Sistem Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu dan Asap Berbasis Mikrokontroler AVR 8535.

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional "Veteran" Jawa Timur Untuk menyusun Skripsi S-I

Diajukan Oleh :

Aditya Paramayudha

0634010177/FTI/TF

TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JATIM

Aditya Paramayudha 0634010177/FTI/TF

Disetujui Oleh :

Tanggal : ……….

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Basuki Rahmat S.si,MT Budi Nugroho S.kom

NPT. 369 070 602 09 NPT. 380 090 540 205

Basuki Rahmat S.si,MT

NPT. 369 070 602 09 Mengetahui

KETERANGAN REVISI

Mahasiswa dibawah ini :

Nama : Aditya Paramayudha NPM : 0634010177

Jurusan : Teknik Informatika

Telah mengerjakan revisi / tidak ada revisi *) PRA RENCANA ( DESIGN ) / SKRIPSI / TUGAS AKHIR. Ujian Gelombang II, TA. 2010 – 2011, dengan judul :

”Sistem Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu dan Asap Berbasis

Mikrokontroler AVR 8535”

Surabaya, Desember 2010 Dosen penguji yang memerintahkan Revisi :

1. Ir. H. Ahmad Fauzi, MMT ( ___________________ )

2. Budi Nugroho, S.Kom ( ___________________ )

3. Dian Puspita Hapsari, S.Kom ( ___________________ )

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

     

(Basuki Rahmat S.si,MT) ( Budi Nugroho, S.Kom)

yang berjudul : ” Sistem Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu dan Asap Berbasis Mikrokontroler AVR 8535 ”.

Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini penulis menyadari telah banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak baik dari segi moril maupun materiil. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP Selaku Rektor UPN “Veteran” Jawa Timur. 2. Ir. Sutiyono, MT Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas

Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya.

3. Bapak Basuki Rahmad S.si, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur yang juga sekaligus sebagai dosen pembimbing I yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Budi Nugroho, S.kom selaku dosen pembimbing II penulis di jurusan Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya yang telah memberikan arahan dan bimbingannya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

5. Ibu tercinta yang telah memberikan dukungan, do’a, cinta, kasih sayang dan semua pengorbanan yang di berikan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir.

6. Bapak penulis yang telah memberikan dukungan dan bantuan kepada penulis mencari solusi dalam menyelesaikan Tugas Akhir meskipun dalam keadaan lelah sehabis bekerja tetapi beliau mau merelakan waktu istirahatnya untuk menemani penulis.

7. Teman seperjuangan penulis PK Soft, (makasi sudah mengajarkan penulis tentang segala hal yang belum penulis ketahui.

8. Teman-teman penulis: All friend (makasi untuk dukungannya dan dorongannya supaya penulis berani maju sidang TA), Mas Husni (yang selalu

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Oleh sebab itu penulis berharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun para pembaca.

Surabaya, November 2010

LEMBAR PENGESAHAN DAN PERSETUJUAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ………...…....…... i

DAFTAR ISI ………...…....…... iii

DAFTAR GAMBAR ………...…....….... vi

DAFTAR TABEL ………...…....…... viii

BAB I : PENDAHULUAN ………...…....…... 1

1.1 Latar Belakang ………. 1

1.2 Rumusan Masalah ………. 3

1.3 Batasan Masalah ………. 4

1.4 Tujuan Tugas Akhir ………. 5

1.5 Manfaat Tugas akhir ………. 6

1.6 Metodologi Penulisan ………. 6

1.7 Sistematika Penulisan ………. 7

BAB II : LANDASAN TEORI ………. 10

2.1 Arsitektur AT89s51 ………. 10

2.1.1 Konfigurasi AT89s51 ……….. 13

2.1.2 Pemrograman Bahasa Assembly MCS ………….... 22

2.3 Servo Kontrol DSR-08……….……… 27

2.4 Sensor Ultrasonik Modul Dsonar ………. 27

2.5 Tenaga/Power Sebuah Robot ……….. 31

2.6 Programmer DU-ISP V2.0 ……….. 32

2.7 Pemrograman Assembly dengan Menggunakan DStudio 3.7b ………. 33

2.8 AVR Studio 4 ……….. 34

2.9 Sensor suhu LM35 ………. 37

3.0 Sensor Asap /Gas AF30………. 39

BAB III : ANALISIS DAN PERENCANAAN ……….. 41

3.1 Analisa Sistem ……….. 41

3.2 Diagram Blok Penelitian ……….. 42

3.3 Area Kerja Robot Pemadam ……….. 43

3.4 Perancangan Diagram Mekanik Robot Pemadam ….. 44

3.4.1 Perancangan Dimiensi Robot Pemadam ….. 44

3.4.2 Perancangan Small Sistem AT89s51 …. 48

3.5 Daftar Komponen dan Alat yang dipergunakan ….. 50

4.1 Perakitan Robot ...……….... 61

4.2 Cara Pengoperasian Robot ……….... 58

4.3 Evaluasi ...……….... 67

BAB V: HASIL DAN PEMBAHASAN ………. 68

5.1 Implementasi Sistem ………. 68

5.1.1 Pembuatan PCB (Printed Circuit Board) Small Sistem AT89s51 ……….... 68

5.1.2 Instalasi Komponen AVR Atmega 8535 …… 71

5.2 Pengujian Perangkat Keras ……… 72

5.2.1 Pengujian Small Sisitem AT89s51 ……… 72

5.2.2 Pengujian Motor Servo ...…… 74

5.2.3 Pengujian Sensor Infra Merah .……… 75

5.2.4 Pengujian Sensor Asap ... 76

5.2.5 Pengujian Sensor Api / Suhu ...……… 77

5.2.5 Pengujian Mekanik Robot ...……… 78

5.3 Penjelasan Perangkat Lunak ……… 79

5.4 Menghubungkan Port Mikrokontroller dengan Komputer ...……… 79

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A : Gambar Rangkaian

LAMPIRAN B : Data Sheet Motor Servo

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Konfigurasi Pin AT 89s51 ... 13

Gambar 2.2 : Blok Diagram AT89s51 ... 14

Gambar 2.3 : Blok Diagram AVR ATMega 8535 ...…… 20

Gambar 2.3 : Skema Rangkaian Small System AT89s51 ... 26

Gambar 2.6 : Motor Servo ... 27

Gambar 2.7 : Infra Merah ... 29

Gambar 2.9 : Relay ... 30

Gambar 3.0 : Pantulan gelombang Infra merah ... 31

Gambar 2.9 : Catu Daya +5 volt ... 32

Gambar 2.10 : Layout DU ISP ... 32

Gambar 2.11 : Programmer DU-ISP V2.0 ... 33

Gambar 2.12 : Tampilan Utama Dstudio 3.7b ...………... 34

Gambar 2.13 : Tampilan utama AVR studio 4...………... 35

Gambar 3.5 : Rancangan Robot Pemadam tampak atas ……… 46

Gambar 3.6 : Rancangan Robot Pemadam tampak samping……… 46

Gambar 3.7 : Rancangan Robot Pemadam tampak depan……… 47

Gambar 3.8 : jarak sensor api dengan tempat kebakaran ...………… 48

Gambar 3.9 : Tata Letak Komponen Rangkaian AT89s51……… 49

Gambar 3.10 : Jalur Rangkaian Small Sistem AT89s51...……… 50

Gambar 3.11 : Diagram Alur Sistem ………...……… 52

Gambar 3.12: Diagram Alur Sensor Infra Merah…...……… 54

Gambar 3.13 : Diagram Alur Sensor Asap dan Api…...……… 55

Gambar 3.15 Diagram Downloader……… 56

Gambar 4.1 Mur penyangga ...……… 57

Gambar 4.2 Instalasi mur penyangga ………...……… 58

Gambar 4.3 Instalasi Motor Servo 1 ……… 58

Gambar 4.4 Memasang Roda ……… 59

Gambar 4.5 Instalasi tempat sensor – sensor dan LCD ...…… 59

Gambar 4.6 Instalasi alat pemadam (kipas) ... ……… 60

Gambar 4.7 instalasi sensor asap dan suhu ...……… 60

Gambar 4.8 instalasi LCD ...……… 60

Gambar 4.9 Setting port mikrokontroller ………...…… 62

Gambar 5.0 Read signature ……… 62

Gambar 5.1 Proses Downloader ke mikrokontroler ………..…… 63

Gambar 5.2 Layout belakang ……… 68

Gambar 5.8 Robot Pemadam yang sudah dirakit keseluruhan …… 79 Gambar 5.9 Port Downloader DU-ISP v2 ke Mikrokontroller …… 80

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Port Pin 1 ……… 16 Tabel 2.2 Port Pin 3 ……… 17 Tabel 3.1 Keterangan Gambar komponen small system AT89s51_{… 49}

Tabel 3.2 Komponen yang diperlukan ……… 50 Tabel 3.3 Peralatan yang diperlukan ……… 51 Tabel 5.1 Uji Coba Robot Pemadam ……… 81 Tabel 5.2 Penghambat Dan Solusi Penyelesaian Masalahnya ……… 87

ABSTRAK

Robot sebagai bentuk inovasi pada bidang teknologi industri yang mengalami perkembangan pesat untuk mendukung kesejahteraan hidup manusia. Adanya pemilahan container pada industry peti kemas dan juga kontes robot cerdas Indonesia mendorong pembuatan robot yang mampu bergerak mendeteksi suatu kebakaran sesuai area kerja pergerakan robot. Dengan menggunakan motor servo sebagai penggeraknya, servo kontrol sebagai pengendali gerakannya dan sensor infra merah, tercipta sebuah robot yang memiliki mobilitas tinggi. Dengan demikian robot ini dapat bergerak pada lintasan yang dibuat. Sehingga robot ini dapat mendeteksi dan memadamkan suatu kebakaran.

Dalam pembuatan Robot ini penyusun mengguakan pemrograman bahasa assembly dan bascom AVR pada Mikrokontroller AVR ATMega 8535. Fungsi dari mikrokontroller adalah mengolah data sensor dan mengkontrol pergerakan robot. Robot ini menggunakan 2 buah motor servo untuk bergerak kearah tertentu dan satu buah sensor infra merah sebagai pendeteksi lintasan dan sensor Sensor Suhu LM 35DZ dan Sensor Asap AF30 untuk mendeteksi keberadaan suatu kebakaran. Robot ini menggunakan adaptor 12 volt sebagai power supply-nya.

