RANCANG BANGUN PROTOTIPE ROBOT PENGANGKU
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1
Analisis
Dalam tahap analisis ini terdapat beberapa tahapan penganalisisan
kebutuhan, yaitu :
1. Analisis kebutuhan sistem
2. Analisis spesifikasi sistem
3. Analisis komponen
Tujuan dari ketiga analisis tersebut ialah sebagai kebutuhan
informasi dalam perancangan dan pembuatan robot pengangkut pallet.
3.1.1 Analisis Kebutuhan Sistem
Robot pengangkut palet dengan pengkontrol wireless adalah sejenis
robot yang bekerja dengan cara dioperaikan oleh melalui kontrol wireless,
yang berfungsi untuk mengangkut palet dari suatu tempat asal ke tempat
tujuan lainnya. Oleh karena itu, diperlukan analisa kebutuhan sistem agar
alat yang dibuat dapat memenuhi kebutuhan robot pengangkut palet dengan
pengkontrol wireless yang dalam penelitian ini contohnya digunakan dalam
industri, yaitu:
1.
Mengantarkan barang dan kembali ke tempat awalnya (berjalan 2
arah).
2.
Berjalan dengan dioperasikan oleh operator menggunakan wireless.
3.
Robot mampu bergerak secara bebas sesuai instruksi operator.
4.
Robot hanya melakukan instruksi yang sederhana namun harus
dikerjakan dengan cepat.
3.1.2 Spesifikasi Sistem
Spesifikasi sistem yang akan dibuat, harus memenuhi kebutuhan
robot pengangkut palet dengan kontrol wireless, yaitu:
48
1.
Mengolah
masukan
dari
Output
wireless
sehingga
dapat
menginstruksikan PLC-Mikro agar mengeluarkan output agar terjadi
aksi.
Untuk mengolah masukan dari output wireless maka diperlukan
software. Dalam hal ini software dibutuhkan untuk mengolah masukan dari
sensor yang berupa biner 0 (mendapat tegangan 0V) dan 1 (mendapat
tegangan 5V) agar dapat menghasilkan keputusan bagi pergerakan robot.
Keputusan diteruskan sebagai suatu informasi ke PLC-Mikro, dan kemudian
PLC-Mikro menginstruksikan ke driver motor DC sehingga motor DC
bekerja sesuai dengan respon yang diberikan oleh wireless.
2.
Mengaktifkan 2 buah motor DC penggerak robot agar robot dapat
bergerak maju, mundur dan berhenti
Dalam mengaktifkan 2 buah motor DC penggerak robot tidak hanya
dibutuhkan tegangan masukan terhadap motor saja, akan tetapi dibutuhkan
yang namanya software. Hal ini karena jika tidak ada software maka motor
DC akan berjalan terus menerus. Jadi software berfungsi untuk memberikan
keputusan kepada driver motor DC sehingga motor DC penggerak robot
sehingga robot dapat bergerak maju, mundur dan berhenti sesuai dengan
instruksi dari software.
3.
Mengaktifkan
PLC-Mikro
menggunakan
wireless
sebagai
pengaman.
Dalam keadaan awal robot mati, kemudian kita ingin menjalankan
robot. Kita harus menekan salah satu tombol wireless utnuk mengaktifkan
PLC-Mikro terlebih dahulu. Jika tombol wireless tidak ditekan, maka PLCMikro tidak bisa aktif sehingga robot tidak akan bisa beroperasi.
3.1.3 Analisis Komponen
Pada tahap ini terdapat tiga komponen yang dianalisis, yaitu :
49
III.1.3.1
Pemilihan Komponen Pengolah Data.
Dalam pembuatan robot pengangkut palet dengan kontrol wireless
ini, Komponen Pengolah Data yang digunakan adalah PLC-Mikro, karena :
1. PLC-Mikro relatif murah, sederhana dan mudah di buat.
2. PLC-Mikro
mudah
dikonfigurasikan
dengan
perangkat-
perangkat lainnya.
3. Dari hasil software yang dibuat, ternyata tidak memerlukan
mikrokontroler yang memorinya besar.
