SISTEM KONTROL KECEPATAN MOTOR DC PADA KAPAL REMOTE CONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
SISTEM KONTROL KECEPATAN MOTOR DC PADA KAPAL REMOTE CONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh : EVAN SEPTIAN TAMBUNAN 061430321151 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2017
HALAMAN PENGESAHAN SISTEM KONTROL KECEPATAN MOTOR DC PADA KAPAL REMOTE CONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh:
EVAN SEPTIAN TAMBUNAN 061430321151 Palembang, Agustus 2017 Menyetujui, Pembimbing I, Pembimbing II,
Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Selamat Muslimin, S.T., M.Kom.
NIP. 19670511 199203 1 003 NIP. 19790722 200801 1 001 Mengetahui, Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik Elektronika Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Amperawan, S.T., M.T. NIP. 19670511 199203 1 003 NIP. 19670523 199303 1 002MOTTO : Ora Et Labora (Berdoa & Berusaha).
Alkitab ditangan kanan, Displin ditangan kiri. Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan dan bertekunlah dalam doa.
Kupersembahkan Laporan Akhir ini Kepada : Tuhan Yesus Kristus Kedua orang tua ku tercinta Adik & Kakak ku beserta Semua
keluarga
Sahabat-sahabat seperjuangan kelas6 ED
P3MI Immanuel Sawit Mas Dosen-dosen di Jurusan Teknik Elektro Program Studi DIII Teknik Elektronika Almamaterku
ABSTRAK
Sistem Kontrol Kecepatan Motor DC
pada Kapal Remote Control Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535
Oleh Evan Septian Tambunan 061430321151
Kapal Remote Control berbasis mikrokontroler ATMega 8535 tersusun atas beberapa perangkat dan komponen yaitu Remote Control, Mikrokontroler AT Mega 8535, driver L298, motor DC, Sensor Ultrasonik SRF04, Bluetooth HC-05, dan rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) merupakan kapal bergerak cepat menggunakan baterai sebagai sumber tenaga penggerak jarak jauh dengan bantuan pengendali gerak berupa Remote Control (RC) & Mode Bluetooth.
Cara kerja sistem yaitu pada remote control inilah terdapat transmitter (Tx) sebagai media pengirim data perintah berbasis wireless untuk memberikan inputan kepada sistmin Atmega 8535 sehingga memberikan inputan kepada L298, untuk menggerakkan motor DC agar dapat bergerak maju, mundur, belok kiri ataupun belok kekanan. Mikrokontroler juga menerima data dari sensor ultrasonik, data tersebut diproses didalam mikrokontroler dan dari data tersebut mikrokontroler menentukan arah gerak kapal guna menghindari anti tabrakan pada objek sekitar dengan mengirim logic ke driver motor DC L298.
Pada kapal remote control diperlukan pengaturan kecepatan motor dc menggunakan PWM (Pulse Width Modulation). Dengan memanfaatkan konsep teori ini, kecepatan motor dc pada kapal ini dapat ditingkatkan. Sistem pengaturan kecepatan motor dc mengacu pada sistem penurunan kecepatan motor dari kecepatan penuh hingga sampai dengan berhenti. Dengan konsep dari PWM, pengaturannya diubah-ubah berdasarkan duty cycle nya.
Kata Kunci : Kapal Remote Control, Mikrokontroler ATMega 8535 dan Driver
Motor L298 , PWM.
ABSTRACT
DC Motor Speed Control System Of Remote Control Boat Based
Microcontroller AtMega 8535
By Evan Septian Tambunan 061430321151
Remote Control Boat Based Microcontroller AtMega 8535 is composed of several devices and components: Remote Control, Microcontroller AT Mega 8535, L298 driver, DC motor, Ultrasonic Sensor SRF04, Bluetooth HC-05, and LCD (Liquid Crystal Display) series are fast moving boat using Battery as a source of long-range driving power with the help of motion controllers such as Remote Control (RC) & Bluetooth Mode.
The workings of the system that is on the remote control is a transmitter (Tx) as a wireless data-based sender command to provide input to Atmega 8535 systmin to provide input to the L298, to move the DC motor in order to move forward, backward, turn left or turn right. Microcontroller also receive data from ultrasonic sensor, the data is processed inside microcontroller and from the data microcontroller determine the direction of motion of ship to avoid anti collision at object around by sending logic to motor driver DC L298.
In boat of remote control needs controlling of motor dc speed using PWM (Pulse Modulation). Using this theory concept, speed of motor DC in this boat can increase speed control system of motor dc refer to decreasing speed of motor DC from full speed until stopped. Using PWM concept, controlling can be changed based on duty cycle.
Keywords: Remote Control Boat, Microcontroller ATMega 8535 and L298 Motor
Driver, PWM
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas kasih dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul
“Sistem Kontrol Kecepatan Motor DC pada Kapal Remote Control Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535
”
Adapun tujuan dibuatnya laporan akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya, serta untuk menambah wawasan mahasiswa dalam mengenal secara langsung praktek dalam bidang pekerjaan yang sesungguhnya.