Hasil yang dicapai dalam Tugas Akhir ini adalah Robot pemadam yang dapat mendeteksi keberadaan suatu kebakaran. Waktu tercepat untuk dapat mendeteksi suatu kebakaran adalah 3 detik sehingga dapat meminimalisir adanya suatu kebakaran yang terjadi.

Kata kunci : Mikrokontroler, AVR ATMega 8535, Sensor Infra Merah, Servo

Kontrol, Motor Servo.

1.1 Latar Belakang

Keunggulan dalam teknologi robot saat ini tidak dapat dipungkiri dan telah lama dijadikan salah satu icon kebanggaan negara–negara maju. Kecanggihan teknologi yang dimiliki, gedung-gedung tinggi yang mencakar langit, kota-kota yang modern, belum terasa lengkap tanpa kepiawaian dalam dunia robot.

Salah satu aplikasi pada bidang industri adalah pengendalian robot, Robot adalah mesin yang dapat deprogram untuk melaksanakan sesuatu sesuai dengan program yang dimasukkan kedalam komputer robot. Dengan demikian peranan komputerlah yang menentukan keandalan kerja robot, semakin canggih komputer (hardware dan software) yang digunakan, maka keandalan yang dimiliki robot tersebut akan semakin tinggi. Hampir semua industri manufaktur menggunakan robot karena biaya per jam untuk mengoperasikan robot jauh lebih murah dibandingkan menggunakan tenaga manusia. Robot memiliki banyak kelebihan yang tidak dimiliki manusia diantaranya yaitu : menghasilkan output yang sama / bahkan lebih banyak ketika mengerjakan suatu pekerjaan secara berulang-ulang, tidak mudah lelah, ketelitian dan kecepatan menyelesaikan tugas, selain itu juga robot lebih sedikit

Contoh robot pemadam api adalah AW Corner (Fire Robot). Robot ini dibuat oleh Sebuah perusahaan bernama Chula Vista di California bekerja sama dengan InventHelp membuat robot pemadam kebakaran yang diberi nama Fire Robot. Teknologi yang ditanamkan pada robot ini diharapkan dapat mengurangi jumlah korban jiwa dan harta akibat kebakaran.

Fire Robot yang dilengkapi dengan pompa air berkapasitas 3000 gallon air per menit ini akan menyemprotkan air dan zat kimia untuk memadamkan api. Selain itu, robot ini juga memiliki enam saluran untuk memancarkan air, pompa penekan yang berisi zat kimia pereda api, empat saluran pemancar untuk menyalurkan zat kimia, tiga pompa air penekan, dan memiliki serangkaian kamera video serta lampu khusus.

Robot berbentuk mirip tank militer ini dikendalikan dengan remote kontrol berbasis satelit. Dengan remote kontrol ini kita dapat menggerakan robot, kamera, mengoperasikan pompa, arah, dan tekanan air. Kita juga dapat melihat output kamera dari empat monitor. Sistem penggerakan robot ini digerakkan oleh motor diesel, 12 silinder dan sebuah pemancar. Untuk mendukung kerja robot, sebuah kendaraan pemompa air akan disertakan dengan penghubung selang karet. Kendaraan tersebut terdiri dari sebuah silinder 12 dan kamera serta berisi 25 ribu galon air.

Kelebihan robot yang akan dibuat dibandingkan dengan robot yang telah ada adalah robot ini dapat bergerak secara otomatis sesuai lintasan yang telah dibuat, sehingga tidak memerlukan alat atau tenaga manusia lagi untuk menggerakkannya.

Dalam perancangan dan pembuatan robot, salah satu hal penting yang tidak dapat ditinggalkan adalah sistem pengaturan motor. Tanpa pengaturan Motor yang baik sudah dapat dipastikan Robot tidak dapat bekerja dengan baik, hal ini dikarenakan hampir semua Robot menggunakan Motor sebagai penggeraknya. Pada Robot pemadam, Motor akan dituntut untuk melakukan gerakan-gerakan seperti putaran base yang disesuaikan oleh lintasan yang telah dibuat. sistem yang demikian tentunya memerlukan suatu pengaturan Motor yang baik, terlebih bila sistem tersebut dirancang untuk bekerja secara otomatis.

Dengan pengaturan Motor, Sensor infra merah, serta Switch dengan menggunakan mikrokontroller, diharapkan Robot Pemadam yang akan dibuat dapat bergerak sesuai dengan mekanis dan tugas dari pada Robot Pemadam tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Robot Pemadam dapat memiliki banyak fungsi tergantung dari cara pengaturan yang dibuat. Kemampuan mikrokontroler, Servo Kontrol, dan Motor yang digunakan dalam keseluruhan sistem robot sangat mempengaruhi proses pengendalian dan hasil dari proses pengendalian tersebut. Oleh karena itu dalam laporan ini, penulis berusaha untuk mengkombinasikan berbagai kemampuan maupun keterbatasan yang dimiliki sistem Robot. Hal ini dilakukan agar Robot Pemadam

yang dibuat memiliki kemampuan mencari keber adaan suatu asap maupun apa, bahkan keduanya.

Berdasarkan permasalahan di atas, maka dapat dituliskan rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana cara mengontrol Motor Servo dengan menggunakan Servo Kontrol dan Mikrokontroller AVR8535 sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan robot .

2. Bagaimana cara mengontrol Sensor infra merah dengan menggunakan Mikrokontroller AVR8535 sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu kebakaran.

3. Bagaimana merancang suatu robot yang dapat membantu kerja manusiadalam mencegah dan mengatasi suatu kebakaran yang terjadi .

1.3 Batasan Masalah

Batasan-batasan atau ruang lingkup permasalahan yang akan ditangani yaitu : 1. Pengolahan mikrokontroler pada robot ini terbatas hanya untuk mengontrol

putaran motor servo dan sensor infra merah saja.

2. Robot pemadam ini mendeteksi adanya suatu kebakaran atau tanda – tanda kebakaran yang akan terjadi pada suatu tempat.

3. Robot cerdas ini hanya mendeteksi suatu kebakaran atau tanda – tanda kebakaran pada suatu tempat atau lingkup yang telah dibuat.

4. Daerah kerja robot di desain sedemikian rupa sehingga memungkinkan tidak adanya kesalahan dalam menentukan adanya suatu kebakaran.

5. Jarak penempatan benda terhadap robot adalah sedemikian rupa sehingga pada jarak tersebut masih memungkinkan untuk robot bisa menjangkaunya.

6. Dalam pengujian robot akan berjalan sesuai lintasan dan akan memadamkan ketika robot menemukan adanya suatu tanda atau kebakaran.

7. Kecepatan pergerakan robot mengikuti benda disesuaikan dengan kemampuan mikrokontroler, Servo Kontrol dan mekanik robot.

8. robot bekerja baik di tempat yang memiliki cahaya yang rendah ( gelap ), karena menggunakan sensor cahaya untuk mendeteksi adanya api.

1.4 Tujuan Tugas Akhir

Tujuan kami untuk melaksanakan tugas akhir ini adalah : 1. Mengembangkan prototype robot cerdas jenis pemadam.

2. Merancang dan membuat prototype Robot Pemadam dengan menggunakan mikrokontroller MCS-51 dan Sensor infra merah yang mampu mendeteksi

3. Merancang dan membuat Robot pemadam yang dapat bergerak sesuai lintasanyang telah ditentukan.

1.5 Manfaat Tugas Akhir

Adanya tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat yaitu :

1. Melatih kemampuan mahasiswa untuk memecahkan suatu permasalahan yang ada, terlebih dalam dunia industria yaitu membuat perangkat elektronik jenis robot untuk membantu kerja manusia.

2. Melatih mahasiswa untuk mendesain dan merakit robot.

3. Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah didapat ke dalam dunia kerja. 4. Manfaat dalam dunia industri robot ini dapat mengetasi adanya statu

kebakaran Sejas dini, sehingga tidak akan terjadi kebakaran yang besar dan berakibat fatal.

5. Mencarikan solusi terbaik untuk membantu kerja manusia.

6. Mempermudah dan mempercepat kerja manusia terutama dalam bidang industri.

1.6 Metodologi Penulisan

Langkah-langkah pengumpulan data sebagai dasar penyusunan skripsi : 1. Metoda Analisa

Menganalisa masalah-masalah yang akan disajikan dan mengumpulkan data atau informasi.

2. Metoda Literatur

Merupakan usaha untuk lebih memudahkan dalam melengkapi data dan memecahkan masalah yang merupakan sumber referensi bagi penulis dalam mengambil langkah pengamatan dan melengkapi data.

3. Metoda Observasi

Observasi merupakan aktivitas melakukan pengamatan dan analisa terhadap kondisi sebenarnya di lapangan kemudian akan diberikan solusinya.

4. Metoda Evaluasi

Mengevaluasi hasil-hasil yang telah dikerjakan.

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam laporan tugas akhir ini, pembahasan disajikan dalam enam bab dengan

sitematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan pembuatan tugas akhir ini.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang teori-teori pemecahan masalah yang berhubungan dan digunakan untuk mendukung dalam pembuatan tugas akhir ini.

BAB III ANALISIS DAN PERENCANAAN

Bab ini dijelaskan tentang tata cara metode perancangan sistem yang digunakan untuk mengolah sumber data yang dibutuhkan sistem antara lain : Flowchart, Desain mekanik.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang hasil dan pembahasan yang didapat dari perancangan sistem yang digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

BAB V UJI COBA DAN EVALUASI

Bab ini menjelaskan tentang proses uji coba dari tugas akhir yang dibuat dan juga menjelaskan tentang evaluasi dari hasil ujicoba.

BAB VI PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penulis untuk pengembangan sistem.

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembutan laporan tugas akhir ini.

LAMPIRAN

Pada bagian ini berisi tentang keseluruhan konfigurasi pada perakitan dan pembuatan Robot pemadam.

