuai dengan bentuk
pola yang dipilih. Lintasan yang dibentuk akan ditandai dengan sebuah alat tulis
atau pena dan hasilnya nanti akan membentuk sebuah gambar pola.
1
2
1.3 Perumusan Masalah
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan atau Drawing Mobile Robot
dirancang dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai unit
utamanya. Robot dikhususkan untuk dapat mengerjakan perintah menggambar
suatu pola yang telah dipilih sebelumnya, caranya yaitu robot akan membuat
suatu lintasan dan jejak lintasan akan ditandai dengan sebuah alat tulis atau
pena. Robot menggambar pola tersebut pada lahan yang datar (di lantai atau
jalan), atau pada media kertas yang besar seperti A0 (840x1190mm), B0
(1028x1456mm), atau lebih. Ada beberapa bentuk pola yang ditanamkan ke
dalam mikrokontroler AT89S51 pada robot, yaitu pola segitiga, segiempat,
lingkaran, trapesium, pentagonal, hexagonal, pola rumah sederhana, dan pola
tulisan USD. Perintah untuk memilih pola dan menjalankan robot berasal dari
sebuah infrared remote control untuk televisi.
Perancangan Drawing Mobile Robot ini terbagi menjadi dua bagian yaitu
perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak
(software). Perangkat keras yang digunakan meliputi bagian mekanik robot,
bagian elektronik seperti bagian modul penerima sinyal infra merah dari remote
kontrol, rangkaian pendeteksi posisi robot menggunakan sensor shaft encoder,
rangkaian
deteksi
keberadaan
kertas
dengan
sensor
foto-transistor,
mikrokontroler AT89S51 sebagai pengolah data dan pengendali, rangkaian
penggerak pena untuk menulis, rangkaian penguat arus untuk penggerak roda,
serta catu daya. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan memakai bahasa
assembler atau pemrograman yang antara lain digunakan dalam program dekode
penerimaan sinyal perintah dari remote infra merah, program interupsi untuk
mendeteksi media kertas, dan juga program eksekusi perintah untuk membuat
pola.
1.4 Batasan Masalah
Pada pelaksanaan dan penyusunan tugas akhir ini, penulis membatasi ruang
lingkup permasalahan dengan membuat batasan-batasan permasalahan sebagai
berikut :
3
1. Pola yang diprogramkan pada robot berupa bentuk-bentuk pola dasar
dengan panjang tiap sisi 50 cm seperti segitiga, segiempat, trapesium,
pentagonal, dan hexagonal, pola lingkaran berjari-jari 50 cm, pola rumah
sederhana, dan tulisan “USD”. Diluar pola yang ada, satu pilihan diberikan
untuk menggambar pola secara manual dengan menggunakan kendali
remote.
2. Pola digambar pada lahan yang datar (di lantai atau jalan), atau pada media
kertas yang besar seperti A0 (840x1190mm), B0 (1028x1456mm), atau
yang lebih besar lagi. Alat penulis disesuaikan dengan media gambar.
3. Pemanfaatan sebuah remote kontrol infra merah RC-05 yang biasa
digunakan sebagai remote televisi, untuk memberi perintah pada robot.
4. Penerima sinyal infra merah dari remote berupa modul IRM-8510. Output
dari modul dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler untuk
didekode.
5. Sensor deteksi kertas berupa fototransistor, mampu mendeteksi media yang
dapat memantulkan sinar infra merah dari LED, yaitu media berwarna putih
atau warna cerah lainnya. Kepekaan dalam mendeteksi media dapat diatur
(adjust) melalui resistor variabel pada rangkaian detektor.
6. Bagaimana logika pemrograman menggunakan bahasa assembler untuk
MCS-51 dalam mendekode sinyal infra merah menjadi sebuah bentuk kode
perintah yang diinginkan. Dalam hal ini, sumber perintah berasal dari
remote infra merah.
7. Bagaimana logika pemrograman dengan bahasa pemrograman yang sama
untuk rancangan eksekusi perintah yang telah didekode ini, berupa program
deteksi kertas bilamana diaktifkan dari remote, feedback posisi robot dari
sensor shaft encoder, dan pengaturan naik turunnya pena penulis.
