LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

DESAIN DAN ANALISIS ROBOT

KONTROL DIGITAL

Ahmad Samsudin(1127030003)

October 4, 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

At this time the lab with digital control robot design theme, from

this lab we can know and understand the minimum system micro-

controller and outputs and inputs and know as well as the principle

of PWM motor speed regulator. Engineering experiments conducted

by using proteus software and perform simulation of a program and

enter code vision AVR then analyze it. Microcontroller can only issue

a hight or low voltage, where the value rather than the hight is worth

1 (one) and the low value 0 (zero). when the input when the input is

connected to ground at the foot of the microcontroller to be worth 1

it will be lit. sebaliknya.Tegangan versa for ATmega8 only can work

on voltages between 4,5 - 5,5 V. The speed of the motor driver that

we use is equal to 200 PWM. and we use a frequency of 12 MHz.

Keywords : Microcontroller , code vision AVR , Voltage , Fre-

quency

Ringkasan

Pada praktikum kali ini yaitu dengan tema desain robot kon-

trol digital, dari praktikum ini kami dapat mengetahui dan mema-

hami sistem minimum mikrokontroler serta output dan inputnya dan

mengetahui pula prinsip dari PWM sebagai pengatur kecepatan mo-

tor. Teknik percobaan yang dilakukan yaitu dengan menggunakan

software proteus dan melakukan simulasi serta memasukan program

dari code vision AVR kemudian menganalisisnya. Mikrokontroler hanya

dapat mengeluarkan sebuah tegangan hight atau low, dimana nilai

daripada hight yaitu bernilai 1 (satu) dan low bernilai 0 (nol). ketika

pada saat input terhubung dengan ground maka inputan pada kaki

mikrokontroler harus bernilai 1 maka akan menyala. begitupun seba-

liknya.Tegangan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan

antara 4,5 5,5 V. Adapun kecepatan pada motor driver yang kita gu-

nakan yaitu sebesar 200 PWM . dan frekuensinya kita menggunakan

sebesar 12 MHz.

Kata Kunci: Mikrokontroler, code vision AVR, Tegangan, Frekuensi

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Robot kontrol digital merupakan salah satu jenis robot yang digu-

nakan pada teknologi saat ini. Robot kontrol digital adalah sebuah robot

yang dikendalikan dengan menggunakan sebuah tombol ketika tombol terse-

but ditekan maka sesuai dengan mikrokontroler yang telah diprogram se-

belumnya robot control digital akan bergerak. Sebagai mahasiswa fisika sains

kita dituntut untuk mengerti dan memahami system yang ada pada kompo-

nen mikrokontroler sebagai program dan juga sebagai komponen dasar yang

ada pada komponen-komponen elektronika agar menjadi mahasiswa yang

bermanfaat untuk teknologi yang akan berkembang pesat di masa yang akan

datang seperti robot dalam bidang pertahanan negara taupun robot dalam

bidang medis/ksehatan.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui dan memahami sistem minimum mikrokontroler.

2. Mengetahui dan memahami prinsip input-output mikrokontroler.

3. Mengetahui prinsip kendali motor DC menggunakan mikrokontroler.

4. Mengetahui prinsip PWM (pulse width modulation) untuk kendali ke-

cepatan motor DC.

5. Mampu mendesain dan membuat robot kontrol digital sederhana.

6. Mengetahui aplikasi mikrokontroler dalam teknologi digital dan otoma-

tisasi.

2

1.3 Dasar Teori

Kata Robot sendiri pertama kali digunakan oleh seorang novelist Karel

Capek pada tahun 1920 Ketika membuat Teater Rossums Universal Robots

(RUR), Robot menurut bahasa diambil dari kata Robota yang berasal dari

bahasa Czech yang artinya pelayan atau pekerja. Sehingga robot dapat diar-

tikan sebagai mesin yang dapat bekerja secara terus menerus sebagai pelayan

atau pekerja yang dapat di kontrol atau bekerja secara otomatis sesuai den-

gan kebutuhan manusia atau tujuan pembuatannya.[1] Robot kontrol digital

adalah sebuah robot yang dikendalikan dengan menggunakan sebuah tombol

ketika tombol tersebut ditekan maka sesuai dengan mikrokontroler yang telah

diprogram sebelumnya robot control digital akan bergerak.[2]