2.1 Arsitektur AT89s51

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis. Mikrokontroler merupakan komputer didalamm chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara umumnya bisa disebut ”pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

IC Mikrokontroller AT89s51 adalah komponen produksi Atmel yang berorientasi pada control dengan level logika CMOS. Komponen ini masih dalam keluarga MCS-51. Rangkaian integrasi tersebut memiliki kelengkapan dasar sebagai single chip Mikrokomputer. Perlengkapan yang dimaksud adalah CPU (Central Prossesing Unit ) terdiri dari komponen yang satu sama lain berhubungan yaitu Register, ALU (Atrithmatic Logic Unit), Unit pengendali. Masing – masing mempunyai fungsi yang berbeda – beda, antara lain :

1. Register

Register merupakan memori sementara di dalam CPU. Beberapa register mempunyai fungsi tertentu, seperti program counter dan code register, yang lain bersifat lebih umum akumulator, B register. Tiap-tiap komputer memiliki panjang kata yang merupakan karakteristik dari CPU. Seperti pada keluarga MCS ’51 ini besarnya ditentukan oleh bus dan memori internal, oleh karenanya mikrokontroller keluarga MCS ’51 ini memiliki kemampuan menyimpan data 8 bit.

2. ALU (Arithmatic Logic Unit)

Dari namanya dapat diketahui bahwa ALU mampu menjalankan operasi aritmatika dan logika dengan bilangan-bilangan biner. Dalam keluarga MCS ’51 operasi ALU datanya terbatas pada jumlah bilangan biner 8 bit.

3. Unit Pengendali

Unit pengendali digunakan untuk menyerempakkan kerja yang sangat diperlukan oleh setiap prosessor. Sebuah instruksi diambil dan didekode, setelah prosessor mengetahui apa yang dimaksud dengan instruksi, maka unit pengendali akan memberikan signal pada aksi yang dimaksud.

Mikrokontroller AT89s51 memiliki beberapa fasilitas yang dapat dipakai oleh pengguna yaitu sebagai berikut :

1. Flash program memori ROM internal sebesar 4 Kbyte. Dengan flash PEROM ini mikrokontroller mampu diprogram dan dihapus hingga 1000 kali.

2. Memori data RAM internal sebesar 128 Byte.

3. Kemampuan kerja clock internal dari 0 hingga 24 MHz.

4. Terdapat 2 buah timer/counter yang dapat dipakai hingga 16 Bit.

5. Kemampuan mengalamati memori program dan data maksimum 64 Kbyte eksternal.

6. Dua buah tingkat prioritas interupsi.

7. Lima buah interupsi, yaitu 2 buah interupsi eksternal dan 3 buah interupsi internal.

8. Empat buah I/O masing-masing 8 Bit.

9. Port serial full duplex UART (Universal Asincronous Receive Transmit), dengan kemampuan pendeteksian kesalahan.

10. Mode pengontrolan daya, yaitu :

 Mode Idle (daya akan berkurang jika CPU dikehendaki stad by).

 Mode Power Down (oscillator berhenti yang berarti daya akan berkurang karena intruksi yang dieksekusi menghendaki power down). 11. Pengembalian ke mode normal setelah power down karena adanya

12. Dapat diprogram per bit sehingga pemrograman akan lebih leluasa dan efektif.

2.1.1. Konfigurasi AT89s51

Pada gambar 2.1 dan gambar 2.2 menunjukkan Susunan kaki pada AT89s51 beserta pin konfigurasinya dan blok diagram AT89s51 dapat dilihat dibawah ini :

Gambar 2.1 : Konfigurasi Pin AT 89s51

Sumber : www.delta-electronic.com

Berikut merupakan diagram blok dari mikrokontroller AT89s51 dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.2: Blok Diagram AT89s51

Sumber : http://www.toko-elektronika.com/tutorial/uc1.html

Pin Description :

1. VCC

Supply Voltage

2. GND

3. Port 0

Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port 1/0. Pada saat sebagai port out, tiap pin dapat dilewatkan ke 8 input TTL. Ketika logika 1 dituliskan pada port 0, maka pin-pin ini dapat digunakan sebagai input yang berimpedansi tinggi. Port 0 dapat dikonfigurasikan untuk dimultiplex sebagai jalur data/address bus selama membaca program external dan memori data. Pada mode ini P0 mempunyai internal pull up. Port 0 juga menerima kode bit selama pemrograman flash. Dan megeluarkan kode bit selama ferifikasi program.

4. Port 1

Port 1 adalah 8-bit bi-directional Port 1/0 denga internal pull up. Port 1 mempunyai buffer output yang dapat dihubungkan dengan 4 TTL input. Ketika logika 1 dituliskan ke port 1, pin ini dipull high dengan menggunakan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Ketika sebagai input, pin port 1 yang secara eksternal dipull low akan mengalirkan arus 1 L karena internal pull up.

Port 1 juga menerima address bawa selama pemrograman flash dan ferifikasi.

Tabel 2.1: port pin 1

Port Pin Alternate Function

P1.5 MOSI (used for in system programming) P1.6 MISO (used for in system programming) P1.7 SCK (used for in system programming)

5. Port 2

Port 2 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Port 2 output buffer dapat melewatkan 4 TTL input. Ketika logika 1 dituliskan ke port 2, maka mereka dipull high dengan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input.

Port 2 memancarkan alamat byte tinggi selama memory program mengambilnya dengan external dan selama akses ke memory data external yang menggunakan alamat 16-bit (MOVX @ DPTR). Pada applikasi ini, port 2 menggunakan tarikan internal naik yang kuat saat ketika memancarkannya. Port 2 juga menerima alamat bit yang tinggi dan beberapa isyarat selama kendali memprogram flash dan verifikasi.

6. Port 3

Port 3 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Output buffer dari port 3 dapat dilewati 4 input TTL. Ketika logika

1 dituliskan ke port 3 maka mereka akan di pull high dengan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai berbagai macam fungsi atau fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk pemrograman flash dan ferifikasi. Ditunjukkan ke dalam bentuk table sebagai berikut :

Table 2.2 : port pin 3

Port Pin Alternate Functions

P3.0 RXD (serial input port) P3.1 TXD (serial output port) P3.2 INT0 (external interrupt 0) P3.3 INT1 (external interrupt 1) P3.4 T0 (timer 0 external input) P3.5 T1 (timer 1 external input)

P3.6 WR (external data memory write strobe) P3.7 RD (external data memory read strobe)

7. RST

Masukan reset pada instruksi ini digunakan untuk dua mesin yang bekerja saat osilator sedang menjalankan dan mereset kembali alat tersebut.

8. ALE/PROG

Address Latch Enable (ALE) merupakan keluaran berdenyut untuk mengunci byte yang rendah serta menunjukkan memory eksternal. Pin ini juga merupakan input pulsa program selama pemrograman flash. Operasi normal dari ALE dikeluarkan pada laju konstan 1/6 dari frekuensi oscilator, dan dapat digunakan untuk pewaktu eksternal atau pemberian pulsa. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat didisable dengan memberikan setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8 EH. Dengan bit set, ALE dapat diiaktifkan selama instruksi M0VX atau MOVC. Dengan mensetting ALE disabled, tidak akan mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode eksekusi eksternal.

9. PSEN

Program store enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca program pada memori eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi kode dari program memori eksternal, PSEN diaktifkan 2 kali setiap siklus mesin, kecuali bahwa 2 aktifasi PSEN terlewati selama pembacaan ke memori data eksternal.

10.EA/VPP

Eksternal Access enable. EA harus diposisikan ke GND untuk mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari program

memori yang dimulai pada lokasi 0000H sampai dengan FFFFH. EA harus diposisikan ke VCC untuk eksekusi program internal. Pin ini juga menerima tegangan pemrograman 12Volt (VPP) selama pemrograman flash.

11.XTAL 1

Input oscilator inverting amplifier dan input untuk internal clock untuk pengoperasian 2.

12.XTAL 2

Output dari inverting oscilator amplifier.

2.1.1.1 Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga 8051 yang mempunyai arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing), AVR menjalankan sebuah instruksi tunggal dalam satu siklus dan memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan arsitektur Harvard, di mana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, di mana ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch dari memori program.

AVR ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D 2. CPU yang memiliki 32 buah register

3. SRAM sebesar 512 byte 4. Flash memory sebesar 8kb 5. EEPROM sebesar 512 byte

6. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding 7. Two wire serial Interface

8. Port antarmuka SPI

9. Unit interupsi internal dan eksternal 10. Port USART untuk komunikasi serial

W3100A Embedded Ethernet Chip

Embedded Ethernet adalah implementasi standar jaringan dari Ethernet pada sebuah single-chip. Secara sederhana, dengan menanamkan Ethernet ke sebuah alat, akan memberikan sebuah kemampuan untuk berkomunikasi lewat Ethernet tanpa menggunakan sebuah komputer. Embedded Ethernet berfungsi sebagai interface antara mikrokontroler dengan jaringan komputer yang ada. Pada tugas akhir dipakai chip embedded Ethernet produksi Wiznet dengan seri W3100A. Chip ini terintegrasi dengan ethernet PHY, dan mag jack sebagai soket female RJ45 pada sebuah network

module. Chip ini memiliki TCP/IP protokol stack seperti TCP, UDP, IP, ARP dan protokol ICMP.

2.1.2 Pemrograman Bahasa Assembly MCS

Bahasa assembly menggantikan kode-kode biner dari bahasa mesin dengan ”mnemonic” yang mudah diingat. Misalnya, sebuah instruksi penambahan dalam bahasa mesin disajikan dengan kode ”10110011” yang dalam bahasa assembly dapat disajikan dalam mnemonic ADD, sehingga mudah diingat.

Tidak hanya itu, perintah penambahan membutukan suatu operan baik berupa data langsung maupun suatu lokasi memori yang menyimpan data yang bersangkutan. Dengan demikian kode untuk ADD bisa berbeda-beda tergantung kebutuhan atau jenis operannya. Instruksi lainnya rata-rata juga membutuhkan operan dalam bentuk yang berbeda-beda. Bagian ini ada baiknya diawali dengan beberapa definisi berikut :

 Program Bahasa assembly adalah sebuah program yang terdiri atas label-label, mnemonic dan lain sebagainya. Masing – masing pernyataan berhubungan dengan instruksi mesin. Bahasa Assembly, sering juga disebut kode sumber (source code) atau kode simbolik (Symbolik code) tidak dapat dijalankan ole prosesor.

 Program Bahasa Mesin adalah sebuah program yang mengandung kode – kode biner yang merupakan instruksi yang bisa dipahami prosesor. Program bahasa mesin sering disebut sebagai kode objek, dapat dijalankan (dikerjakan) oleh prosesor.

