Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
23
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Tinjauan Umum
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting dalam membuat
suatu alat. Sebab dengan menganalisa komponen yang digunakan maka alat yang
dibuat dapat bekerja seperti yang diharapkan.
Untuk mendapat hasil yang optimal terlebih dahulu dengan cara membuat
rancangan yang baik. Dengan memperlihatkan sifat dan karakteristik dari tiap-tiap
komponen yang digunakan dapat dihindari. Sebelumnya kita harus mengerti dulu
tentang langkah-langkah dari perencanaannya. Maka dari itu dibutuhkan susunan
rancangan diagram blok, rangkaian perangkat keras dan diagram alir dari program
tersebut.
3.2 Diagram Blok
3.2.1 Diagram Blok Sistem Robot
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Robot
Pada blok diagram ditunjukkan pada Gambar 3.1, dapat dilihat bahwa
perancangan perangkat keras terbagi menjadi beberapa modul, diantaranya
modul rangkaian modul rangkaian RFID reader/transceiver, sistem
Motor DC Roda
Kanan ATmega
1284P Driver
Motor
RFID
Reader
Sensor
(Loadcell)
Sensor
Proximity
Wireless
HC-11
Display
Motor DC Roda
Kiri
24
mikrokontroler Atmega1284P, modul driver motor,sensor proximity, dan
terdapat juga sensor loadcell serta dilengkapi dengan dan LCD 16X2.
3.2.2 Diagram Blok Sistem Monitoring
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Monitoring
Pada blok diagram ditunjukkan pada Gambar 3.2, dapat dilihat bahwa
perancangan sistem monitoring ini bertujuan untuk mengatur semua pergerakan
robot serta mengetahui secara menyeluruh letak titik kota yang ada pada peta
pulau Sumatra. Dengan wireless semua data dari dapat diterima oleh PC begitu
pula sebaliknya, serta pergerakan robot yang dikelola oleh RFID Reader untuk
menangkap data dari RFID Tag yang selanjutnya akan dikirim ke Atmega1284P
dilanjutkan ke program aplikasi PC yakni aplikasi Borland Delphi 7.
3.3 Prinsip Kerja
Sistem robot line follower dengan identifikasi RFID mmenggunakan
mekanik dimana mekanik berbentuk miniatur mobil yang terdapat 2 roda aktif
yang digerakkan motor dan 2 sisi lainnya menggunakan roda bebas. Untuk bagian
bawah Robot Line Follower terdapat Sensor Proximity yang digunakan untuk
mendeteksi jalur lintasan (track) dan RFID reader yang bertugas membaca ID
setiap persimpangan atau lokasi pemberhentian robot. Serta mengunakan Sensor
Loadcell untuk mendeteksi ada tidaknya benda yang diangkut.
Untuk memperkuat parameter perbedaan setiap benda yang diangkut,
benda pada awalnya telah diidentifikasikan menggunakan ID yang dapat dibaca
oleh RFID sehingga dapat memperkecil adanya benda asing yang masuk. Disaat
sensor berat telah mendeteksi adanya benda yang benar, maka robot pun akan
merespon untuk menandakan kebenaran tersebut dengan tampilan display. Namun
apabila adanya kesalahan saat memasukan benda maka robot akan merespon
dengan menampilkan display. Selanjutnya robot akan berjalan kembali pada jalur
25
yang ditentukan apabila benda yang dibawa benar, namun apabila benda yang
dimasukan salah maka robot tidak berjalan sampai benda tersebut digantikan
dengan benar.
Pada saat yang sama juga aplikasi Borland Delphi 7 yang berperan sebagai
monitoring dapat menampilkan posisi robot Line follower saat berjalan. Penentuan
posisi ditentukan saat robot telah melalui suatu titik percabangan dan kota-kota
besar yang dimana terdapat ID yang dapat dibaca oleh RFID. Selain itu aplikasi
Borland Delphi 7 berperan penting untuk penentuan jalur yang akan digunakan
oleh Robot Line Follower untuk mencapai tujuan maupun dalam hal
pengangkutan, jarak yang telah ditempuh, timer untuk menghitung berapa lama
perjalanan yang ditempuh, peringatan saat adanya kehilangan beban (benda yang
diangkut).