Secara umum robot tergolong menjadi dua bagian yaitu robot otoma-

tis dan robot teleoperated. Robot otomatis dapat bekerja tanpa kontrol

langsung oleh manusia, robot tersebut bekerja berdasarkan program yang di-

tanamkan seperti robot line follower, robot avoider obstacle, robot humanoid,

lampu lalu lintas, pintu otomatis, dan sebagainya. Sedangkan robot teleop-

erated harus dikontrol langsung oleh manusia, seperti robot kontrol, televisi,

computer dan lainnya. Secara umum prinsip dasar sistem robot terdiri dari

tiga bagian utama yaitu input, proses, dan output. Input robot dapat be-

rasal dari sensor, tombol kontrol, maupun program yang tertanam. Proses

merupakan bagian otak robot yang menerima input dan membuat perintah

pada output berisi logika atau kecerdasan buatan yang tertanam pada chip

mikrokontroler, sedangkan output adalah actuator yang dapat berisi hidup

matinya motor DC, LED, buzzer atau lainnya.

3

AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR

RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokon-

troler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi den-

gan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz.[3] Jika diband-

ingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegan-

gan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler

ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk AT-

mega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 5,5 V. AVR merupakan

salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam

fungsi.[4]

Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51

adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di

dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR

adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari

luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis

AVR akan melakukan reset.[5] Untuk beberapa jenis AVR terdapat beber-

apa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan

512 byte. ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki

fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya.[6]

4

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum line folower ini berlangsung pada tanggal 1 Oktober 2013 pukul

11:00 sampai selesay di lab fisika UIN Sunan Gunung Djati Bandung

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Papan PCB/protoboard

2. Multimeter

3. Kabel koneksi

4. Resistor

5. LED

6. Motor DC

7. Mikrokontroler ATmega 8

8. Motor driver L 293D

9. Tombol push-buttom

10. Software Proteus

11. Software Code Vision AVR

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Desain Robot Kontrol Digital

Mendesain rangkaian pada proteus sesuai dengan gambar rangkaian

pada modul, kemudian membuat program menggunakan code vision AVR

dan dilanjutkan dengan mengisikan program yang dibuat pada desain proteus

serta yang terkahir yaitu menganalisis rangkaian robot kontrol digital.

5

2.3.2 Diagram Alir

Mendesain rangkaian pada proteus

Membuat program menggunakan CV AVR

Mengisikan program pada desain proteus

Menganalisis rangkaian robot

6

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Pembahasan

Pada praktikum kali yaitu berhubungan dengan robot digital meng-

gunakan mikrokontroler AT mega8, mikrokontroler adalah sebuah sistem

komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah

inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau kedu-

anya), dan perlengkapan input output.[7] Dengan kata lain, mikrokontroler

adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan kelu-

aran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan

cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis

data yang dimasukan melalui program code vision AVR dengan memasukin

perintah-perintah kepada sebuah mikrokontroler tersebut.

Dari hasil praktikum dan dari gambar diatas dapat dianalisis bahwa

semua pergerkan robot diatur dalam pemograman at mega8 menggunakan

code vision AVR dengan kode-kode tertentu yang telah ditentukan terlebih

dahulu dan dapat dibaca oleh program. Pada percobaan ini saat mikrokon-

troler bekerja, mikrokontroler hanya dapat mengeluarkan sebuah tegangan

hight atau low, dimana nilai daripada hight yaitu bernilai 1 (satu) dan low

7

bernilai 0 (nol). ketika input terhubung dengan ground maka inputan pada

kaki mikrokontroler harus bernilai 1, maka akan bergerak motor yang be-

rada pada ouputan tersebut. begitupun sebaliknya, ketika pada outputan

terhubung dengan Vcc maka nilai pada kaki mikrokontroler harus bernilai

0 untuk menyala. Dari tombol-tombol yang bekerja akan mengerluarkan

tegangan low dan nilai tegangan pada outputan harus terhubung dengan

Vcc atau power.

Pada rangkaian mengggunakan crystal yang berfungsi sebagai pen-

dorong atau pengatur data yang masuk dan keluar dari mikrokontroler. Pada

saat tombol yang terhubung dengan PORTD.0 yang telah diisikan program

pada mikrokontrolernya dengan menggunakan code vision AVR pada saat

tombol PORTD.0 yang berada pada inputan ditekan maka motor yang be-

rada pada inputan 1 dan inputan 2 akan berjalan karena pada saat tombol

ditekan, ketika inputan bernilai hight(1) maka nilai yang keluar pada out-

putan pun akan bernilai hight pula dan akan menggerakan motor driver L

293D sehingga robot dapat menjalankan motor kanan sehingga robot belok

kekiri.