 Assembler adalah suatu program yang dapat menerjemahkan program bahasa assembly ke program bahasa mesin. Proggram dalam bahasa mesin ini dapat berbentuk ”absolute” atau ”relocatable”. Berikutnya dilakukan ”linking” untuk mengatur alamat absolute agar program dapat dijalankan.  Linker adalah suatu program yang dapat menggabungkan program –

program objek modul – modul dan menghasilkan suatu program objek absolute yang dapat dijalankan oleh prosesor.

 Segmen adalah suatu unit memory kode atau data. Sebuah segmen dapat direlokasi, mempunyai nama, tipe dan atribut – atribut lain yang membolehkan linker untuk menggabungkan engan bagian – bagian segmen yang lain jika dibutuhkan.

 Modul adalah mengandung satu atau lebih segmen. Sebuah odul memiliki nama yang ditentukan oleh pengguna. Definisi modul menentukan jangkauan symbol – symbol local. Sebuah berkas objek dapat berisi lebih dari satu modul.

Program merupakan modul absolute tunggal, menyatakan semua segmen absolute dan relocatable dari modeul –modul yang terlibat. Sebuah program hanya mengandung kode – kode biner instruksi – instruksi (dengan alamat – alamat dan konstanta data) yang dapat dipahami komputer.

2.1.3 Pengenalan Bascom AVR

BASCOM dikembangkan oleh MCS Electronics, dan merupakan

BASIC compiler. Program yang dibuat dalam bahasa BASIC, akan di-kompilasi menjadi machine code, untuk kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler melalui sebuah programmer. Saat ini, sesuai dengan referensi dari situs web MCS Electronics, BASCOM baru mendukung mikrokontroler keluarga MCS51 (BASCOM-8051) dan keluarga AVR (BASCOM-AVR), keduanya produk dari Atmel Corp. Kita bisa memperoleh chip kelas

AT89S51/52 dengan harga sangat terjangkau, dan dapat diprogram secara ISP (In-System Programming). Tutorial pemrogaman Bascom AVR dapat dilihat pada situs (http://web.sfc.keio.ac.jp/~esoc/avr/datas/bascavr.pdf, 2009)

diakses pada tanggal 30 Februari 2010.

BASCOM-AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada Mikrokontroler terutama Mikrokontroler keluarga AVR . BASCOM-AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu

lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya (meng-compile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin), BASCOM-AVR juga memiliki kemampuan / fitur lain yang berguna sekali,contoh:

a. Terminal (monitoring komunikasi serial)

b. Programmer (untuk menanamkan program yang sudah di-compile ke Mikrokontroler)

BASCOM (Basic Compiler) dasarnya hampir sama dengan bahasa BASIC. Jadi, penggunaan bahasa BASIC (Visual Basic, Turbo Basic, dll), akan menjadi modal penting untuk mempelajari tool ini karena secara struktur pemrograman dasar tidak ada perbedaan.

2.1.4 Timer dan Counter

Pada dasarnya saran masukan yang satu ini merupakan seperankat pencacah biner (biner counter) yang terhuung langsung ke saluran data mikrokontroller, sehingga mikrokontroler dapat pula merubah kondisi pencacah tersebut.

Sinyal detak yang diberikan ke pencacah dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pertama ialah sinyal detak dengan frekuensi tetap yang sudah diketahui besarnya dan yang kedua adalah sinyal detak dengan frekuensi yang bisa bervariasi (bisa diatur).

Baik bekerja dengan frekuensi tetap maupun variatif, sumber detak utamanya sama yaitu dari frekuensi kristal yang terpasang. Jika sebuah frekuensi pencacah bekerja dengan frekuensi tetap, dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai timer atau pewaktu. Jika sebuah pencacah bekerja dengan frekuensi yang bervariasi dikatakan pencacah tersebut bekerja sebagai counter. Kondisi pencacah tersebut menyatakan banyaknya pulsa detak yang sudah diterima. Untai pencacah biner tersebut merupakan pencacah biner naik (count up binary counter).

2.1.5 Rangkaian Small System AT89s51

Merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengoperasikan dari pada mikrokontroller AT89s51. Dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut.

Gambar 2.3 : Skema Rangkaian Small System AT89s51

2.2 Motor Servo

Servo adalah DC motor dengan tambahan elektronika untuk kontrol PW dan digunakan untuk tujuan hobbyist, pada pesawat terbang model, mobil dan kapal. Servo memiliki 3 kabel, yaitu Vcc, ground, dan PW input. Tidak seperti PWM pada DC motor, inpit sinyal untuk servo tidak digunakan untuk mengatur kecepatan, tetapi digunakan untuk mengatur posisi dari putaran servo.

Servo motor standart dilengkapi dengan motor DC untuk mengendalikan posisi sebuah robot/diposisikan hingga 180 derajat. Motor tersebut harus dapat menangani perubahan yang cepat pada posisi, kecepatan, dan percepatan, serta harus mampu menangani intermittent torque. Berikut merupakan tampilan dari Motor Servo dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6 : Motor Servo

2.4 Sensor Infra Merah

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem

akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem.Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

2.4.1 LED Infra Merah

LED adalah suatu bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dibuat dengan galliumarsenide. Cahaya infra merah pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio, dengan kata lain infra merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombangterpanjang, yaitu sekitar 700 nm sampai 1 mm.

Gambar 2.7 : Infra Merah

Cahaya LED timbul sebagai akibat penggabungan elektron dan hole pada persambungan antara dua jenis semikonduktor dimana setiap penggabungan disertaidengan pelepasan energi. Pada penggunaannya LED infra merah dapat diaktifkan dengan tegangan DC untuk transmisi atau sensor jarak dekat, dan dengan teganganAC (30–40 KHz) untuk transmisi atau sensor jarak jauh

2.4.2 Fototransistor

Receiver yang digunakan oleh sensor infra merahadalah jenis fototransistor, yaitu jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima atau mendeteksi cahaya dengan gain internal yang dapat menghasilkan sinyal analog maupun digital. Fototransistor ini akan mengubah energi cahaya menjadi arus listrik dengan sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan fotodioda ,tetapi dengan waktu respon yang secara umum akan lebih lambat daripada fotodioda. Hal ini

menangkap sinar,dan elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya padajunction ini di-injeksikan di bagian basis dan diperkuat dibagian kolektornya.

Pada fototransistor, jika kaki basis mendapat sinar maka akan timbul tegangan pada basisnya dan akan menyebabkan transistor berada pada daerah jenuhnya(saturasi), akibatnya tegangan pada kaki kolektor akansama dengan ground (Vout=0 V). Sebaliknya jika kakibasis tidak mendapat sinar, tidak cukup tegangan untuk membuat transistor jenuh, akibatnya semua arus akandilewatkan ke keluaran (Vout=Vcc).

2.4.3 Relay

Relay adalah komponen yang menggunakan prinsip kerja medan magnet untuk menggerakan saklar. Saklar ini digerakkan oleh magnet yang dihasilkan oleh kumparan didalam relay yang dialiri arus listrik. Susunan relay sederhana adalah sebagai berikut.

Gerakan armatur ini menyebabkan kontak membuka/menutup dengan konfigurasi sebagai berikut:

Normally Open (NO), apabila kontak-kontak tertutup saat relay dicatu. Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay dicatu.Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan membuat hubungan dengan kontak-kontak yang lain.

Gambar 3.0 : Pantulan gelombang Infra merah

Sumber :www.delta-electronic.com

2.5 Tenaga/Power Sebuah Robot

Baterai adalah tenaga penggerak robot yang paling banyak digunakan karena penggunaannya sangat mudah. Ada banyak sekali jenis baterai untuk menggerakkan sebuah robot, tetapi beberapa jenis baterai sangat umum digunakan adalah carbon-zinc, alkalin, nickel-cadmium, lead-acid, dan lithium.

Benda /  Objek 

Infra merah Transmitter

Infra merah Receiver

 

Mikrokontroler  AVR ATMega 8535 

Tenaga lain dari sebuah robot adalah dengan menggunakan Power Supply yaitu dengan mengkonversi tengangan bolak balik (AC) menjadi tegangan searah (DC).

Gambar 2.9 : Catu Daya +5 volt

Sumber : Buku Mudah dan Menyenangkan Belajar Mikrokontroller, karangan

Sulhan Setiawan, Penerbit : Andi Yogyakarta

2.6 Programmer DU-ISP V2.0

Merupakan unit programmer ISP dengan antarmuka USB dan didesain dengan kecepatan download program yang tinggi dan dengan bentuk yang ringkas. Dalam Programmer DU-ISP V2.0 terdapat ISP Port yang merupakan bagian konektor untuk pengisian program secara ISP dengan susunan I/O standart DST dan kompatibel dengan Delta ISP Cable.

Gambar 2.10 : Layout DU ISP

Spesifikasi :

1. Kompatibel Code Vision, AVR Studio dan AVR Dude

2. Support untuk semua jenis AVR type AT89Sxx, ATTinyxx, ATMegaxx dan keluarga MCS-51 AT89S5x

3. USB/target Power Selector

4. Kecepatan transfer program 128Kb/menit

Berikut merupakan tampilan dari Programmer DU-ISP V2.0 dapat dilihat pada gambar 2.11 dibawah ini :

Gambar 2.11 : Programmer DU-ISP V2.0

2.7 Pemrograman Assembly dengan menggunakan DStudio 3.7b

Ada banyak program yang dapat digunakan untuk memprogram bahasa assembly, tetapi pada Tugas akhir kali ini penulis mengguanakan DStudio 3.7b

adalah file .asm dan file .hex dimana file .hex nanti ditransfer ke Mikrokontroller dengan menggunakan ISP programmer. instalasi DStudio 3.7b yaitu cukup dengan mengeksekusi file instalasi DStudio 3.7b.exe maka software sudah bisa digunakan untuk memprogram bahasa assembly. Gambar 2.12 dibawah ini adalah gambar tampilan utama dari Dstudio 3.7b saat pertama kali dijalankan.

Gambar 2.12 : Tampilan Utama Dstudio 3.7b

2.8 AVR Studio 4

AVR studio 4 merupakan software buatan atmel corporation. Software ini bisa digunakan untuk menuliskan program bahasa assembly, mensimulasikan program program yang dibuat dan kemudian mendebug program sehingga

menghasilkan file dengan extensi . hex yang bisa di download ke dalam IC Mikrokontroller.