1.5 Tujuan
Tujuan dari perancangan dan pembuatan alat ini adalah untuk :
1. Membuat sebuah mobile robot yang mampu untuk menggambar pola pada
media kertas yang sangat besar atau bahkan dilantai.
4
2. Mempelajari dan memanfaatkan piranti mikrokontroler AT89S51 dalam
mengimplementasikan sebuah robot mobil penggambar pola atau drawing
mobile robot.
3. Mempelajari perancangan mekanik dan konsep gerak dari sebuah robot
khususnya dalam pengimplementasian sebuah robot penggambar pola.
4. Mempelajari cara kerja dan memanfaatkan remote kontrol infra merah
dalam pengimplementasian sebuah alat pemberi perintah pada robot.
1.6 Manfaat
Dengan adanya Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan Berbasis
Mikrokontroler AT89S51 menggunakan remote kontrol infra merah, akan
menjadi suatu bentuk inovasi baru yang sangat membantu dan memudahkan
dalam upaya menggambar suatu pola yang memiliki ukuran relatif besar.
Penelitian ini juga dapat memperkaya pengetahuan tentang cara kerja dan
pemanfaatan dari sebuah remote kontrol untuk televisi, serta mikrokontroler
khususnya mikrokontroler AT89S51 yang mulai banyak digunakan untuk
beragam aplikasi kendali serta banyak tersedia di pasaran.
1.7 Metodologi Penelitian
1. Studi Literature
Meliputi pencarian buku-buku referensi maupun informasi melalui media
internet dan mempelajari hal-hal yang berhubungan tentang model robot,
motor, mikrokontroler, antarmuka modul LCD, dan mengenai komunikasi
infra merah dengan remote kontrol.
2. Perencanaan dan Penelitian
Perencanaan meliputi perencanaan konsep gerak dan cara menggambar pola
pada robot yang akan ditampilkan, perencanaan mekanik dan penggerak
yang akan dibuat, perencanaan kendali yang akan dipakai, serta perencanaan
program yang akan dibuat. Penelitian meliputi penelitian mengenai
transmisi data dari remote kontrol infra merah dan cara menerima dan
5
mendekode sinyal infra merah, cara menggerakkan motor, dan penempatan
motor pada mekanik.
1.8 Sistematika Penulisan
Pada penulisan tugas akhir ini penulis membuat sistematika penulisan sebagai
berikut :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah,
pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan.
BAB II : Dasar Teori
Bab ini berisi tentang teori yang berkaitan dengan remote kontrol
infra merah tipe RC-05 untuk televisi, rangkaian detektor kertas,
mikrokontroler, modul LCD, sensor rotary encoder, sensor batas
dan rangkaian penggerak pena dengan menggunakan motorpotensio, serta teori singkat mengenai gerak melingkar dan
mekanik roda gigi.
BAB III : Perancangan Alat
Bab ini berisi tentang perancangan rangkaian yang meliputi
penjelasan tentang cara kerja sistem robot dan bentuk-bentuk pola
yang akan digambar, perhitungan jumlah pulsa untuk mengetahui
jarak tempuh, pemilihan komponen yang digunakan dan rangkaian
yang menunjang, serta penulisan program untuk dekode sinyal
remote dan menggambar pola.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang hasil pengamatan dan pembahasan, serta
spesifikasi yang diperoleh pada perancangan alat.
BAB V : Penutup
Berisi kesimpulan dan saran-saran untuk perbaikan alat dan
penelitian selanjutnya.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Definisi Robot
Kata robot memiliki arti sebagai pekerja atau pembantu yang memiliki
kemampuan untuk melaksanakan pekerjaan-pekerjaan yang berbahaya,
pekerjaan berat dan pekerjaan rutin yang membosankan. Namun dalam
perkembangannya, definisi dari robot menjadi beragam. Menurut The British
Robot Association (BRA), robot adalah peralatan yang dapat diprogram
kembali dengan rancangan minimal empat derajat kebebasan untuk
manipulasi maupun mengangkut komponen, barang, atau terapan pabrikasi
khusus melalui variabel gerakan terprogram untuk pelaksanaan tugas
pabrikasi yang spesifik. Menurut Robot Institute of America (RIA), robot
adalah manipulator yang dapat diprogramkan kembali atau multi fungsi
untuk memindah material atau peralatan spesial yang gerakannya dapat
diprogram dengan berbagai variasi untuk memperoleh kinerja yang
bervariasi. Sedangkan definisi yang diadopsi oleh International Standards
Organitation (ISO) dan disetujui oleh sebagian besar praktisi dan industri,
robot industri adalah otomatis, terkendali-servo, freely programmable,
manipulator multi fungsi. Operasi terprogram yang variabel membuat
eksekusi dari ragam tugas menjadi mungkin.