3.4 Konstruksi Fisik Robot Line Follower
Konstruksi fisik suatu robot menjadi dasar tumpuan dari rangkaian
elektronik dan software kontroller. Konstruksi fisik line follower robot didesain
untuk melakukan konsep atau tujuan untuk mengikuti garis, sehingga hasil
konstruksi fisik line follower robot juga harus menyesuaikan dengan tujuan
seperti digunakannya roda karena dibutuhkan suatu perpindahan posisi robot.
26
Gambar 3.3 Konstruksi Body robot
Keterangan :
1. Mikrokontroller
2. Switch
3. LCD
4. Driver Motor
5. Cup Depan Robot
6. Sensor Proxymity
7. RFID
8. Battrey
9. Motor DC
10. Gear Box
11. Lampu Indikator
12. Roda Penggerak
13. Sensor Loadcell
14. Wireless
Rancangan line follower robot digerakkan dengan dua penggerak yang
bekerja secara diferensial dan tidak diperlukan suatu kemudi. Letak penggerak
digambarkan pada Gambar 3.3. Line follower robot yang dirancang memiliki
empat roda, dimana 2 roda belakang sebagai inti dari penggerak maupun juga
penentu arah robot, dan 2 roda depan hanyalah roda bebas untuk mengikuti
kemana roda depan bergerak.
31
3.5 Perancangan Sistem RFID
Perancangan Radio frequency indentification (RFID) terbagi atas dua
rangkaian yakni rangkaian RFID tag dan RFID reader. Serta perancangan sistem
ini berfungsi untuk membaca informasi berupa data dari RFID tag yang dibaca
oleh RFID reader dan dikelola oleh mikrokontroller ATmega1284P. Untuk
mengetahui apakah rangkaian RFID reader yang akan dibuat dapat bekerja sesuai
yang diinginkan.
3.5.1 Perancangan Sistem RFID Tag
Secara induktif transponders dioperasikan dengan pasif yaitu semua
energi yang diperlukan untuk operasi microchip harus disajikan oleh pembaca
reader. Antena pembaca menghasilkan suatu bidang elektro magnet frekuensi,
yang menembus penampang-lintang area coil dan area di sekitar coil itu. Sebab
panjang gelombang cakupan frekuensi menggunakan low frekuensi ( 125 kHz –
135 kHz ).
3.5.2 Perancangan RFID Reader
Saluran (chanel) dari reader ke tag disebut dengan saluran forward
(forward chanel), saluran tag ke reader disebut dengan saluran backward
(backward chanel). Pada perancangan ini RFID Reader yang digunakan sebagai
pembaca tag RFID. Pada konfigurasi pin untuk hubungan Atmega1284P terhadap
RFID reader ditunjukkan dalam Gambar 3.4:
32
Gambar 3.4 Hubungan ATmega1284P terhadap RFID reader
Gambar 3.4 menunjukan hubungan ATmega1284P terhadap RFID reader
yang dihubungkan melalui pin dan port tertentu, dapat ditunjukkan dalam tabel
3.1:
Tabel 3.1 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan RFID reader
3.6 Perancangan Sistem Sensor Loadcell
Loadcell merupakan komponen utama pada sistem timbangan digital.
Tingkat keakurasian timbangan bergantung dari jenis loadcell. Loadcell adalah
sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi menjadi energi
lainya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik.