Untuk pertama kalinya kita harus menginstal AVR studio 4 ini ke dalam komputer, cara menginstalnya pun mudah layaknya kita menginstal software komputer yang lain. Pada AVR studio 4 mempunyai menu-menu yang meliputi File,

Edit, Debug, View, Window dan help. Menu-menu tersebut merupakan tool yang

kita perlukan untuk membangun aplikasi yang menggunakan mikrokontroller. Software ini juga sudah difasilitasi dengan program untuk melakukan simulasi terhadap proyek yang dibuat, sehingga programming menjadi menyenangkan walaupun yang diprogram bahasa assembler dan bukan dalam bahasa C. Gambar 2.13 dibawah ini adalah gambar tampilan utama dari AVR studio 4 saat pertama kali dijalankan.

Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga

8051 yang mempunyai arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing), AVR

menjalankan sebuah instruksi tunggal dalam satu siklus dan memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan arsitektur Harvard, di mana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, di mana ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch dari memori program.

AVR ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D 2. CPU yang memiliki 32 buah register

3. SRAM sebesar 512 byte 4. Flash memory sebesar 8kb 5. EEPROM sebesar 512 byte

6. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding 7. Two wire serial Interface

8. Port antarmuka SPI

9. Unit interupsi internal dan eksternal 10. Port USART untuk komunikasi serial

2.9 Sensor suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh NationalSemiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak

memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35.

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. 5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

2.10 Sensor Asap /Gas AF30

Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Sensor AF-30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersbut maka resistansi elektrik sensor akan turun seperti yang telah dibahas pada artikel lalu. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor AF-30 ini, kandungan gas-gas tersebut dapat

Gambar 2.15 sensor Asap /Gas AF30

Sensor asap AF-30 yang termasuk seri AF dapat mendeteksi keberadaan hanya gas tertentu yaitu Hidogen dan etanol, sehingga sensor ini sangat cocok digunakan untuk aplikasi pendetektor asap rokok.

Spesifikasi sensor asap rokok AF-30 ini :

- Supply voltage 5V DC atau 5V rms AC (max 12V) - Supply for heater 5 +/- 0.2V DC

- Power consumption 535mW (max) - Preheat time 48 hours (typ)

- Output tegangan

- Test gas Hidrogen ratio at 10ppm

- Operating temperature -10 sampai 55 derajat Celcius - High Sensitivity

Setelah melakukan penelitian menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega 8535, Sensor infra merah sebagai pendeteksi keberadaan line tacking / garis, sensor suhu, sensor asap dan motor/dynamo untuk penggerak benda, maka dalam bab ini akan membahas analisa dan desain dari Robot Pemadam ini. Pembahasan dimulai dengan Analisa Sistem, perancangan hardware kemudian diikuti dengan algoritma software pendukung.

3.1 Analisis Sistem

Robot Line smoke ini merupakan gabungan dari beberapa hardware yaitu Mikrokontroller ATMega 8535, Sensor infra merah , sensor suhu, sensor asap dan motor/dynamo. Tiap-tiap perangkat hardware tersebut memiliki tugas yang berbeda-beda sesuai dengan spesifikasi kerja hardware masing-masing. Oleh karena itu dibutuhkan software pendukung untuk menterjemahkan dari bahasa manusia ke bahasa mesin. Perangkat lunak tersebut yaitu DStudio 3.7b sebagai editor dan AVR Studio 4 sebagai penterjemah (downloader) dari bahasa manusia ke bahasa mesin.

Proses bergeraknya robot yaitu atas dasar perintah-perintah yang dikeluarkan oleh mikrokontroller. Awal mula proses kerjanya yaitu sensor api , sensor asap dan sensor infra merah ,ketika sensor infra merah menerima perintah untuk berjalan sesuai track / garis yang sudah ditentukan dalam radius yang sudah ditentukan, secara

bersamaan sensor panas dan sensor asap pun bakerja. Kemudian ketika sensor api bekerja atau menemukan adanya api maka sensor infra merah akan berhenti bakerja. sensor tersebut akan mengirim pesan pada mikrokontroller bahwa keberadaan api terdeteksi, maka mikrokontroller tersebut akan memerintahkan Servo Kontrol untuk berhenti bergerak. Ketika motor berhenti bergerak maka kipas sebagai pemadam api akan menyala dan akan mamatikan api. Setelah api padam maka motor akan kembali bergerak.

3.2 Diagram Blok Penelitian

Gambar 3.1 : Diagram Blok Sistem

Sensor infra merah

Motor / dinamo

Pemadam (kipas)

Sensor asap Sensor suhu

Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Layar LCD Supply / baterai

Dari gambar 3.1 dapat dilihat bahwa Robot pemadam ini bekerja dengan menggunakan mikrokontroler AVR ATMega 8535 sebagai otak dari pada robot tersebut dan sensor infra merah sebagai pendeteksi garis lintasan , dan microkontroler AVR ATMega 8535 sebagai pendeteksi adanya asap yang terjadi. Ketika sensor panas mendeteksi adanya suatu api maka Robot ini akan bekerja yaitu dengan menyalakan pemadam (kipas). Apabila sensor api tidak menemukan adanya panas atau api maka secara otomatis motor akan barjalan seperti semula.

Pada robot ini terdapat pula pendeteksi kadar kandungan Co2 yang ber ada pada ruangan atau lintasan yang dibuat dan dimunculkan malalui layarLCD.

3.3 Area Kerja Robot Pemadam

Area kerja merupakan lingkungan dimana tempat robot bekerja. Berikut merupakan gambar dari rung kerja Robot Pemadam, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 3.2 : Area Kerja Robot Lengan api

Keterangan Gambar :

A. Area Kerja, berukuran sesuai dengan lintasan yang di buat

B. Garis / line kerja robot selebar 2 cm dan dapat disesuaikan

C. Jarak Robot ke tempat terjadi kebakaran maximum 20-30 cm

3.4 Perancangan Diagram Mekanik Robot Pemadam

Struktur robot sebagian besar dibangun berdasarkan konstruksi mekanik. Robot yang memiliki kemampuan navigasi dan manipulasi secara relative memiliki konstruksi mekanik yang lebih rumit dibanding dengan yang berkemampuan navigasi saja.

3.4.1 Perancangan Dimensi Robot Pemadam

Pada perancangan dimensi robot pemadam ini akan dibahas beberapa bagian yaitu bagian kerangka mekanik, bagian sensor, dan gerak.

a. Kerangka mekanik

1. Kerangka Bawah

Kerangka Bawah merupakan pondasi utama Robot Pemadam. Selain itu juga pada Box ini dipakai untuk tempat rangkaian elektronika seperti Rangkaian AT89s51 dan Servo Kontrol DSR-08. Adapun gambar Kerangka Bawah dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah ini :

2 cm 20cm

5 cm

25 cm

Gambar 3.3 : Kerangka Bawah Robot

2. Kerangka Atas

3.

Penyangga Utama merupakan bagian penting dari Robot pemdam. Yaitu sebagai penopang komponen yang ber ada pada atas robot gambar 3.4 dibawah ini :

5,7 cm

14,8 cm

3. Rancangan Robot Pemadam

a. robot tampak atas

6

2

5 4

3

Gambar 3.5 : Rancangan Robot Pemadam tampak atas

b. robot tampak samping

2 3

7 4

8 6 5

Gambar 3.6 : Rancangan Robot Pemadam tampak samping

c. robot tampak depan

7

8 4

3 5

Gambar 3.7 : Rancangan Robot Pemadam tampak depan

Keterangan gambar :

1. supply (baterai)

2. microkontroler

3. sensor asap dan api

4. pemadam (kipas)

5. sensor line (infra merah)

6. roda

7. layar LCD

8. penyangga

b. Bagian Sensor

benda yang akan diambil. Digunakan unntuk mendeteksi keberadaan suatu kebakaran / api.

Gambar 3.8 : jarak sensor api dengan tempat kebakaran

c. Gerak

Untuk menjadikan robot ini dapat bekerja sebagaimana yang diharapkan, maka digunakan variasi gerakan dari masing-masing motor servo untuk menghasilkan arah pergerakan robot. Bagian base akan berputar secara horisontal yaitu kedepan dan kebelakang, sesuai perintah yang telah di program dalam microkontroler.

3.4.2 Perancangan Small Sistem AT89s51

Small sistem At89s51 merupakan otak dari pada robot lengan. Dimana pada baian ini berfungsi mengendalikan keseluruhan rangkaian elektronik robot lengan. Berikut ini merupakan gambar dari tata letak komponen small sistem AT89s51 yang dibuat. Dimana pada bagian ini merupakan pusat utama

25-30 cm

pengendalian dari Robot Lengan ini. Dapat dilihat pada gambar 3.8 dibawah ini :

Gambar 3.9 : Tata Letak Komponen Rangkaian AT89s51

Tabel 3.1 : Keterangan Gambar komponen small system AT89s51

No Komponen Resistansi

1 R1 1 kΩ

2 R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R11, R12,

R13

10 kΩ

3 Led Warna merah

4 C5 10 mf/16volt

5 C1, C2 33 pf

6 C3, C4 100 nf

7 C6 Kristal 11.0592

8 TR 7805

9 Ic Mikrokontroller At89s51

Pada waktu menggambar disarankan untuk membuat jalur yang tidak terlalu kecil sehingga dalam pelarutan nanti tidak hilang gambar jalurnya Dan juga ketebalan dalam menggambar sangat dianjurkan. Pada waktu proses mencetak dan melarutkannya agar lebih hati-hati. Berikut ini merupakan gambar jalur rangkaian AT89s51 dapat dilihat pada gambar 3.9 dibawah ini :

Gambar 3.10 : Jalur Rangkaian Small Sistem AT89s51

3.5 Daftar Komponen dan Alat yang dipergunakan

Adapun komponen-komponen yang akan digunakan dalam pembuatan modul ini antara lain :

Tabel 3.2 : Komponen yang diperlukan

No Nama Komponen Jumlah satuan

1 IC Mikrokontroler AT89s51 1 buah

2 Socket IC AT89s51 1 buah

3 AVR ATMega 8535 1 buah

4 Kapasitor 100 nf 2 buah

5 Kapasitor 33 pf 2 buah

6 Kapasitor 10 µf/16v 1 buah

7 Kapasitor 11.0592 1 buah

8 Resistor 10KΩ 11 buah

9 Resistor 470Ω 1 buah

10 PBC polos 1 lembar

11 Ferri Chlorida Secukupnya

12 Rugos gambar kaki komponen 1 lembar

13 Rugos gambar kaki IC 1 lembar

15 Motor / Dinamo 2 buah

16 Modul infra merah 1 buah

17 Sensor asap 1 buah

18 Downloader ISP AT89xx 1 buah

19 USB to Serial Converter 1 buah

20 triplek secukupnya ( 0,5 m² )