4. Robot tidak memerlukan I/O yang banyak.
III.1.3.2
Pemilihan Driver Motor
Ada beberapa macam driver motor yang bisa dibuat, namun driver
motor yang paling sering digunakan adalah tipe H-Bridge. Driver motor tipe
H-Bridge ini terbilang tidak terlalu rumit , karena prinsip kerjanya yang
seperti saklar pemutus saja. H-Bridge sendiri terdapat 2 jenis,yaitu:
1. H-Bridge menggunakan Transistor
H-Bridge
jenis
ini
menggunakan
transistor
sebagai
saklar
pemutusnya. Tipe ini agak sulit digunakan karena harus menghitung
dahulu arus basis yang masuk ke transistor tersebut sehingga output
arus dari transistor tersebut cukup untuk menggerakkan motor DC.
Selain itu arus yang mampu diberikan ke motor DC relatif lebih
kecil ketimbang H-Bridge relay.
2. H-Bridge menggunakan Relay
Salah satu jenis H-Bridge yang lebih mudah ketimbang memakai
transistor. Pada H-Bridge jenis ini tidak ada perhitungan arus yang
rumit seperti ketika menggunakan transistor karena arus yang
digunakan untuk menjalankan motor DC dihubungkan langsung dari
sumber (Direct Online). Arus yang mampu dikeluarkan pun relatif
lebih besar ketimbang menggunakan H-bridge transistor. Namun
50
harga relay yang tidak murah menjadi pertimbangan tersendiri untuk
merancang H-Bridge jenis ini.
Setelah
dianalisis
dan
dipertimbangkan
dari
sisi
kemudahan,
fleksibilitas serta yang sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh robot
maka maka driver motor yang kami gunakan adalah driver motor H-Bridge.
Menggunakan Relay
III.1.3.3
Pemilihan Bahasa Pemrograman
Dalam pembuatan
software ada beberapa alternatif bahasa
pemrograman yang dapat digunakan, yaitu :
1. Bahasa Ladder
2. Bahasa STL (Structured Text Language)
Masing-masing bahasa pemrograman diatas memiliki kelebihan dan
kekurangan.
1. Bahasa Ladder
Kelebihan pemrograman menggunakan bahasa Ladder ialah salah satu
software yang paling mudah dalam pemrogramannya dan sangat sederhana.
Sedangkan kekurangannya ialah struktur pemrograman tidak bisa diubah
dan harus mengikuti aturan yang telah ditetapkan oleh software ladder,
sehingga sangat menyulitkan programmer untuk menyederhanakan suatu
instruksi.
2. Bahasa STL (Structured Text Language)
Kelebihan pemrograman menggunakan bahasa STL ialah tidak banyak
menghabiskan kapasitas memori. Sedangkan kekurangannya ialah dalam
penlisan code programnya akan panjang.
Jadi, setelah dianalisis dari segi kelebihan dan kekurangan dari masingmasing program, serta dari segi kemudahan dan yang sesuai dengan
spesifikasi yang dibutuhkan oleh robot maka maka bahasa pemrograman
yang digunakan ialah bahasa Ladder.
51
3.2
Desain
Pada tahap ini terdapat tiga macam pendisainan, yaitu :
1. Desain PLC-Mikro
2. Desain Driver Motor DC
3. Desain Software Ladder Diagram
Tujuan dari tahap pendisainan ini ialah membuat software robot
yang sesuai dengan kebutuhan dari fungsional robot tersebut.
3.2.1 Desain PLC-Mikro
Pada PLC mikro terdiri dari beberapa bagian penting agar dapat
bekerja sesuai dengan yang kita harapkan, bagian bagian ini yang akan kita
sebut sebagai modul (part) yang akan mendukung agar PLC mikro ini dapat
bekerja, berikut gambar bagan kerjanya.
INPUT
PEMOGRAM
CATU DAYA
MIKROKONTROLER
DAN
KOMUNIKASI
A. Modul Catu Daya
B. Modul Mikrokontroller
OUTPUT
C. Modul Pemograman dan Komunikasi
D. Modul Input
E. Modul Output
52
Berikut lebih rinci dari Modul-modul yang digunakan :
III.2.1.1
Modul Catu Daya
Sumber tegangan yang digunakan adalah baterai kering/aki.
Sehingga tidak diperlukan dioda bridge untuk penyearah tegangan.