Dalam menyusun laporan akhir ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, nasihat dan masukan yang sangat membantu dalam penyelesaian laporan ini. Untuk itu dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Selamat Muslimin, S.T.,M.Kom. selaku Dosen Pembimbing II
Pada kesempatan ini juga tak lupa, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada pihak yang telah mendukung selama proses Kerja Praktek dan proses penyusunan laporan akhir ini, yaitu : 1.
Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak Herman Yani, S.T.,M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Bapak Amperawan, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Seluruh Dosen, Staf dan Instruktur pada Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Kedua Orang Tuaku, serta kakak dan adekku selalu yang memberikan motivasi dan dukungan dalam doa maupun materil.
7. Teman-teman Program Studi Teknik Elektronika angkatan 2014, khususnya kelas ED.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ataupun pembahasan dalam laporan akhir ini jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan laporan akhir ini.
Demikian laporan akhir ini disusun, semoga memberikan manfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa pada Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Agustus 2017 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ..................................................................................... iHALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii
MOTTO .......................................................................................................... iii
ABSTRAK...................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. .......................................................................................................................... xi vBAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan Laporan ............................................... 2
1.2.1 Tujuan .............................................................................................. 2
1.2.2 Manfaat ......................................................................................... 2
1.3 Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.5 Metodelogi Penulisan ........................................................................... 2 1.5.1 Metode Studi Pustaka ....................................................................
3 1.5.2 Metode Observasi ..........................................................................
3 1.5.3 Metode Wawancara ........................................................................
3 1.5.4 Metode Diskusi ...............................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 3
BAB II TINJAUAN UMUM 2.1. Kapal Remote Control (Boat RC) ........................................................
5 2.2 Mikrokontroler .....................................................................................
5 2.2.1 Mikrokontroller ATMega8535 ........................................................
5 2.2.2 Arsitektur Atmega8535 ....................................................................
6 2.2.3 Konfigurasi Pin dan Fungsi .............................................................
7 2.2.4 Konstruksi Memori ATMega8535 ...................................................
11
2.3 Sensor Ultrasonik ................................................................................. 11 2.3.1 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik .......................................................
12 2.3.2 Sensor Ultrasonik SRF04 .................................................................
13 2.3.3 Cara Kerja Sensor Ultrasonik SRF04 ..............................................
15
2.4 Modul Bluetooth HC-05 ....................................................................... 17
2.5 Bahasa Pemrograman pada Mikrokontroler ......................................... 18
3.4 Perancangan Mekanik .......................................................................... 48
3.2.4 Rangkaian Pemancar(Tx) dan Penerima(Rx) ................................ 44
3.2.5 Rangkaian Driver Motor DC L298 ............................................... 45
3.2.6 Rangkaian LCD 16x2 .................................................................... 46
3.2.7 Skematik Rangkaian Keseluruhan ................................................ 46
3.3 Flowchart .............................................................................................. 47
3.3.1 Flowchart Manual ......................................................................... 47
3.3.2 Flowchart Otomatis ....................................................................... 48
3.5 Pembuatan layout PCB ........................................................................ 50
3.2.2 Rangkaian Bluetooth HC-05 ......................................................... 43
3.5.1 Proses Pengolahan PCB ................................................................ 51
3.5.2 Perakitan Komponen ..................................................................... 51
3.6 Tahap Perancangan Software ............................................................... 52
3.7 Cara Kerja Alat .................................................................................... 56
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Tujuan Pengukuran .............................................................................. 57
4.2 Prosedur Pengukuran ............................................................................ 57
4.3 Pengukuran pada Motor Driver & Motor DC ...................................... 57
3.2.3 Rangkaian Sensor Ultrasonic SRF-04 ........................................... 44
3.2.1 Mikrokontroler AVR ATMEGA 8535 .......................................... 43
2.5.1 Basic Compiler (BASCOM) AVR .................................................. 19
2.9.1 Prinsip Dasr PWM ........................................................................ 34
2.5.2 Data Pemrograman Basic ................................................................ 20
2.5.3 Kontrol Program .............................................................................. 23
2.5.4 Memasukkan Program ke Mikrokontroler ...................................... 23
2.6 Visual Basic 6.0 .................................................................................... 23
2.6.1 Komponen pada layar Visual Basic................................................. 24
2.7 Motor Driver L298 .............................................................................. 27
2.8 Motor DC ............................................................................................. 30
2.9 Modulasi Lebar Pulsa (PWM) .............................................................. 33
2.10 LCD (Liquid Crystal Display). ............................................................ 36
3.2 Perancangan Bagian Elektronik .......................................................... 43
2.11 Remote Control ................................................................................... 38
2.11.1 Pemancar ....................................................................................... 38
2.11.2 Penerima ........................................................................................ 38
2.12 Battery ................................................................................................. 39
2.12.1 Jenis-Jenis Battery ......................................................................... 39
2.12.2 Distribusi Daya .............................................................................. 40
BAB III RANCANG BANGUN
3.1 Blok Diagram Rangkaian .................................................................... 41
4.4 Pengujian Driver L298 dan Motor DC ................................................. 58
4.5 Analisa Motor Driver & Motor DC ...................................................... 63
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 67
5.2 Saran .................................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman28 Gambar 2.16 Penampang IC L298 .................................................................