Loeadcell yang digunakan untuk sistem timbangan ini mengukur massa beban
sampai sebesar 1kg. Strain gauge merupakan bagian terpenting dari loadcell yang
berfungsi mendeteksi besarnya perubahan dimensi jarak yang disebabkan oleh
suatu elemen gaya. Untuk melakukan identifikasi berat beban yang akan diangkut
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P Pin RFID reader
1 PD0 14 9
2 PD1 15 8
ID2 RFID reader
TX
RX
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10
11
12
13
14
Antenna
L1
5V
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
U5
ATMEGA1284P
RFID
33
robot line follower pada perancangan maka digunakan sensor berat. Sensor berat
yang digunakan adalah loadcell yang memiliki kapasitas berat maksimum 1kg,
tetapi dalam perancangan tugas khusus ini dibuat beban pengukuran maksimal
750gr. Pada rancangan mekanik loadcell digunakan dengan diberi alas di
bawahnya dan tempat di atasnya seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.5:
Gambar 3.5 LoadCell Tampak Samping pada body robot
3.6.1 Perancangan Modul HX711 Loadcell
HX711 adalah sebuah komponen terintegrasi dari “Avia Semiconductor”,
HX711 presisi 24-bit ADC (Analog To Digital Converter) yang didesain untuk
sensor timbangan digital dan industrial control aplikasi yang terkoneksi sensor
jembatan HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja
mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan dan mengkonversinya ke
dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Agar sistem dapat
mengamati perubahan berat dari setiap beban (oleh-oleh), maka diperlukan sensor
berat berupa loadcell dengan modul HX711. Adapun perancangan hubungan
ATmega1284P terhadap Modul HX711 Loadcell, dapat ditunjukkan dalam
Gambar 3.6:
34
Vcc
DT
SCK
GND
+
A
B
-
HX711Loadcell ADC modul
+
A
B
-
LOADCELL5kg
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
U6
ATMEGA1284P
5V
Gambar 3.6 Hubungan ATmega1284P terhadap Modul HX711 Loadcell
Gambar 3.6 menunjukan hubungan ATmega1284P terhadap Modul
HX711 Loadcell yang dihubungkan melalui pin dan port tertentu, dapat
ditunjukkan dalam Tabel 3.2:
Tabel 3.2 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan Modul HX711
3.7 Perancang Sistem Sensor Proximity IR
Infrared proximity memiliki kit yang memiliki jarak baca antara 2cm
sampai 1,5cm sensor ini memiliki 6 keluaran kabel 2 diantaranya adalah power
dan ground, sedangkan yang lainnya merupakan output dari keluaran sensor.
Adapun perancangan hubungan ATmega1284P terhadap sensor proximity IR,
dapat ditunjukkan dalam Gambar 3.7:
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P Modul HX711
Loadcell
1 PA4 36 SCK
2 PA5 35 DT
35
Gambar 3.7. Hubungan ATmega1284P terhadap sensor proximity IR
Gambar 3.7 menunjukan hubungan ATmega1284P terhadap proximity IR
yang dihubungkan melalui pin dan port tertentu, dapat ditunjukkan dalam Tabel
3.3:
Tabel 3.3 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan Sensor Proximity IR
3.8 Perancangan Pada Motor DC
Sesuai dengan namanya, motor DC didayai dengan tegangan DC (direct
current = arus searah). Dengan demikian putaran motor DC akan berbalik arah
jika polaritas tegangan yang diberikan juga berubah. Motor DC juga memiliki
tegangan kerja yang bervariasi, ada yang memiliki tegangan 3V, 6V, 12V dan
24V. Untuk mengontrol motor DC yang bersifat solid-state dapat dipakai
rangkaian menggunakan transistor.