Tetapi karena catu daya yang dibutuhkan rangkainan adalah 5 Vdc
untuk mikrokontroler oleh karena itu digunakan ic regulator 7805
serta 12Vdc untuk input-output.
Gambar 3.1 Modul Catu Daya
Komponen catu daya :
-
1
4
1
2
1
1
1
1
1
1
IC
7805
Dioda
1n4001/2
LED
Merah
Elco
220uF
Capasitor
100n
Resistor
330ohm
Saklar Kecil 3 pin
Konektor sisir isi 3
Kabel AC bunting
Kabel kecil secukupnya
III.2.1.2
Modul Mikrokontroler
53
Pada modul mikrokontroler terdiri atas sebuah ATMega16
dan komponen pelengkap pendukung mikrokontroler ini terminal
dan jumlah total kaki input output yang dapat digunakan yaitu 24 pin
:
Gambar 3.2 Modul Mikrokontroler
Komponen modul mikrokontroler :
1
1
1
1
2
1
1
1
ATMega16
Socket IC 40 pin
Kristal 20MHz
Resistor 10 k
Capasitor 22pF
Capasitor 1000uF
Konektor isi 40pin
Push Button
54
Bentuk dari PLC-Mikro yang telah dirangkai seperti pada
gambar 3.3.
Gambar 3.3
PLC-Mikro
Setelah PCB dan komponen dirangkai dengan baik maka
kami memberikan pelindung(cover) agar PLC-Mikro terlindungi
dari interferensi atau gangguan dari luar.
Gambar 3.4 PLC-Mikro yang telah diberi cover
3.2.2
Desain Driver Motor DC
Driver Motor DC merupakan salah satu bagian yang penting dalam
perancangan. Karena bagus atau tidaknya gerakan robot tidak bisa lepas dari
performa driver motor DC. Dan faktor arus yang akan digunakan untuk
55
menjalankan motor adalah salah satu hal yang harus dipertimbangkan ketika
mendesain driver motor.
Seperti yang telah dijelaskan diatas bahwa kami memilih
menggunakan
H-Bridge
relay
sebagai
driver
motor
dikarenakan
fleksibilitasnya dalam mengeluarkan arus yang dibutuhkan untuk motor DC.
Berikut adalah skematik dari driver H-Bridge relay yang kami buat. Driver
ini akan menggerakkan 3 motor DC yang ada pada robot kami.
.
Gambar 3.5
Skematik Driver Motor H-Bridge Relay
Komponen:
6 Relay 5V 8 pin
6 Transistor 9012
6 Resistor 220 ohm
7 Dioda 1N4002
1 Terminal power
56
1 Terminal pin 40
1 LED merah
1 Resistor 100 ohm
Setelah membuat skematik kemudian kami membuat PCB untuk
driver motor ini. Kesulitan yang kami hadapi dalam pembuatan PCB ini
adalah kami harus membuat pengerjaan PCB yang rapi namun ukuran
PCB tidak boleh terlalu besar.
Gambar 3.6
Driver Motor Setelah Dirangkai
Untuk menghubungkan driver motor dengan PLC-Mikro ,
kami menggunakan kabel data yang dipasang header. Kemudian
header kabel data dicolokkan ke terminal 10 pin yang telah dipasang
pada PCB driver motor. Sedangkan untuk output ke motor, kami
menggunakan terminal 2 pin, yang nantinya akan disambung ke
kabel motor DC menggunakan black housing.
3.2.3
Desain Software Ladder Diagram
57
Dilihat dari kebutuhan sistem yang ada, maka dirancanglah suatu
software yang dapat memenuhi kebutuhan dari sistem tersebut. Mengapa
perlu dirancang suatu software, sebenarnya bisa juga menggunakan peta
gerbang logika untuk memenuhi kebutuhan sistem, akan tetapi terdapat
kelemahannya yaitu robot tidak dapat bergerak secara halus. Sedangkan
apabila menggunakan software
maka robot dapat bergerak lebih halus.
Halus dan tidaknya gerak robot diatur oleh delay robot tersebut. Jadi, dapat
disimipulkan bahwa salah satu kelebihan dari software ialah dapat dibuat
delay yang dapat diatur. Software yang dirancang direpresentasikan dalam
bentuk flowchart terlebih dahulu. Berikut ini adalah flowchart robot
pengangkut palet dengan kontrol wireless secara umum.