Pada inputan 1 dan inputan 2 pasti terhubung dengan eneble karena

enebel bersifat mendorong agar adanya arus yang masuk. Begitu pun pada

tomboltombol PORTD 1 yang akan menggerakan robot agar robot dapat

belok ke kanan, dengan kata bahwa robot dapat berbelok ketika salah satu

motor mempunyai beda potensial dan salah satunta tidak mempunyai beda

potensial. Sehingga salah satu motor saja yang dapat bergerak kanan ataupun

yang kirir sehingga inilah yang menyebabkan robot dapat berbelok. Pada

PORTD 2 akan menggerakan robot menjadi maju dan pada PORTD 3 akan

menggerakan kedua motor untuk mundur, dan yang mebedakan anatara

robot digital dengan robot analog yait adanya gerak mundur ini terjadi

karena robot digital dikendalikan oleh mikrokontroler yang telah diisi oleh

program. Semua program yang diinput pada mikrokontroler merupakan pro-

gram yang dibuat melalui program code vision AVR. Sesuai dengan teori,

untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5-5,5 V ketika

8

tegangan input memberikan nilai 5 volt maka nilai pada tegangan outputan

pun akan bernilai sama. Adapun kecepatan pada motor driver yang digu-

nakan yaitu sebesar 200 PWM dan frekuensinya menggunakan sebesar 12

MHz.

Adapun gambar diatas menunjukan pesan yang disampaikan oleh pro-

teus tentang bagaimana jalannya rangkain robot digital dengan memper-

hatikan code vision AVR yang dimasukan kedalam mikrokontroler At mega8.

Apabila ada kesalahn atau keeroran dalam rangkaian ataupun dalam code

pemograman maka pesan akan dimunculkan seperti gambar diatas.

3.2 Analisis Data

Dalam praktikum kali ini tentang robot digital, Pada percobaan ini

ada beberapa kesalahan pada saat penggantian letak kaki pada inputan,

ketika kaki pada inputan dipindahkan dan ketika diprogram ulang dengan

menggunakan code vision AVR terjadi kesalahan berupa ketika tombol belum

ditekan, namun motor pada rangkaian tidak berjalan. Hal ini dikarenkan

kesalahan pada saat pemrograman yang dilakukan menggunakan code vision

AVR.

9

4 Kesimpulan

Berdasrkan hasil praktikum yang kami lakukan dapat disimpulkan bahwa,

kami dapat mengetahui dan memahami sistem minimum mikrokontroler dan

mengetahui input-output sistem mikro kontroler. Adapun dari hasil prak-

tikum dapat disimpulkan bahwa :

• Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam se-

buah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (se-

jumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengka-

pan input output.

• Dalam pemograman robot kontrol digital hanya ada dua perintah yaitu

hight (1) dan low (0). Untuk hihgt menandakan bahwa robot hidup

dan ketika 0 maka robot mati.

• Semua pemograman yang dilakukan dengan menggunakan CV AVR.

• Ketika robot dapat berjalan berarti out yang diberikan ayitu 1, dan

input terhadap motor yaitu 0.

• Mikrokontroler mempunyai batasan tegangan yaitu sekitar 5v, jika

melebihi dari 5v maka tidak akan kuat menahan tegangan yang di-

terima.

• Kecepatan motor yang digunakan yaitu sebesar 200 PWM dengan

frekuensi 12 MHz.

10

References

[1] Tim Elektronika Dasar I. ”‘ Modul Elektronika dasar I ” .(2013). Ban-

dung

[2] Surjono, Herman Dwi. ” Elektronika ” .(2007). Cerdas Ulet Kreatif;

Jember

[3] http:file.upi.JUR.PEND.TEKNIK ELEKTRO-YOYO SOMANTRI/Mt

klh Mikroprosesor/Mikrokontroler.pdf 03 Oktober 2013.

[4] Andrianto, H. ( Pemrograman mikrokontroler AVR ATmega 16 meng-

gunakan bahasa C (Code Vision AVR).(2008) Penerbit Informatik; Ban-

dung,.

[5] Malvino. ”Prinsip-prinsip elektronika I ” .(1994). Erlangga; jakarta

[6] http://hme.ee.itb.ac.id/elektron/?p=32. Diakses 02 Oktober 2013.

[7] Jayadin, Ahmad. ” ELEKTONIKA DASAR ” .(2001). Erlangga;

Jakarta

11

LAMPIRAN

12