Beberapa syarat yang diperlukan agar sebuah mesin dapat disebut
sebagai robot, yaitu : memiliki bentuk yang menyerupai bagian tertentu atau
fungsi seperti makhluk hidup, mampu merespon rangsangan berdasarkan
informasi yang diterima dari kondisi lingkungan yang ada, menginterpretasikannya secara pasif maupun secara aktif dengan sensor, membuat
keputusan, pelaksanaan tugas dan seterusnya, tertuang dalam program yang
diajarkan ke dalam robot.
6
7
Secara umum, robot dapat diklasifikasikan dalam tiga golongan, antara lain :
1. Mechano Chiripods
Mechano Chiropods terdiri atas tiga hal, yaitu :
a. Machano chiropods, yaitu peralatan mekanik yang dipasangkan
pada tubuh manusia.
b. Sceptrologi, yaitu perlengkapan mekanik yang dipasangkan pada
anggota tubuh manusia yang cacat.
c. Exoskeleton, yaitu manusia robot.
2. Telechirs
Telechirs adalah robot yang dapat dikendalikan dari jarak jauh oleh
penggunanya, atau dapat disebut sebagai perpanjangan tangan dari
operator atau penggunanya dimana organ tubuh pengguna tidak
langsung bersentuhan dengan material yang diangkat atau dikerjakan
melainkan pada jarak yang aman bagi pengguna. Tujuan penggunaan
telechirs antara lain : untuk meningkatkan kekuatan dan daya, untuk
keperluan di tempat yang berbahaya, dan sebagai manipulator mikro
misalnya dalam bidang kedokteran.
3. Robot Industri
Robot industri dalam aplikasinya berupa :
a. Senseless, immobile robot, yaitu robot tanpa sensor dan stasioner
pada tempatnya
b. Robot dengan sensor
c. Mobile robot, yaitu robot yang dapat bergerak ke tempat lain untuk
keperluan operasi yang memiliki jarak tempuh.
d. Mobile robot dengan sensor, robot ini dapat bergerak, dikendalikan
secara mudah, dan dapat diberikan kecerdasan buatan (artificial
intelligent) dan mampu beradaptasi dengan kondisi yang ada
(system adaptive).
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan merupakan jenis telechirs
mobile robot karena memiliki mekanisme dalam melakukan perpindahan
tempat yang dikendalikan dari jarak jauh. Robot digerakkan melalui roda
dan berupa dua penggerak yang bekerja secara diferensial.
8
2.2 Diagram Blok Sistem dan Prinsip Kerja Robot
Rancangan sistem secara umum dari Robot Pembentuk Pola Gambar
dan Gerakan memiliki diagram blok sebagai berikut :
Rangkaian sensor
Shaft encoder
Remote kontrol
infra merah
Modul penerima
infra merah
Driver
Motor
Roda
Detektor kertas
dengan sensor
fototransistor
Motor Roda 1
Motor Roda 2
Modul
LCD
P1.7 (SCK)
P1.6 (MISO)
P1.5 (MOSI)
Driver
Penggerak
Pena
Motor
penggerak
pena
Detektor batas dengan
menggunakan potensio CT
Gambar 2.1 Diagram blok sistem robot.