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
OUT 1
OUT 2
OUT 3
De
mo
du
lato
r
OUT 4
SENSORPROXIMITY
IR
GND
VSS
5V
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P Sensor Proximity
IR
1 PA0 40 OUT1
2 PA1 39 OUT2
3 PA2 38 OUT3
4 PA3 37 OUT4
36
Transistor disusun sedemikian rupa hingga membentuk huruf H atau yang
disebut H-bridge transistor, H-bridge transistor tersusun dari 4 buah transistor
dengan memanfaatkan fungsi transistor sebagai saklar, yaitu titik cut off dan titik
saturasi. Pemilihan transistor yang dipilih dapat mengalirkan arus yang diperlukan
oleh motor DC. Dengan semakin berkembangnya teknologi dalam dunia
elektronika dan semakin diintegrasikan pada setiap komponen sehingga menjadi
lebih praktis, ringkas dan efisien ke dalam integrated circuit (IC), maka H-bridge
transistor yang tersusun dari 4 buah transistor yang membentuk huruf H, IC
menerima kontrol pada level DTL maupun TTL dan mampu menjalankan beban
induktif seperti relay selenoid, motor DC maupun motor stepper.
3.8.1 Perancangan Sistem Driver Motor DC
Pada perancangan sistem robot line follower ini harus memkai driver
motor, dimana driver motor tersebut berfungsi sebagai pengendali arus yang
bersumber dari mikrokontroller dan diperbesar pada driver tersebut sehingga
motor DC pada robot ini dapat bergerak dengan stabil. IC driver motor yang
digunakan pada Penggerak motor system robot ini adalah IC HG7881CP,
memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 1A dan tegangan
kerja maksimum 5 Volt DC untuk satu kanalnya. Adapun perancangan hubungan
ATmega1284P terhadap driver motor DC, dapat ditunjukkan dalam Gambar 3.8:
Gambar 3.8 Hubungan ATmega1284P dan Rangkaian Driver
+
C1
-
C2
+
-
DRIVER MOTOR +88.8
MOTOR KANAN
+88.8
MOTOR KIRI
ENB
IN4
IN2
IN1
IN3
ENA
VC
CG
ND
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
U4
ATMEGA1284P5V
37
Gambar 3.8 menujukan kaki enable motor A dan enable motor B
digunakan untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, sedangkan kaki IN1,
IN2, IN3, dan IN4 digunakan untuk mengendalikan arah putaran motor. Pada
driver motor DC semua kaki IN1, IN2, IN3, dan IN4 terhubung dengan kaki
ATmega1284P pada port B, yakni PB0, PB1, PB2, PB3. Dan pada output 1,
output 2, output 3, dan output 4, terhubung dengan motor DC kiri dan motor DC
kanan. Semua pin dan port dapat ditunjukkan dalam Tabel 3.4:
Tabel 3.4 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan Driver Motor DC
3.9 Perancangan Perangkat Wireless HC
Perancangan perangkat ini menggunakan dua buah modul wireless HC-11
RF data transceiver. Modul wireless 1 pada unit pengirim difungsikan sebagai
transmitter yang memancarkan gelombang elektromagnetik dan modul 2 pada
unit penerima difungsikan sebagai receiver yang menangkap pancaran gelombang
elektromagnetik dari transmitter. Adapun perancangan hubungan ATmega1284P
terhadap terhadap wireless , dapat ditunjukkan dalam Gambar 3.9
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P Driver Motor DC
1 PA0 1 IN1
2 PA1 2 IN2
3 PA2 3 IN3
4 PA3 4 IN4
38
Gambar 3.9 Hubungan ATmega1284P terhadap wireless HC 11
Gambar 3.19 menunjukan hubungan ATmega1284P terhadap wireless
HC-11 yang dihubungkan melalui pin dan port tertentu, dapat ditunjukkan dalam
Tabel 3.5:
Tabel 3.5 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan Wireless HC-11