Gambar 3.7
Flowchart Robot Secara Umum
58
Flowchart yang dibuat berpatokan terhadap tabel kebenaran (table
logika) yang telah dibuat. Hal ini dikarenakan fungsi dari table kebenaran
itu ialah menujukan instruksi apa saja yang akan diimplementasikan pada
robot pengangkut palet dengan kontrol wireless ini, sehingga robot dapat
bekerja sesuai dengan alur-alur pemrograman. Tabel kebenaran yang dibuat
untuk robot pengangkut palet dengan kontrol wireless ini dapat dilihat
seperti dibawah ini :
Tabel 3.1 Tabel kebenaran software robot.
Input (Port D)
Kondisi
Output
DC
kanan(2)
Nyala
(maju)
Nyala
(mundur)
Nyala
(maju)
Nyala
(maju)
1
Robot bergerak maju
0
0
0
0
0
1
2
Robot bergerak mundur
0
0
0
0
1
0
3
Robot berputar ke kiri
0
0
0
1
0
0
4
Robot berputar ke kanan
0
0
1
0
0
0
DC
kiri(1)
Nyala
(maju)
Nyala
(mundur)
Nyala
(mundur)
Nyala
(maju)
5
Robot mengangkat fork
0
1
0
0
0
0
Mati
Mati
6
Robot menurunkan fork
1
0
0
0
0
0
Mati
Mati
No.
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Pada tabel kebenaran 3.1 Wireless berfungsi sebagai pemberi
masukan (input) ke port D PLC-Mikro, kemudian masukan tersebut di
proses oleh PLC-Mikro yang kemudian menghasilkan menghasilkan
keluaran (output) berupa pergerakan motor DC penggerak robot dan motor
DC Pengangkat.
Setelah membuat tabel kebenaran yang diinginkan maka sekarang
kita mulai masuk kedalam pembuatan software untuk PLC-Mikro. Seperti
yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa software yang kami gunakan
59
DC
depan(3)
Mati
Mati
Mati
Mati
Nyala
(maju)
Nyala
(Mundur)
adalah software Ladder. Untuk Software Ladder yang kami gunakan adalah
LD-Micro.
Langkah-langkah dalam pembuatan software ini adalah:
Buka Software LD-Micro
Kemudian Pilih File – New
Setelah itu akan terlihat worksheet yang kosong, kemudian pilih
menu settings – Microcontroller , klik “AVR ATMEGA16 40-PDIP”.
Gambar 3.8
Setting LD-Micro
Setelah itu masukkan instruksi-instruksi yang dibutuhkan lewat
menu instructions.
Kemudian Buat instruksi untuk robot pengangkut palet ini sesuai
dengan gambar di bawah ini (Ladder Diagram lebih jelas dapat
dilihat pada halaman Lampiran) :
60
Gambar 3.9
Ladder Diagram Robot 1
61
Gambar 3.10
Ladder Diagram Robot 2
62
Gambar 3.11
Ladder Diagram Robot 3
Setelah membuat Ladder seperti diatas , kemudian atur koil-koil dan output
pada ladder sesuai dengan pin/port yang dibutuhkan. Caranya dengan
mengklik 2 kali nama input/output yang berada di window bawah LDMicro.
Kemudian akan muncul pop-up pin yang ingin dipilh. Klik pin yang
diinginkan kemudian tekan ok.
63
Gambar 3.12
Setting Pin LD-Micro
Sebelum program di upload ke PLC-Mikro ada baiknya dilakukan
percobaan/simulasi program terlebih dahulu. Caranya dengan klik menu
Simulate – simulation mode. Kemudian pilih lagi menu simulate – start
real-time simulation. Dengan begini program yang telah dibuat dapat
disumulasikan diberikan nilai sehingga dapat mengetahui jika ada
kesalahan pada pembuatan program.
64
Gambar 3.13
Simulation LD-Micro
Jika semua program telah berjalan dengan benar , maka compile lah
program LD-Micro menjadi ..hex. Dengan cara klik menu compile –
compile as. Berikan nama file hex anda , jika telah berhasil maka file
tersebut tinggal dimasukkan ke PLC-Mikro.