21 Sensor api 1 buah

22 Timah Secukupnya

23 Dioda Photo 1 buah

24 Dioda 4002 4 buah

25 Kapasitor 1000 µf/16v 2 buah

26 Spidol Permanen (Ukuran F) 1 buah

27 Spidol Permanen (Ukuran M) 1 buah

28 Mur baut Secukupnya

29 Led 2 buah

30 Jack Power Supply 1 set

Peralatan yang digunakan sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini dapat disebutkan sebagai berikut :

Tabel 3.7 : Peralatan yang diperlukan

No Nama Peralatan Jumlah

1 Solder Listrik 1 buah

2 Soldering pump 1 buah

3 Tool set 1 set

4 Multimeter 1 buah

5 Gergaji 1 buah

6 Amplas sedang 1 buah

3.6 Diagram Alur Sistem

Gambar 3.11 : Diagram Alur Sistem

Pada Robot Lengan ini mikrokontroller yang digunakan adalah AT89s51 dan AVR ATMega 8535 sebagai sistem pemroses semua perangkat. Alur daripada system adalah Ketika saklar on/off dinyalakn pada posisi On maka tegangan akan masuk keseluruh rangkaian elektronika. Pada kondisi seperti ini mikrokontroller yang

Start

Sensor infra merah Sensor suhu Sensor asap

Deteksi garis

Mengirim perintah LCD

Jika ditemukan api

Kipas on Motor off

Finish Deteksi api Deteksi asap

MicroATMega 8535

Data suhu dan asap

Motor on

Kipas off

Cek masih ada api Y/N

sedang aktif akan memerintahkan sensor infa merah untuk mengukur jarak lintasan yang telah dibuat. Saat informasi lintasan diketahui oleh sensor infra merah maka akan mengirimkan pesan data pada mikrokontroller. Kemudian mikrokontroller akan memerintahkan motor / dynamo untuk menggerakkan motor sesuai lintasan atau jalur yang ada dan microkontroler akan memerintahkan sensor asap dan sensor api untuk bekerja sesuai program yang diberikan, ketika menemukan sebuah api maka microkontroler akan memerintahkan motor / dynamo untuk berhenti bergerak dan akan memerintahkan pemadam (kipas ) untuk bekerja mematikan api. Setelah api padam maka microkontroler memerintahkan kipas untuk berhenti dan memerintahkan kembali motor / dynamo untuk berjalan kembali.

Ketika terdapat adanya api dan asap maka pada layer LCD akan muncul indikasi yang sedang terjadi seperti bagaimana suhu pada ruangan tersebut dan berapa kadar asap yang terdapat di rungan tersebut.

3.7 Diagram Alur Sensor Infra Merah

Gambar 3.12: Diagram Alur Sensor Infra Merah

Ketika saklar dalam posisi on maka Mikrokontroller dan sensor infra merah akan dalam keadaan aktif. Mikrokontroller ini akan memerintahkan sensor infra merah untuk melakukan pendeteksian garis atau jalur yang ada didepannya dengan mengukur lebar lintasan yang telah ada. Apabila terdapat warna lain maka sensor akan tidak mengenalinya sebab yang di program pada microkontroler adalah pengenalan pada garis berwarna putih sehingga apabila terdapat garis yang berwarna gelap maka robot akan melakukan gerakan sebaliknya yaitu bergerak pada arah yang sebaliknya..

Start

Saklar

Micro ATMega 8535

Deteksi garis

Motor on / jalan

Motor off / berhenti

3.8 Diagram Alur Sensor Asap Dan Api

Gambar 3.13 : Diagram Alur Sensor Asap dan Api

Untuk menentukan adanya suatu kebakaran sensor ini akan berjalan secara bersamaan sesuai dengan yang diperintahkan oleh mikrokontroller. Yaitu berjalan menuju step-step yang sudah ditentukan.dan hasilyang diperoleh akan di tampilkan pada layer LCD yang ada. Sehingga hasil yang diperoleh akan semakin akurat.

Start

Finish

Sakelar

Input micro ATMega 8535

Deteksi api & asap

Motor off

LCD

Pemadam / Kipas on

Cari api apa masih ada Y/T

Motor on

LCD

Pemadam / Kipas off

3.9 Diagram Alur Proses Downloader ke Mikrokontroller AVR ATMega 8535

Gambar 3.15 : Diagram Downloader

Untuk membuat mikrokontroller bekerja terlebih dahulu butuh proses pentransferan data dari bahasa manusia ke dalam bahasa mesin. Untuk itu butuh yang namanya downloader. File hasil eksekusi .asm menghasilkan file .hex. file ini yang nantinya akan didownload ke dalam mikrokontroller.

Setelah proses instalasi mekanik dan komponen dilakukan pada bab sebelumnya, maka berikutnya pada bab ini akan menjelaskan mengenai proses uji coba dari Robot Pemadam yaitu meliputi cara pengoperasian robot, uji coba robot menggunakan benda dan evaluasi dari ujicoba yan dilakukan.

4.1 Perakitan Robot

Tahap perakitam merupakan tahap menggabungkan seluruh komponen-komponen pembentuk robot Pemadam. Dimulai dengan merakit kerangka mekanik, instalasi komponen elektronika, hingga instalasi kabel-kabel penghubung rangkaian dan panel. Tahap-tahap merakitan robot Pemadam adalah sebagai berikut:

1. Siapkan mur penyangga utama sebagai penopang lantai dasar, sebagai tempat berdirinya robot Pemadam. Bentuk mur penyangga utama dapat dilihat pada gambar 4.1 dibawah ini :

2. Pasang mur penyangga pada bagian robot yang sudah dibuat seperti gambar 4.2 dibawah ini :

Gambar 4.2 : Instalasi mur penyangga

3. Pasang motor servo 1 pada bawah papan pcb , kemudian kuatkan dengan baut sehingga tidak lepas ketika motor servo bekerja. Dapat dilihat pada gambar 4.3 dibawah ini :

Gambar 4.3 : Instalasi Motor Servo 1

4. Pasang roda pada gear, kemudian pastikan bahwa roda dapat berjalan sesuai arah yang ditentukan. Dapat dilihat pada gambar 4.4 dibawah ini :

Gambar 4.4 : Memasang Roda

5. Pasang dan tambahkan triplek diatas pcb tempat motor untuk menempatkan sensor Asap, Sensor Suhu / Api, dan LCD, seperti terlihat pada gambar 4.5 dibawah ini :

Gambar 4.5 : instalasi tempat sensor – sensor dan LCD

6. pasang pemadam sesuai dengan arah putaran lintasan tang dibuat. seperti terlihat pada gambar 4.6 dibawah ini

Gambar 4.6 : instalasi alat pemadam (kipas)

7. pasang sensor asap dan suhu sesuai dengan arah putaran lintasan tang dibuat. seperti terlihat pada gambar 4.7 dibawah ini

Gambar 4.7 : instalasi sensor asap dan suhu

8. pasang LCD di tempat yang mudah terlihat. seperti terlihat pada gambar 4.8 dibawah ini.

4.2 Cara Pengoperasian Robot

Awal mula untuk mengaktifkan robot pemadam ini yaitu dengan menghubungkan tengangan dari power supply ke motor dan microkontroler, maka semua komponen akan aktif dan robot akan berjalan sesuai dengan program yang dimasukkan kedalam mikrokontroller. Dengan aktifnya mikrokontroller, maka mikrokontroller tersebut akan memerintahkan sensor untuk mendeteksi keberadaan api dan asap.

4.2.1 Mengisi Data Program Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler sebagai pengendali dari alat-alat yang lain sehingga didalam mikrokontroler membutuhkan perintah-perintah yang akan digunakan untuk menjalankan sensor sensor ultrasonic, Servo Kontrol dan motor servo.

Penggunaaan mikrokontroler dengan komputer harus memenuhi semua alat yang dibutuhkan, apabila terdapat salah satu alat yang tidak berfungsi maka perangkat lunak AVR Studio 4 tidak mendeteksi mikrokontroler atau muncul pesan “hardware error”.

1. Untuk memasukan data ke dalam mikrokontroler menggunakan downloader yang terhubung ke port mikrokontroller.

2. Buka DStudio 3.7b setelah itu compile, maka hasil compile tersebut akan menghasilkan file .hex. file ini yang nantinya akan digunakan untuk di convert kedalam mikrokontroller dengan downloadernya. 3. Buka AVR Studio 4 setelah itu lakukan setting port yang digunakan.

Gambar 4.9 : Setting port mikrokontroller

4. Setting device perangkat mikrokontroller yang digunakan yaitu AT89s51, kemudian setting frekwensi pada 125 kHz. Lalu lakukan Cek koneksifitas dengan mengklik read signature. maka computer akan melakukan pengecekan pada mikrokontroller yang akan di downloader. Dapat dilihat pada gambar 5.0 dibawah ini :

Gambar 5.0 : Read signature

5. Masukkan file .hex yang akan dikirm ke mikrokontroller. Sebelum melakukan download program mikrokontroller akan dibersihkan dahulu secara otomatis ketika proses awal download berlangsung.

Gambar 5.1 : Proses downloader program ke mikrokontroller 6. Proses Downloader selesai dan Mikrokontroler siap bekerja mengirim

perintah-perintah ke komponen elektronika yang telah dipasang diantaranya yaitu Servo Kontrol, SensorInfra Merah,sensor suhu / api , sensor Asap, alat pemadam dan Motor Servo.

Adapun potongan program tersebut :

Start Adc

Suhu = Getadc(0) Stop Adc

Suhu = Suhu - 85 If Suhu < 28 Then

Temps(1) = "Rendah"

Elseif Suhu > 28 And Suhu < 40 Then Temps(1) = "Sedang"

Elseif Suhu > 40 Then Temps(1) = "Tinggi" End If

Setelah api ditemukan maka sensor akan mengirimkan pesan pada mikrokontroller bahwa benda telah terdeteksi kebakaran. Setelah itu mikrokontroller akan memerintahkan motor untuk berhenti, kemudian akan menggerakkan pemadam (kipas) untuk mamadamkan api tersebut.