3.10 Perancangan LCD 2X16
Liquid penampil yang LCD (Liquid Cristal Display) yang kompatibel
dengan modul. Dalam perancangan ini, LCD digunakan sebagai penampil menu
password dan menu pengetesan waktu. Keuntungan yang dirasakan dengan
menggunakan layer penampil Liquid Cristal Display (LCD), jika dibandingkan
dengan penampil lain seperti seven segment, antara lain adalah tingkat
keserhadaan dalam rangkaian dan perangkat lunak, kemudahan dalam
pengoperasian dan tersedianya register-register dalam modul. Komunikasi yang
digunakan pada sistem robot line follower ini adalah 4 bit. Adapun perancangan
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
TX
GN
D
WIRELESS
HC-11
SE
T
RX
VS
S
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P Wireless HC-11
1 PD2 16 Tx
2 PD3 17 Rx
3 PD4 18 Set
39
hubungan ATmega1284P terhadap LCD 16x2, dapat ditunjukkan dalam Gambar
3.10:
Gambar 3.10 Hubungan ATmega1284P terhadap LCD 16x2
Gambar 3.10 menunjukan perancangan port pada pada LCD terhubung
dengan mikrokontroller ATmega1284P Port C yakni PC0 yang terhubung dengan
Rs ,berfungsi sebagai reset, PC1 terhubung dengan E berfungsi sebagai Input
tegangan, tegangan sumber 5 Volt, dan pada PC1, PC2, PC3, PC4 yang
merupakan keluaran untuk menampilkan pembacaan BENAR atau SALAH ketika
robot membawa beban dan beban tersebut akan mengidentifikasi berat bebannnya
oleh sensor berat (loadcell), apabila beban yang diangkut sesuai maka tampilan
LCD
“BENAR”, dan apabila beban yang diangkut tidak sesuai maka “SALAH” , dan
ketika robot dalam posisi standby maka LCD akan memunculkan kata
“STANDBY”. Pada pin VEE memiliki komponen variabel resistor dengan
resistansi 10K aga bisa mengatur kontras pada LCD. sebagai Semua pin dan port
dapat ditunjukkan dalam Tabel 3.6:
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCDLM016L
RV1
10K
40
Tabel 3.6 Pin Antar Muka Mikrokontroler dengan LCD 16x2
3.11 Perancangan Rangkaian Power Supply
Baterai yang digunakan pada rancangan robot line follower adalah baterai
berjenis baterei Li-Po. Baterai Lithium Polimer atau biasa disebut dengan Li-Po
adalah salah satu jenis baterai yang sering digunakan dalam dunia RC. Baterai ini
merupakan Baterai tercanggih dan paling maju dalam dunia Baterai saat ini.
Keunggulan utamanya adalah Ratio Power to Weight nya yang memungkinkan
baterai dicetak sesuai dengan keinginan. Baterai Lipo didasarkan pada Lithium
Polymer kimia yang memungkinkan baterai ini memiliki kepadatan energi yang
sangat tinggi dibandingkan dengan jenis lain dari baterai. Rangkaian baterai dapat
ditujukkan dalam Gambar 3.11:
Gambar 3.11 Rangkaian Baterai Li-Po pada robot line follower
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
U9
ATMEGA1284P
B15v
10.400 mAH
1
2
J1
CONNECTOR CHARGER
C11nF
VI
1V
O3
GND2
U107805
C21nF
C3
1nF
vcc
No Port Atmega1284P Pin Atmega1284P LCD
1 PC0 22 RS
2 PC1 23 E
3 PC2 24 D4
4 PC3 25 D5
5 PC4 26 D6
6 PC5 27 D7
41
Gambar 3.11 menunjukkan Rangkaian Baterai Li-Po pada Robot line
follower. Dimana otak robot yakni ATmega1284P terhubung dengan baterai.
Perancangan rangkaian baterai ini memiliki 4 buah baterai yang disusun parallel
masing-masing baterai memiliki tegangan sebesar 3,7 volt dan arus sebesar 2600
mAH, jadi total pengeluaran arus adalah 10.400 mAH pada rangkaian tersebut
juga terdapat switch untuk tombol power yang terdapat pada robot.