65
Gambar 3.14
Cara compile pada LD-Micro
66
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1
Analisis
Dalam tahap analisis ini terdapat beberapa tahapan penganalisisan
kebutuhan, yaitu :
1. Analisis kebutuhan sistem
2. Analisis spesifikasi sistem
3. Analisis komponen
Tujuan dari ketiga analisis tersebut ialah sebagai kebutuhan
informasi dalam perancangan dan pembuatan robot pengangkut pallet.
3.1.1 Analisis Kebutuhan Sistem
Robot pengangkut palet dengan pengkontrol wireless adalah sejenis
robot yang bekerja dengan cara dioperaikan oleh melalui kontrol wireless,
yang berfungsi untuk mengangkut palet dari suatu tempat asal ke tempat
tujuan lainnya. Oleh karena itu, diperlukan analisa kebutuhan sistem agar
alat yang dibuat dapat memenuhi kebutuhan robot pengangkut palet dengan
pengkontrol wireless yang dalam penelitian ini contohnya digunakan dalam
industri, yaitu:
1.
Mengantarkan barang dan kembali ke tempat awalnya (berjalan 2
arah).
2.
Berjalan dengan dioperasikan oleh operator menggunakan wireless.
3.
Robot mampu bergerak secara bebas sesuai instruksi operator.
4.
Robot hanya melakukan instruksi yang sederhana namun harus
dikerjakan dengan cepat.
3.1.2 Spesifikasi Sistem
Spesifikasi sistem yang akan dibuat, harus memenuhi kebutuhan
robot pengangkut palet dengan kontrol wireless, yaitu:
48
1.
Mengolah
masukan
dari
Output
wireless
sehingga
dapat
menginstruksikan PLC-Mikro agar mengeluarkan output agar terjadi
aksi.
Untuk mengolah masukan dari output wireless maka diperlukan
software. Dalam hal ini software dibutuhkan untuk mengolah masukan dari
sensor yang berupa biner 0 (mendapat tegangan 0V) dan 1 (mendapat
tegangan 5V) agar dapat menghasilkan keputusan bagi pergerakan robot.
Keputusan diteruskan sebagai suatu informasi ke PLC-Mikro, dan kemudian
PLC-Mikro menginstruksikan ke driver motor DC sehingga motor DC
bekerja sesuai dengan respon yang diberikan oleh wireless.
2.
Mengaktifkan 2 buah motor DC penggerak robot agar robot dapat
bergerak maju, mundur dan berhenti
Dalam mengaktifkan 2 buah motor DC penggerak robot tidak hanya
dibutuhkan tegangan masukan terhadap motor saja, akan tetapi dibutuhkan
yang namanya software. Hal ini karena jika tidak ada software maka motor
DC akan berjalan terus menerus. Jadi software berfungsi untuk memberikan
keputusan kepada driver motor DC sehingga motor DC penggerak robot
sehingga robot dapat bergerak maju, mundur dan berhenti sesuai dengan
instruksi dari software.
3.
Mengaktifkan
PLC-Mikro
menggunakan
wireless
sebagai
pengaman.
Dalam keadaan awal robot mati, kemudian kita ingin menjalankan
robot. Kita harus menekan salah satu tombol wireless utnuk mengaktifkan
PLC-Mikro terlebih dahulu. Jika tombol wireless tidak ditekan, maka PLCMikro tidak bisa aktif sehingga robot tidak akan bisa beroperasi.
3.1.3 Analisis Komponen
Pada tahap ini terdapat tiga komponen yang dianalisis, yaitu :
49
III.1.3.1
Pemilihan Komponen Pengolah Data.
Dalam pembuatan robot pengangkut palet dengan kontrol wireless
ini, Komponen Pengolah Data yang digunakan adalah PLC-Mikro, karena :
1. PLC-Mikro relatif murah, sederhana dan mudah di buat.
2. PLC-Mikro
mudah
dikonfigurasikan
dengan
perangkat-
perangkat lainnya.
3. Dari hasil software yang dibuat, ternyata tidak memerlukan
mikrokontroler yang memorinya besar.