Robot Pembentuk Pola Gambar dan Gerakan merupakan mobile robot
yang dilengkapi dengan alat penulis berupa pena; diletakkan tepat ditengahtengah dari dimensi robot. Mekanisme gerak pena penulis berupa gerak
turun-naik, digerakkan oleh motor penggerak. Perintah untuk mengerjakan
pola dan deteksi media kertas berasal dari sebuah remote kontrol infra
merah. Robot akan berhenti bila media kertas tidak terdeteksi atau tidak ada
saat fasilitas ini diaktifkan. Layanan untuk mendeteksi keberadaan media
kertas ini bermanfaat dalam kaitan penggunaan jenis pena penulis dengan
media gambar.
Remote kontrol digunakan dalam memilih bentuk pola gambar yang
ada, kendali untuk membuat pola secara manual, dan mengaktifkan layanan
deteksi kertas. Pola-pola yang ditanamkan pada robot adalah bentuk pola
segiempat, lingkaran, segitiga, trapesium, pentagonal, hexagonal, pola
rumah sederhana, dan pola tulisan USD.
9
Robot menggunakan motor DC untuk menggerakkan roda. Sebuah
sensor posisi berupa shaft encoder diletakkan pada roda robot. Sensor ini
berperan untuk mengetahui posisi aktual robot disaat mengerjakan perintah
gambar. Robot dapat bergerak maju dengan jarak tertentu yaitu dengan cara
mencacah rotasi dari encoder, sama halnya ketika robot berbelok dengan
sudut tertentu. Pengaturan resolusi dari sensor shaft encoder akan
menentukan hasil maksimal dari kerja robot terutama dalam hal ketelitian.
2.3 Komunikasi Infra Merah dengan Remote Kontrol
Komunikasi infra merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra
merah pada remote kontrol sebagai pemancar dan modul infra merah sebagai
penerimanya. Untuk menghindari kerusakan atau cacat data akibat noise dan
interferensi, dan untuk mendapatkan jarak pancar yang cukup jauh, maka
diperlukan pemodulasian data infra merah pada pemancar.
Proses modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1
menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar
antara 30 KHz sampai 50 KHz. Pada komunikasi infra merah kondisi idle
adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Bentuk modulasi sinyal infra
merah ditunjukkan dengan gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Modulasi sinyal infra merah.
2.3.1 Bagian Pemancar
Pemancar infra merah umumnya terdiri dari bagian modulator,
bagian penguat, dan dioda infra merah, seperti ditunjukkan gambar 2.3.
Gambar 2.3 Diagram blok pemancar infra merah.
10
Sinyal dimodulasi sebagai gelombang kotak dengan frekuensi antara
30 KHz sampai 50 KHz. Untuk pemancar dengan menggunakan remote
kontrol tipe RC-05, dipancarkan dengan frekuensi 36 KHz sehingga
gelombang kotak rata-ratanya memiliki periode 27 s yang diberikan pada
basis transistor sebagai penguat bagi LED infra merah. Gambar 2.4 adalah
bentuk modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah.
Gambar 2.4 Modulasi pada pemancar remote kontrol infra merah.
Pemancar infra merah menggunakan remote kontrol tipe RC-05. Tipe
RC-05 adalah jenis format data dari Philips dan digunakan pada remote
untuk televisi yang memiliki 32 command yang berbeda. Pulsa data
dimodulasi pada frekuensi 36 KHz dan setiap keyword dari RC-05 remote
kontrol infra merah adalah 14 bit, 1,728 ms per-bit, dan keyword yang
dipancarkan akan diulang setiap 130ms apabila tombol tetap ditekan. Deret
pulsa sebuah keyword ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Bentuk satu deret pulsa infra merah.
Setiap keyword memiliki frame format : dua start bit (AGC), dengan
bit selalu bernilai 1. Satu bit check (CHK) yang berubah (toggle) setelah
sebuah tombol ditekan dan inisialisasi transmisi baru pada remote kontrol
transmiter. Lima bit berikutnya merupakan bit alamat sistem (address)
11
untuk menyeleksi satu dari 32 sistem yang mungkin. Enam bit berikutnya
merupakan bit perintah (command) yang mempresentasikan satu dari 64
perintah yang berbeda tiap alamat. Frame format dapat dilihat pada
gambar 2.6.