43 Gambar 3.3 Rangkaian Bluetooth HC-05 ........................................................
41 Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum AVR ATMEGA 8535 ...................
40 Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Kapal Remote Control (Boat RC) ......
38 Gambar 2.25 Baterai Lipo & Baterai Dynamax..............................................
36 Gambar 2.24 Remote Control .........................................................................
35 Gambar 2.23 Konfigurasi Pin LCD 16x2 .......................................................
34 Gambar 2.22 Sinyal Referensi ........................................................................
33 Gambar 2.21 Bentuk gelombang kotak (pulsa)...............................................
32 Gambar 2.20 Kaidah Tangan Kiri Fleming.....................................................
32 Gambar 2.19 Konduktor Yang Dilalui Arus Listrik .......................................
31 Gambar 2.18 Bagian Motor DC (Direct Current) ..........................................
29 Gambar 2.17 Simbol Motor DC ......................................................................
28 Gambar 2.15 Rangkaian Driver Motor DC L298N ........................................
Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATMega8535 ....................................26 Gambar 2.14 Motor Driver L298N .................................................................
25 Gambar 2.13 Toolbox Visual Basic 6.0 ..........................................................
25 Gambar 2.12 Toolbar Standar Visual Basic 6.0 ..............................................
24 Gambar 2.11 Menu Bar Visual Basic 6.0 ........................................................
20 Gambar 2.10 Tampilan Layar dalam Keadaan Standar ...................................
18 Gambar 2.9 Bagian-Bagian (BASCOM-AVR) ...............................................
17 Gambar 2.8 Konfigurasi Pin HC-05 ...............................................................
16 Gambar 2.7 Konfigurasi Input Ouput Buetooth HC 05 ..................................
15 Gambar 2.6 Timing Diagram Sensor Ultrasonik SRF04 ................................
14 Gambar 2.5 Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik SRF04..................................
8 Gambar 2.3 Prinsip Kerja dan Pemantulan Sensor Ultrasonik .......................... 13 Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik SRF04 ...........................................................
6 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535 ..................................................
43
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Ultrasonic HC-05 ...........................................52 Gambar 3.15 Tampilan awal software BASCOM-AVR..................................
58 Gambar 4.2 Sinyal PWM ................................................................................
55 Gambar 3.22 Jendela ‘errors” ......................................................................... 56 Gambar 4.1 Titik Pengukuran .........................................................................
54 Gambar 3.20 Memilih letak direktori penyimpanan file program ................... 55 Gambar 3.21 Jendela cara melakukan kompilasi program ..............................
54 Gambar 3.19 Langkah menyimpan file program .............................................
53 Gambar 3.18 Contoh program bascom avr .....................................................
53 Gambar 3.17 Jendela text-editor baru ..............................................................
52 Gambar 3.16 Membuka halaman text editor baru ............................................
50 Gambar 3.14 Icon shortcut software BASCOM-AVR ....................................
44 Gambar 3.5 Rangkaian Pemancar (Tx) dan Penerima(Rx) ..............................
49 Gambar 3.13 Kapal RC Tampak Samping ......................................................
49 Gambar 3.12 Kapal RC Tampak Dalam ..........................................................
48 Gambar 3.11 Kapal RC Tampak Atas..............................................................
47 Gambar 3.10 Diagram Alir Otomatis ...............................................................
46 Gambar 3.9 Diagram Alir Manual ...................................................................
46 Gambar 3.8 Rangkaian Skematik Keseluruhan ...............................................
45 Gambar 3.7 Rangkaian LCD 16x2 ...................................................................
45 Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor L298 .....................................................
62
DAFTAR TABEL
Halaman30 Tabel 4.1 Logika Kebenaran untuk satu Motor DC .........................................
59 Tabel 4.7 Perhitungan PWM ............................................................................
58 Tabel 4.6 Sinyal PWM .....................................................................................
58 Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Motor DC............................................................
57 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Driver Motor DC L298 dengan beban................
57 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Driver Motor DC L298 Tanpa beban .................
56 Tabel 4.2 Logika untuk Dua Motor DC ...........................................................
29 Tabel 2.8 Data karakter elektronis IC L298 .....................................................
Tabel 2.1 Fungsi Pin Pada Port A ....................................................................22 Tabel 2.7. Keterangan fungsi kaki/pin IC L298 ...............................................
19 Tabel 2.6 Operator Relasi Bascom AVR .........................................................
10 Tabel 2.5 Keterangan Ikon-Ikon Dari Program BASCOM AVR ....................
9 Tabel 2.4 Fungsi Pin Pada Port D ....................................................................
9 Tabel 2.3 Fungsi Pin Pada Port C ....................................................................
8 Tabel 2.2 Fungsi Pin Pada Port B ....................................................................
61