3.12 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Selanjutnya, untuk bagian terakhir adalah keseluruhan rangkaian yang
tersusun menjadi sebuah sistem yang diinginkan sesuai dengan judul tugas akhir
ini. Beberapa komponen yang tersusun memiliki beberapa fungsi yang saling
mendukung satu sama lain sesui perintah dari program yang tertanam didalam
mikrokontroller diantaranya adalah mikrokontroller itu sendiri dengan jenis
ATmega1284P sebagai controller yang mengendalikan sistem yang terdiri
rangkaian sensor proximity, RFID Reader, driver loadcell, driver motor LCD
16x2, wireless yang ditunjukan dalam Gambar 3.12:
Gambar 3.12 Rangkaian Perancangan Keseluruhan
Vcc
DT
SCK
GND
+
A
B
-
HX711Loadcell ADC modul
+
A
B
-
LOADCELL5kg
PC6/TOSC1/PCINT2228
PC5/TDI/PCINT2127
PC4/TDO/PCINT2026
PC3/TMS/PCINT1925
PC2/TCK/PCINT1824
PC1/SDA/PCINT1723
PC0/SCL/PCINT1622
AVCC30
AREF32
PC7/TOSC2/PCINT2329
PA6/ADC6/PCINT634
PA5/ADC5/PCINT535
PA4/ADC4/PCINT436
PA3/ADC3/PCINT337
PA2/ADC2/PCINT238
PA1/ADC1/PCINT139
PA0/ADC0/PCINT040
PA7/ADC7/PCINT733
PB6/MISO/OC3A/PCINT147
PB5/MOSI/ICP3/PCINT136
PB4/SS/OC0B/PCINT125
PB3/AIN1/OC0A/PCINT114
PB2/AIN0/INT2/PCINT103
PB1/T1/CLKO/PCINT92
PB0/XCK0/T0/PCINT81
PB7/SCK/OC3B/PCINT158
PD6/ICP/OC2B/PCINT3020
PD5/OC1A/PCINT2919
PD4/OC1B/XCK1/PCINT2818
PD3/INT1/TXD1/PCINT2717
PD2/INT0/RXD1/PCINT2616
PD1/TXD0/PCINT2515
PD0/RXD0/PCINT2414
PD7/OC2A/PCINT3121
RESET9
XTAL113
XTAL212
U7
ATMEGA1284P
IN15
IN27
ENA6
OUT12
OUT23
ENB11
OUT313
OUT414
IN310
IN412
SENSA1
SENSB15
GND
8
VS
4
VCC
9 U2
DRIVER MOTOR
+8
8.8
MOTOR KANAN
+8
8.8
MOTOR KIRI
5V
R1
0.1
R2
0.1
OUT 1
OUT 2
OUT 3
De
mo
du
lato
r
OUT 4
SENSORPROXIMITY
IR
GND
VSS
5V
TX
GN
D
WIRELESS
HC-11
SE
T
RX
VS
S
X1
CRYSTAL
RSL
en
D4
D5
D6
D7
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM016L
D7
D6
D5
D4
en
RSL5V
RFID
ID2 RFID reader
TX
RX
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10
11
12
13
14
Antenna
L1
5V
42
Gambar 3.12 menunjukan susunan untuk keseluruhan perancangan yang
terhubung dengan pin Mikrokontroller ATmega1284P yang digunakan sebagai
kontrol pada robot. Dikarenakan kaki satiap pin pada mikrokontroler yang cukup
memadai untuk pemetaan komponen. Semua pin dan port pada komponen yang
terhubung dengan ATmega1284P dapat ditunjukkan dalam Tabel 3.7:
Tabel 3.7 Konfigurasi pin-pin mikrokontroler Atmega1284P
No No pin Port
No pin
komponen Nama komponen
Fungsi
1 1 PB0 IN1 MOTOR DC Penggerak Roda Robot
2 2 PB1 IN2 MOTOR DC Penggerak Roda Robot
3 3 PB2 IN3 MOTOR DC Penggerak Roda Robot
4 4 PB3 IN4 MOTOR DC Penggerak Roda Robot
7 14 PD0 TX RFID Komunikasi Data
8 15 PD1 RX RFID Komunikasi Data
9 16 PD2 TX WIRELESS HC-11 Komunikasi Data