4. Robot tidak memerlukan I/O yang banyak.
III.1.3.2
Pemilihan Driver Motor
Ada beberapa macam driver motor yang bisa dibuat, namun driver
motor yang paling sering digunakan adalah tipe H-Bridge. Driver motor tipe
H-Bridge ini terbilang tidak terlalu rumit , karena prinsip kerjanya yang
seperti saklar pemutus saja. H-Bridge sendiri terdapat 2 jenis,yaitu:
1. H-Bridge menggunakan Transistor
H-Bridge
jenis
ini
menggunakan
transistor
sebagai
saklar
pemutusnya. Tipe ini agak sulit digunakan karena harus menghitung
dahulu arus basis yang masuk ke transistor tersebut sehingga output
arus dari transistor tersebut cukup untuk menggerakkan motor DC.
Selain itu arus yang mampu diberikan ke motor DC relatif lebih
kecil ketimbang H-Bridge relay.
2. H-Bridge menggunakan Relay
Salah satu jenis H-Bridge yang lebih mudah ketimbang memakai
transistor. Pada H-Bridge jenis ini tidak ada perhitungan arus yang
rumit seperti ketika menggunakan transistor karena arus yang
digunakan untuk menjalankan motor DC dihubungkan langsung dari
sumber (Direct Online). Arus yang mampu dikeluarkan pun relatif
lebih besar ketimbang menggunakan H-bridge transistor. Namun
50
harga relay yang tidak murah menjadi pertimbangan tersendiri untuk
merancang H-Bridge jenis ini.
Setelah
dianalisis
dan
dipertimbangkan
dari
sisi
kemudahan,
fleksibilitas serta yang sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh robot
maka maka driver motor yang kami gunakan adalah driver motor H-Bridge.
Menggunakan Relay
III.1.3.3
Pemilihan Bahasa Pemrograman
Dalam pembuatan
software ada beberapa alternatif bahasa
pemrograman yang dapat digunakan, yaitu :
1. Bahasa Ladder
2. Bahasa STL (Structured Text Language)
Masing-masing bahasa pemrograman diatas memiliki kelebihan dan
kekurangan.
1. Bahasa Ladder
Kelebihan pemrograman menggunakan bahasa Ladder ialah salah satu
software yang paling mudah dalam pemrogramannya dan sangat sederhana.
Sedangkan kekurangannya ialah struktur pemrograman tidak bisa diubah
dan harus mengikuti aturan yang telah ditetapkan oleh software ladder,
sehingga sangat menyulitkan programmer untuk menyederhanakan suatu
instruksi.
2. Bahasa STL (Structured Text Language)
Kelebihan pemrograman menggunakan bahasa STL ialah tidak banyak
menghabiskan kapasitas memori. Sedangkan kekurangannya ialah dalam
penlisan code programnya akan panjang.
Jadi, setelah dianalisis dari segi kelebihan dan kekurangan dari masingmasing program, serta dari segi kemudahan dan yang sesuai dengan
spesifikasi yang dibutuhkan oleh robot maka maka bahasa pemrograman
yang digunakan ialah bahasa Ladder.
51
3.2
Desain
Pada tahap ini terdapat tiga macam pendisainan, yaitu :
1. Desain PLC-Mikro
2. Desain Driver Motor DC
3. Desain Software Ladder Diagram
Tujuan dari tahap pendisainan ini ialah membuat software robot
yang sesuai dengan kebutuhan dari fungsional robot tersebut.
3.2.1 Desain PLC-Mikro
Pada PLC mikro terdiri dari beberapa bagian penting agar dapat
bekerja sesuai dengan yang kita harapkan, bagian bagian ini yang akan kita
sebut sebagai modul (part) yang akan mendukung agar PLC mikro ini dapat
bekerja, berikut gambar bagan kerjanya.
INPUT
PEMOGRAM
CATU DAYA
MIKROKONTROLER
DAN
KOMUNIKASI
A. Modul Catu Daya
B. Modul Mikrokontroller
OUTPUT
C. Modul Pemograman dan Komunikasi
D. Modul Input
E. Modul Output
52
Berikut lebih rinci dari Modul-modul yang digunakan :
III.2.1.1
Modul Catu Daya
Sumber tegangan yang digunakan adalah baterai kering/aki.
Sehingga tidak diperlukan dioda bridge untuk penyearah tegangan.