St1
St2
Check
S4
S3
S2
S1
S0
C5
C4
C3
C2
C1
C0
Gambar 2.6 Frame format data RC-05 remote kontrol.
Semua bit dari remote ditransmisikan secara serial dalam kode bi-phase
yang juga dikenal sebagai kode manchester, seperti ditunjukkan dengan
gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bentuk kode Bi-Phase atau Manchester.
Remote kontrol untuk televisi dari Philips menggunakan alamat
sistem atau address 00h, sehingga dalam pembuatan program encoding
akan menggunakan alamat ini. Sebagai gambaran, tabel 2.1 menunjukkan
sistem pengalamatan (system address) dari remote tipe RC-05.
Tabel 2.1 Tabel system address untuk remote tipe RC-05.
System Address
0
2
5
7
16
17
18
19
Equipment
TV set
Teletext
Video Recorder
Experimental
Preamplifier
Receiver / Tuner
Tape / Cassette Recorder
Experimental
Bit command dari format data RC-05 berisi informasi dari tiap-tiap tombol
pada remote dan mempresentasikan 1 dari 64 perintah yang berbeda. Tabel
2.2 merupakan bit command untuk remote tipe RC-05.
12
Tabel 2.2 Tabel bit command untuk remote RC-05.
Command (in decimal)
0–9
12
13
14
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
48
50
52
53
54
55
63
Description of Function
Numeric Keys 0 – 9
Standby
Mute
Presets
Volume Up
Volume Down
Brightness +
Brightness –
Color Saturation +
Color Saturation –
Bass Up
Bass Down
Treble +
Treble –
Balance Right
Balance Left
Pause
Fast Reverse
Fast Forward
Play
Stop
Record
System Select
2.3.2 Bagian Penerima
Bagian penerima yang digunakan berupa modul IRM-8510, terdiri
dari photo diode yang sudah dilengkapi dengan rangkaian band pass filter
yang hanya melewatkan frekuensi antara 30 KHz sampai 50 KHz (lihat
gambar 2.8). Modul IRM-8510 terbungkus dengan plat yang terhubung
dengan ground rangkaian untuk melindungi rangkaian dari interferensi
noise.
Gambar 2.8 Skema rangkaian pada modul IRM-8510.
13
Output dari modul berupa logika 0 dan 1 sehingga dapat langsung
dihubungkan ke mikrokontroler di bagian penerima. Frekuensi 36 KHz
yang diterima dari pancaran dioda infra merah remote diubah menjadi
logika 0 dan tidak adanya frekuensi sebagai logika 1, seperti timing
diagram pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Timing diagram penerima.
Komunikasi data serial antara sebuah pemancar dan sebuah penerima
pada media infra merah hanya menggunakan satu jalur saja yaitu jalur data
tanpa memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi. Oleh karena itu
transmisi serial selalu dilakukan secara asinkron dimana setiap paket data
diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit.
2.4 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 merupakan mikrokontroler 8 bit yang
berbasis arsitektur MCS-51. Pilihan menggunakan mikrokontroler AT89S51
karena memiliki kelengkapan-kelengkapan yang diperlukan untuk bekerja
dalam sistem single chip, memiliki kemampuan In System Programming
(ISP) yang mempermudah proses pengisian program ke dalam sistem
mikrokontroler, dan juga pertimbangan ekonomis. Gambar 2.10 merupakan
diagram blok dari mikrokontroler AT89S51.
14
Gambar 2.10 Diagram blok mikrokontroler AT89S51.
2.4.1 Struktur Memori
Memori merupakan rangkaian elektronis yang digunakan untuk
menyimpan informasi secara temporer atau permanen. Memori biasanya
digunakan untuk menyimpan data yang diperoleh dari saluran masukankeluaran atau untuk menyimpan program dari sebuah sistem.
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai struktur memori yang terpisah
yaitu memori program yang menggunakan teknologi flash memory dan
memori data berupa RAM. Memori data (RAM) yang tersedia sebesar 128
bytes sedangkan flash memory yang dapat digunakan untuk menyimpan
kode program sebesar 4 Kbytes.
15
2.4.1.1 Memori Data
Memori data internal terdiri dari 128 bytes RAM dan S