Sebelumnya microkontroler tersebut telah di set sedemikian rupa apa yang akan dilakukan oleh motor maupun pemadam . Berikut potongan programnya :

tiuplilin:

setb enkiri

setb enkanan

setb pbkiri

setb pbkanan

setb fan

setb inform

lagi: lcall blit

jb ldr,lagi

clr fan

clr inform

Dimana pada perintah pertama menerangkan bahwa pemadam dan motor telah di set apabila pada waktu di temulan suato kebakaran maka motor akan berhenti dan kipas akan berjalan.dan apabila tidak ditemukan adanya suatu api atau kebakaran maka motor akan terus bergerak dan pemadam akan mati.

Pada waktu motor servo bergerak sesuai dengan lintasan yang ada maka saat itu juga mikrokontroller akan melakukan pengecekn terhadap keadaan sekitar yang masih berada pada lingkup lintasan yang telah dibuat . dan ketika pada lingkup tersebut telah ditemukan adanya api maka microkontroler akan memerintahkan pemadam untuk mematikan api tersebut dan pada layer LCD akan muncul indikasi berapa besar panas dan kandungan asap yang ada pada ruangan tersebut.. Berikut potongan program eksekusi :

If Pind.6 = 0 Then

Cls : Locate 1 , 6 : Lcd "Fire" Do

Loop Until Pind.6 = 1 End If

Wait 1 Loop

Sub Getadcval Start Adc

Suhu = Getadc(0) Stop Adc

Suhu = Suhu - 85 If Suhu < 28 Then Temps(1) = "Rendah"

Elseif Suhu > 28 And Suhu < 40 Then Temps(1) = "Sedang"

Elseif Suhu > 40 Then Temps(1) = "Tinggi" End If

Start Adc

Tempw = Getadc(1) Stop Adc

Select Case Tempw

Case 0 To 600 :

Gas = Lookupstr(0 , Gasrange) Case 651 To 600 :

Gas = Lookupstr(1 , Gasrange) Case 601 To 650 :

Gas = Lookupstr(2 , Gasrange) Case 651 To 700 :

Gas = Lookupstr(3 , Gasrange) Case 701 To 750 :

Gas = Lookupstr(4 , Gasrange) Case 751 To 800 :

Gas = Lookupstr(5 , Gasrange) Case 801 To 850 :

Gas = Lookupstr(6 , Gasrange) Case 851 To 900 :

Gas = Lookupstr(7 , Gasrange) Case 901 To 950 :

Gas = Lookupstr(8 , Gasrange) Case 951 To 1000 :

Case 1001 To 1024 :

Gas = Lookupstr(10 , Gasrange) Case Else:

nop End Select

Return End Sub

End 'end program

Gasrange:

Data "200" , "210" , "220" , "230" , "240" , "250" , "260" , "270" , "280" , "290" , "300"

4.3 Evaluasi

Pada proses pengujian, Robot bekerja dengan baik, meskipun ada beberapa tempat adanya api yang tidak berhasil dipadamkan. Dikarenakan letak api yang terlalu jauh dan kipas tidak memiliki kapasitas yang cukup untuk mematikan api yang ada. Tetapi semua kendala tersebut bisa diatasi dengan memperbaiki hardware yang rusak dengan komponen elektronika yang kondisinya masih bisa dipakai.

5.1 Implementasi Sistem

Dalam pembahasan implementasi system ini akan menjelaskan mengenai proses pembuatan dari Robot Pemadam. Pembahasan dimulai dengan pembuatan hardware Small System  AVR ATMega 8535 , instalasi komponen elektronika, pengujian perangkat keras, Perakitan Robot, pengujian perangkat lunak, pengujian system control dan analisa Robot Pemadam yang dibuat.

5.1.1 Pembuatan PCB (Printed Circuit Board) Small Sistem AVR ATMega

8535

Sebelum membuat PCB dibutuhkan skema rangkaian Small system AVR ATMega 8535 yang dapat dilihat pada gambar 5.1 diatas. Berikut tahapan dalam membuat PCB Small System AVR ATMega 8535 :

1. Buat jalur rangkaian.

2. Potonglah PCB kosong sesuai dengan ukuran 10 cm x 5 cm. 

3. Menggambar jalur rangkaian pada PCB yang sudah dipotong dan dibersihkan sesuai dengan gambar rangkaian yang sudah dibuat dengan menggunakan

Spidol Permanen atau Rugros jalur dan kaki komponen elektronika. Seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 5.2 (a): layout belakang

4. Larutkan feryclorida secukupnya pada tempat yang sudah disediakan.

5. Larutkan PCB yang sudah digambar tadi ke dalam larutan feryclorida, sambil digoyang-goyang perlahan sampai tembaga yang tidak digambar hilang sehingga terbentuk jalur PCB yang di inginkan.

Gambar 5.3 : Proses pelarutan PCB dengan larutan feryclorida

Gambar 5.4 : Hasil PCB yang sudah dilarutkan

6. Setelah dilarutkan, bersihkan jalur rangkaian yang di spidol tadi dengan amplash yang halus

7. Bor PCB yang sudah dibersihkan dengan menggunakan bor ukran 1 mm sesuai dengan tata letak kaki komponen yang dibuat.

Gambar 5.5 : Proses pengeboran PCB

5.1.2 Instalasi Komponen Small System AVR ATMega 8535

Gambar 5.6 : Rankaian mikrokontroller yang sudah di instalasi

Instalasi komponen small system AVR Atmega 8535 ini sesuai tata letak komponen yang telah direncanakan sebelumnya. Proses intalasi ini menghubungkan kaki-kaki komponen dengan menggunakan timah panas yang disolder dengan suhu

30 sampai 40 watt. Penggunaan solder yang telalu panas mengakibatkan rusaknya komponen. Sehingga cukup memakai daya yang kecil.

5.2 Pengujian Perangkat Keras

Setelah hardware atau perangkat keras selesai dibuat dan disiapkan maka tahap berikutnya adalah proses pengujian sebelum digabungkan menjadi robot yang akan dibuat. Hal ini dilakukan guna mengetahui kesiapan perangkat keras yang digunakan. Pengujian perangkat keras pada Robot Pemadam ini meliputi pengujian peralatan input-output. Pengujian perangkat keras tersebut mengacu pada perangkat keras yang digunakan pada system pengaturan Motor Servo.

5.2.1 Pengujian small system AVR Atmega 8535

Pengujian minimum sistem dapat dilakukan secara hardware maupun secara software. Adapun proses pengujian perangkat keras ini dimulai dengan pengujian Mikrokontroller AVR Atmega 8535 yang berperan sebagai pusat control dan unit pemrosesan data. Kemudian setelah itu dilakukan pengujian secara software yaitu dengan pengujian program sederhana untu menguji fungsi I/O port melalui gerak Motor Servo.

A. Tujuan Pengujian

1. Untuk mengetahui koneksi antar komponen sudah terhubung dengan baik dan masing-masing komponen dapat digunakan sebagaimana mestinya.

2. Untuk mengetahui apakah system dari rangkaian Mikrokontroller sudah dapat menerima data(input), mengolah data(input), serta mengeluarkan output sesuai dengan yang telah direncanakan.

B. Prosedur Pengujian

1. Menyiapkan rangkaian dari system Mikrokontroller

2. Menghubungkan Vcc dan Gnd rangkaian pada Power Supply (5 Volt). 3. Mengamati lampu indicator Led. Apabila Led menyala berarti

tegangan dari Power Supply sudah masuk ke rangkaian, dan apabila lampu Led tidak menyala berarti masih belum ada tegangan yang masuk ke rangkaian.

5.2.2 Pengujian Dynamo / Motor

Pengujian perangkat keras berikutnya adalah Servo Kontrol / penggerak. Seperti yang telah dikemukakan dalam landasan teori bahwa Servo Kontrol memiliki

peranan yang sangat penting dalam system pengendalian Motor Servo yaitu bertindak sebagai interface antara Mikrokontroller dengan Motor Servo.

A. Tujuan Pengujian

Untuk mengetahui apakah rangkaian Servo Kontrol telah bekerja dengan baik dan mampu mengendalikan Motor Servo memutar sesuai dengan yang diharapkan.

B. Prosedur Pengujian

1. menghubungkan rangkaian Servo Kontrol dengan Power Supply , Mikrokontroller AVR Atmega 8535.

2. Menghubungkan Output dari Servo Kontrol ke Motor Servo

3. Melakukan Pengamatan pada arah putaran Motor Servo terhadap perubahan inputan.

5.2.3 Pengujian Motor Servo

Pengujian Perangkat keras berikutnya adalah Motor Servo, Seperti yang telah dijelaskan dalam landasan teori bahwa Motor Servo memiliki peranan yang penting dalam Robot Pemadam ini, karena berfungsi sebagai penggerak dari pada Robot.

A. Tujuan Pengujian

Untuk mengetahui apakah Motor Servo telah bekerja dengan baik dan mampu memutar sesuai dengan yang diharapkan.

B. Prosedur Pengujian

1. Menghubungkan Motor Servo ke rangkaian Servo Kontrol dengan Power Supply, Mikrokontroller AVR Atmega 8535.

2. Menghubungkan Output dari Servo control ke Motor Servo

3. Melakukan Pengamatan pada arah putaran Motor Servo terhadap perubahan inputan.

5.2.4 Pengujian Sensor Infra Merah

Pengujian perangkat keras berikutnya adalah Sensor Infra Merah. Sensor ini bertindak sebagai pendeteksi lintasan (garis) yang telah dibuat.

A. Tujuan Pengujian

Untuk mengetahui apakah Sensor Infra Merah ini telah bekerja dengan baik dan mampu mendeteksi lintasan yang dibuat sesuai dengan yang diharapkan.

B. Prosedur Pengujian

1. Menghubungkan rangkaian Sensor Infra Merah dengan Power Supply dan Mikrokontroller AVR Atmega 8535.

2. Menghubungkan Output dari Mikrokontroller ke Sensor Infra Merah.untuk melihat apakah dapat berjalan sesuai lintasan yang dibuat ataukah tidak.

5.2.5 Pengujian Sensor Asap

Pengujian perangkat keras berikutnya adalah Sensor Asap. Sensor ini bertindak sebagai pendeteksi adanya asap (CO2) yang terdapat pada tempat robot berada.