10 17 PD3 RX WIRELESS HC-11 Komunikasi Data
11 18 PD4 SET WIRELESS HC-11 Komunikasi Data
12 40 PA0 OUT1 PROXIMITY IR Pembaca Garis
13 39 PA1 OUT2 PROXIMITY IR Pembaca Garis
14 38 PA2 OUT3 PROXIMITY IR Pembaca Garis
15 37 PA3 OUT4 PROXIMITY IR Pembaca Garis
16 36 PA4 DT LOADCELL Identifikasi Berat
17 35 PA5 SCK LOADCELL Identifikasi Berat
18 22 PC0 RSL LOADCELL Identifikasi Berat
19 23 PC1 En LCD Display
20 24 PC2 D4 LCD Display
21 25 PC3 D5 LCD Display
22 26 PC4 D6 LCD Display
23 27 PC5 D7 LCD Display
3.13 Perancangan Arena Robot
Penggunaan Arena disini menggunakan peta pulau Sumatra dengan ukuran
skala 1:600.000 sebagai arena, serta jalur lintasannya sendiri menggunakan garis
menggunakan warna gelap (hitam) yang menghubungkan setiap kota-kota besar di
pulau Sumatra, Peta pulau Sumatra ini menggunakan 10 titik kota pemberhentian
(kota besar). Pada peta pulau Sumatra terdapat jalur transportasi yang digunakan
43
sebagai jalur Robot Line Follower. Jalur tersebut tempat dimana robot akan
mengikuti jalur garis berwarna gelap, juga terdapat beberapa percabangan dalam
jalur robot, untuk depat membedakan jalur tersebut robot akan memanfaatkan
RFID tag. Maka dari itu setiap percabangan maupun kota-kota pemberhentian
ditanamkan sebuah ID. Gambar peta pulau Sumatra sebagai arena lintasan robot
dapat diperlihatkan dalam Gambar 3.13:
Gambar 3.13 Peta pulau Sumatra sebagai arena lintasan Robot
Gambar 3.13 merupakan lintasan yang akan dicetak dalam bentuk banner
dan dialaskan dengan papan (triplek), peta Pulau Sumatra tersebut dilengkapi
dengan keterangan sungai, gunung, danau, serta jalur umum yang dipakai
dikehidupan nyata, hal ini bertujuan untuk memberi unsur pembelajaran terhadap
pengguna sistem pembelajaran robot line follower. Untuk menentukan arah
lintasan robot akan menuju.
Robot yang pasang ID tag di bawah arena lintasan, dan ID tag tersebut
ditanamankan pada setiap percabangan. Total ID tag yang tertanam pada arena
tersebut adalah sebanyak 10 ID tag.
44
3.14 Perancangan Miniatur Beban
Perancangan miniatur beban merupakan perancangan benda (mini) yang
terbuat dari kayu yang sengaja dibuat dengan nama kota serta gambar, miniatur-
miniatur tersebut telah ditentukan dari oleh-oleh khas pada setiap kota Sumatra,
dan akan dilbuat dengan berat massa yang berbeda-beda. Agar lebih jelasnya akan
ditubjukkan dalam Tabel 3.8:
Tabel 3.8 Oleh-oleh khas Kota Pulau Sumatra
No Nama Kota Oleh-Oleh Khas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Aceh
Blangkerejen
Medan
Padang
Bukittinggi
Pekanbaru
Jambi
Bengkulu
Palembang
Lampung
Kopi
Nanas
Bika Ambon
Nasi Padang
Lemang
Durian
Duku
Seafood
Pempek Kamsel
Nangka