Tetapi karena catu daya yang dibutuhkan rangkainan adalah 5 Vdc
untuk mikrokontroler oleh karena itu digunakan ic regulator 7805
serta 12Vdc untuk input-output.
Gambar 3.1 Modul Catu Daya
Komponen catu daya :
-
1
4
1
2
1
1
1
1
1
1
IC
7805
Dioda
1n4001/2
LED
Merah
Elco
220uF
Capasitor
100n
Resistor
330ohm
Saklar Kecil 3 pin
Konektor sisir isi 3
Kabel AC bunting
Kabel kecil secukupnya
III.2.1.2
Modul Mikrokontroler
53
Pada modul mikrokontroler terdiri atas sebuah ATMega16
dan komponen pelengkap pendukung mikrokontroler ini terminal
dan jumlah total kaki input output yang dapat digunakan yaitu 24 pin
:
Gambar 3.2 Modul Mikrokontroler
Komponen modul mikrokontroler :
1
1
1
1
2
1
1
1
ATMega16
Socket IC 40 pin
Kristal 20MHz
Resistor 10 k
Capasitor 22pF
Capasitor 1000uF
Konektor isi 40pin
Push Button
54
Bentuk dari PLC-Mikro yang telah dirangkai seperti pada
gambar 3.3.
Gambar 3.3
PLC-Mikro
Setelah PCB dan komponen dirangkai dengan baik maka
kami memberikan pelindung(cover) agar PLC-Mikro terlindungi
dari interferensi atau gangguan dari luar.
Gambar 3.4 PLC-Mikro yang telah diberi cover
3.2.2
Desain Driver Motor DC
Driver Motor DC merupakan salah satu bagian yang penting dalam
perancangan. Karena bagus atau tidaknya gerakan robot tidak bisa lepas dari
performa driver motor DC. Dan faktor arus yang akan digunakan untuk
55
menjalankan motor adalah salah satu hal yang harus dipertimbangkan ketika
mendesain driver motor.
Seperti yang telah dijelaskan diatas bahwa kami memilih
menggunakan
H-Bridge
relay
sebagai
driver
motor
dikarenakan
fleksibilitasnya dalam mengeluarkan arus yang dibutuhkan untuk motor DC.
Berikut adalah skematik dari driver H-Bridge relay yang kami buat. Driver
ini akan menggerakkan 3 motor DC yang ada pada robot kami.
.
Gambar 3.5
Skematik Driver Motor H-Bridge Relay
Komponen:
6 Relay 5V 8 pin
6 Transistor 9012
6 Resistor 220 ohm
7 Dioda 1N4002
1 Terminal power
56
1 Terminal pin 40
1 LED merah
1 Resistor 100 ohm
Setelah membuat skematik kemudian kami membuat PCB untuk
driver motor ini. Kesulitan yang kami hadapi dalam pembuatan PCB ini
adalah kami harus membuat pengerjaan PCB yang rapi namun ukuran
PCB tidak boleh terlalu besar.
Gambar 3.6
Driver Motor Setelah Dirangkai
Untuk menghubungkan driver motor dengan PLC-Mikro ,
kami menggunakan kabel data yang dipasang header. Kemudian
header kabel data dicolokkan ke terminal 10 pin yang telah dipasang
pada PCB driver motor. Sedangkan untuk output ke motor, kami
menggunakan terminal 2 pin, yang nantinya akan disambung ke
kabel motor DC menggunakan black housing.
3.2.3
Desain Software Ladder Diagram
57
Dilihat dari kebutuhan sistem yang ada, maka dirancanglah suatu
software yang dapat memenuhi kebutuhan dari sistem tersebut. Mengapa
perlu dirancang suatu software, sebenarnya bisa juga menggunakan peta
gerbang logika untuk memenuhi kebutuhan sistem, akan tetapi terdapat
kelemahannya yaitu robot tidak dapat bergerak secara halus. Sedangkan
apabila menggunakan software
maka robot dapat bergerak lebih halus.
Halus dan tidaknya gerak robot diatur oleh delay robot tersebut. Jadi, dapat
disimipulkan bahwa salah satu kelebihan dari software ialah dapat dibuat
delay yang dapat diatur. Software yang dirancang direpresentasikan dalam
bentuk flowchart terlebih dahulu. Berikut ini adalah flowchart robot
pengangkut palet dengan kontrol wireless secara umum.