C. Tujuan Pengujian

Untuk mengetahui apakah Sensor Asap ini telah bekerja dengan baik dan mampu mendeteksi kadar asap (CO2) sesuai dengan yang diharapkan.

D. Prosedur Pengujian

1. Menghubungkan rangkaian Sensor Asap dengan Power Supply, LCD dan Mikrokontroller AVR Atmega 8535.

2. Menghubungkan Output dari Mikrokontroller ke Sensor Asap. Untuk melihat apakah dapat berjalan sesuai dengan perintah yang dibuat atau kah tidak.

5.2.6 Pengujian Sensor Api / Suhu

Pengujian perangkat keras berikutnya adalah Sensor Api. Sensor ini bertindak sebagai pendeteksi adanya api dan suhu yang terdapat pada lintasan robot berada.

E. Tujuan Pengujian

Untuk mengetahui apakah Sensor Api / Suhu ini telah bekerja dengan baik dan mampu mendeteksi adanya api dan berapa suhu disekitar robot sesuai dengan yang diharapkan.

F. Prosedur Pengujian

1. Menghubungkan rangkaian Sensor Asap dengan Power Supply, LCD dan Mikrokontroller AVR Atmega 8535.

2. Menghubungkan Output dari Mikrokontroller ke Sensor Api / Suhu. Untuk melihat apakah dapat berjalan sesuai dengan perintah yang dibuat atau kah tidak.

5.2.7 Pengujian Mekanik Robot

1. Kerangka mekanik yang sudah dirakit akan tampak seperti gambar 5.14 dibawah ini :

Gambar 5.7 : Meknik robot Pemadam yang sudah dirakit

2. Instalasi mekanik robot dan komponen elektronika yang sudah selesai akan tampak seperti gambar dibawah ini, terlihat dari samping kanan, depan dan belakang :

Gambar 5.8 : Robot Pemadam yang sudah dirakit keseluruhan

5.3 Penjelasan Perangkat Lunak

Pada penjelasan perangkat lunak kali ini akan dibahas tentang implementasi program yang merupakan hasil dari analisa dan perancangan sistem pada bab sebelumnya. Implementasi program ini ditujukan untuk Robot dalam berinteraksi dengan sistem yang dihasilkan.

5.4.1 Menghubungkan Port Mikrokontroller dengan Komputer

driver yang digunakan untuk mengindentifikasi perangkat downloader Du-ISP v2 dengan menginstal AVR Studio 4. Awal mula kita hubungkan downloader dengan komputer melalui port USB maka computer seperti pada gambar 5.24 maka computer akan mengenali adanya perangkat baru. Karena AVR sudah terinstal maka lakukan pengenalan perangkat. setelah terhubung proses downloader sudah bisa dilakukan. Yaitu dengan mengeksekusi file .hex.

Sebelum memulai penjelasan harus melewati beberapa tahap untuk dapat menyelesaikan Robot Pemadam ini. Adapun tahap-tahap yang harus dilalui antara lain yaitu :

1. Menghubungkan port Mikrokontroler dengan Komputer menggunakan downloader Du-ISP v2.

2. Mengisi data program Mikrokontroler AVR ATMega 8535

6.1 Kesimpulan

Setelah melalui proses pengerjaan Tugas Akhir pembuatan Sistem Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu dan Asap Berbasis Mikrokontroler AVR 8535 ini dari awal hingga akhir, baik dalam pengerjaan hardware, Software secara umum penulis dapat menyimpulkan beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut :

1. Hasil pembuatan prototype Robot Pemadam ini telah selesai.

2. Mikrokontroller AVR ATMega 8535 mampu menerima inputan dari sensor infra merah, sensor asap dan sensor api. sehingga robot dapat bergerak dan berjalan sesuai dengan yang diharapkan.

3. Gerak robot hanya pada ruang lingkup area kerja robot.

4. Pemadam dapat melakukan pemadaman api sesuai dengan jarak yang dapat dicapai olek pemadam (kipas).

5. Beberapa gangguan pada gerak Robot pemadam ini terutama disebabkan oleh beban objek (api) yang ada terlalu jauh dari jangkauan kekuatan pemadam, sehingga pemadam tidak dapat bekerja dengan maksimal dan terkadang tidak mau mematikan api sama sekali.

6.2 Saran

Dari hasil pengerjaan Tugas Akhir pembuatan Robot Pemadam ini penulis memberikan saran untuk pengembangan system yang telah dirancang yaitu sebagai berikut :

1. Untuk menjaga keseimbangan system bekerja dengan baik, maka diperlukan pemadam (kipas ) yang baik sehingga dapar mematikan api sesuai jangkauan lintasan yang ada.

2. Mengganti kerangka mekanik dengan menggunakan bahan yang lebih baik dari yang penulis buat agar Robot Pemadam yang dibuat lebih kuat dan kokoh. Seperti Plat aluminium, besi, dsb.

3. Pengembanganrobot pemadam ini dapat dilakukan agar dapat mempermudah kinerja dari manusia dan dapat meminimalisir adanya kebakaran yang terjadi pada suatu tempat.

4. Pengembangan menggunakan LCD, sehingga memudahkan untuk mengetahui seberapa banyak tingkat kadar Co2 yang ada pada ruangan tersebut dan berapa tingkat kepanasan yang terjadi.

5. Pengembangan menggunakan sensor ultra sonic sehingga robot dapat bergerak leluasa tanpa adanya track / garis yang membatasinya.

6. Robot ini dapat dikembangkan untuk mengikuti Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)

   

 

78

5.2.7 Pengujian Mekanik Robot

1. Kerangka mekanik yang sudah dirakit akan tampak seperti gambar 5.14 dibawah ini :

Gambar 5.7 : Meknik robot Pemadam yang sudah dirakit

2. Instalasi mekanik robot dan komponen elektronika yang sudah selesai akan tampak seperti gambar dibawah ini, terlihat dari samping kanan, depan dan belakang :

 

Gambar 5.8 : Robot Pemadam yang sudah dirakit keseluruhan

5.3 Penjelasan Perangkat Lunak

Pada penjelasan perangkat lunak kali ini akan dibahas tentang implementasi program yang merupakan hasil dari analisa dan perancangan sistem pada bab sebelumnya. Implementasi program ini ditujukan untuk Robot dalam berinteraksi dengan sistem yang dihasilkan.

5.4.1 Menghubungkan Port Mikrokontroller dengan Komputer

Untuk dapat menghubungkan port Mikrokontroler dengan Komputer agar port yang terdapat pada komputer dapat dibaca Mikrokontroler lewat kabel serial, Install

   

 

80

driver yang digunakan untuk mengindentifikasi perangkat downloader Du-ISP v2 dengan menginstal AVR Studio 4. Awal mula kita hubungkan downloader dengan komputer melalui port USB maka computer seperti pada gambar 5.24 maka computer akan mengenali adanya perangkat baru. Karena AVR sudah terinstal maka lakukan pengenalan perangkat. setelah terhubung proses downloader sudah bisa dilakukan. Yaitu dengan mengeksekusi file .hex.

Sebelum memulai penjelasan harus melewati beberapa tahap untuk dapat menyelesaikan Robot Pemadam ini. Adapun tahap-tahap yang harus dilalui antara lain yaitu :

1. Menghubungkan port Mikrokontroler dengan Komputer menggunakan downloader Du-ISP v2.

2. Mengisi data program Mikrokontroler AVR ATMega 8535

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Setelah melalui proses pengerjaan Tugas Akhir pembuatan Sistem Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu dan Asap Berbasis Mikrokontroler AVR 8535 ini dari awal hingga akhir, baik dalam pengerjaan hardware, Software secara umum penulis dapat menyimpulkan beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut :

1. Hasil pembuatan prototype Robot Pemadam ini telah selesai.

2. Mikrokontroller AVR ATMega 8535 mampu menerima inputan dari sensor infra merah, sensor asap dan sensor api. sehingga robot dapat bergerak dan berjalan sesuai dengan yang diharapkan.

3. Gerak robot hanya pada ruang lingkup area kerja robot.

4. Pemadam dapat melakukan pemadaman api sesuai dengan jarak yang dapat dicapai olek pemadam (kipas).

5. Beberapa gangguan pada gerak Robot pemadam ini terutama disebabkan oleh beban objek (api) yang ada terlalu jauh dari jangkauan kekuatan pemadam, sehingga pemadam tidak dapat bekerja dengan maksimal dan terkadang tidak mau mematikan api sama sekali.

 

 

90

6.2 Saran

Dari hasil pengerjaan Tugas Akhir pembuatan Robot Pemadam ini penulis memberikan saran untuk pengembangan system yang telah dirancang yaitu sebagai berikut :

1. Untuk menjaga keseimbangan system bekerja dengan baik, maka diperlukan

pemadam (kipas ) yang baik sehingga dapar mematikan api sesuai jangkauan lintasan yang ada.

2. Mengganti kerangka mekanik dengan menggunakan bahan yang lebih baik dari yang penulis buat agar Robot Pemadam yang dibuat lebih kuat dan kokoh. Seperti Plat aluminium, besi, dsb.

3. Pengembanganrobot pemadam ini dapat dilakukan agar dapat mempermudah

kinerja dari manusia dan dapat meminimalisir adanya kebakaran yang terjadi pada suatu tempat.

4. Pengembangan menggunakan LCD, sehingga memudahkan untuk mengetahui

seberapa banyak tingkat kadar Co2 yang ada pada ruangan tersebut dan berapa tingkat kepanasan yang terjadi.

5. Pengembangan menggunakan sensor ultra sonic sehingga robot dapat bergerak leluasa tanpa adanya track / garis yang membatasinya.

6. Robot ini dapat dikembangkan untuk mengikuti Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI)

- Budiharto, Widodo, Robotika, Teori dan Implementasi, Andi Offset Yogyakarta, 2009.

- Budiharto, Widodo, Membuat Robot Cerdas, Elex Media Komputindo, 2006.

-. Budiharto, Widodo, Membuat Sendiri Robot Humanoid, Elex Media Komputindo, 2009.

- Budiharto, Widodo, Interfacing Komputer dan Mikrokontroller, Elex Media Komputindo, 2004.

- Pitowarno, Endra, Desain Kontrol dan Kecerdasan Buatan, Andi Offset Yogyakarta, 2006.

- www.parallax.com

- www.microcontroler.com

- www.delta-electronic.com

- http://www.crustcrawler.com/motors/servos/index.php