Gambar 3.7
Flowchart Robot Secara Umum
58
Flowchart yang dibuat berpatokan terhadap tabel kebenaran (table
logika) yang telah dibuat. Hal ini dikarenakan fungsi dari table kebenaran
itu ialah menujukan instruksi apa saja yang akan diimplementasikan pada
robot pengangkut palet dengan kontrol wireless ini, sehingga robot dapat
bekerja sesuai dengan alur-alur pemrograman. Tabel kebenaran yang dibuat
untuk robot pengangkut palet dengan kontrol wireless ini dapat dilihat
seperti dibawah ini :
Tabel 3.1 Tabel kebenaran software robot.
Input (Port D)
Kondisi
Output
DC
kanan(2)
Nyala
(maju)
Nyala
(mundur)
Nyala
(maju)
Nyala
(maju)
1
Robot bergerak maju
0
0
0
0
0
1
2
Robot bergerak mundur
0
0
0
0
1
0
3
Robot berputar ke kiri
0
0
0
1
0
0
4
Robot berputar ke kanan
0
0
1
0
0
0
DC
kiri(1)
Nyala
(maju)
Nyala
(mundur)
Nyala
(mundur)
Nyala
(maju)
5
Robot mengangkat fork
0
1
0
0
0
0
Mati
Mati
6
Robot menurunkan fork
1
0
0
0
0
0
Mati
Mati
No.
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
Pada tabel kebenaran 3.1 Wireless berfungsi sebagai pemberi
masukan (input) ke port D PLC-Mikro, kemudian masukan tersebut di
proses oleh PLC-Mikro yang kemudian menghasilkan menghasilkan
keluaran (output) berupa pergerakan motor DC penggerak robot dan motor
DC Pengangkat.
Setelah membuat tabel kebenaran yang diinginkan maka sekarang
kita mulai masuk kedalam pembuatan software untuk PLC-Mikro. Seperti
yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa software yang kami gunakan
59
DC
depan(3)
Mati
Mati
Mati
Mati
Nyala
(maju)
Nyala
(Mundur)
adalah software Ladder. Untuk Software Ladder yang kami gunakan adalah
LD-Micro.
Langkah-langkah dalam pembuatan software ini adalah:
Buka Software LD-Micro
Kemudian Pilih File – New
Setelah itu akan terlihat worksheet yang kosong, kemudian pilih
menu settings – Microcontroller , klik “AVR ATMEGA16 40-PDIP”.
Gambar 3.8
Setting LD-Micro
Setelah itu masukkan instruksi-instruksi yang dibutuhkan lewat
menu instructions.
Kemudian Buat instruksi untuk robot pengangkut palet ini sesuai
dengan gambar di bawah ini (Ladder Diagram lebih jelas dapat
dilihat pada halaman Lampiran) :
60
Gambar 3.9
Ladder Diagram Robot 1
61
Gambar 3.10
Ladder Diagram Robot 2
62
Gambar 3.11
Ladder Diagram Robot 3
Setelah membuat Ladder seperti diatas , kemudian atur koil-koil dan output
pada ladder sesuai dengan pin/port yang dibutuhkan. Caranya dengan
mengklik 2 kali nama input/output yang berada di window bawah LDMicro.
Kemudian akan muncul pop-up pin yang ingin dipilh. Klik pin yang
diinginkan kemudian tekan ok.
63
Gambar 3.12
Setting Pin LD-Micro
Sebelum program di upload ke PLC-Mikro ada baiknya dilakukan
percobaan/simulasi program terlebih dahulu. Caranya dengan klik menu
Simulate – simulation mode. Kemudian pilih lagi menu simulate – start
real-time simulation. Dengan begini program yang telah dibuat dapat
disumulasikan diberikan nilai sehingga dapat mengetahui jika ada
kesalahan pada pembuatan program.
64
Gambar 3.13
Simulation LD-Micro
Jika semua program telah berjalan dengan benar , maka compile lah
program LD-Micro menjadi ..hex. Dengan cara klik menu compile –
compile as. Berikan nama file hex anda , jika telah berhasil maka file
tersebut tinggal dimasukkan ke PLC-Mikro.
65
Gambar 3.14
Cara compile pada LD-Micro
66