laporan modul 9

9
ROBOT LINE FOLLOWER DIGITAL MENGGUNAKAN ADC ABDUL ROHMAN SAYYID Fisika Sains/III/A Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung Bandung INDONESIA [email protected] Abstract: follower's line robot will work while censor system is on white and also black surface, at that moment will there is a light bounce from LED what do will hit LDR'S light censor so resistansi is LDR'S censor decreases and current will move through LDR. Inputan who is given on LDR'S censor therefore will wend ADC'S pin. So on series not necessarily utilize komparator. ADC will revamp analogue data as digital. Herein will happen data calibration process ADC'S censor to color. On ADC'S data is given programs, upon censor detects distance 5 cm therefore data ADC will detect colors so on given distance will happen discoloration on LED. ADCpun is utilized as inputan who that menggerakan can motor. ADC is utilized as intermediate of censor that mostly analog with computer system as censor of temperature, light, pressure / heavy, flow etcetera. Key word: LDR'S censor, ADC, Mikrokontroler, LCD, Dc's motor, LED Abstrak : Robot line follower akan bekerja saat sistem sensor berada di atas permukaan putih maupun hitam, pada saat itu akan ada suatu pantulan cahaya dari LED yang akan mengenai sensor cahaya LDR sehingga resistansi sensor LDR berkurang dan arus akan bergerak melalui LDR. Inputan yang diberikan pada sensor LDR maka akan menuju pin ADC. Sehingga pada rangkaian tidak perlu menggunakan

Upload: abdul-rohman-sayyid

Post on 12-Aug-2015

59 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan Modul 9

ROBOT LINE FOLLOWER DIGITAL

MENGGUNAKAN ADC

ABDUL ROHMAN SAYYID

Fisika Sains/III/A

Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung

Bandung

INDONESIA

[email protected]

Abstract:

follower's line robot will work while censor system is on white and also black surface, at that

moment will there is a light bounce from LED what do will hit LDR'S light censor so resistansi

is LDR'S censor decreases and current will move through LDR. Inputan who is given on LDR'S

censor therefore will wend ADC'S pin. So on series not necessarily utilize komparator. ADC will

revamp analogue data as digital. Herein will happen data calibration process ADC'S censor to

color. On ADC'S data is given programs, upon censor detects distance 5 cm therefore data ADC

will detect colors so on given distance will happen discoloration on LED. ADCpun is utilized as

inputan who that menggerakan can motor. ADC is utilized as intermediate of censor that mostly

analog with computer system as censor of temperature, light, pressure / heavy, flow etcetera.

Key word: LDR'S censor, ADC, Mikrokontroler, LCD, Dc's motor, LED

Abstrak :

Robot line follower akan bekerja saat sistem sensor berada di atas permukaan putih maupun

hitam, pada saat itu akan ada suatu pantulan cahaya dari LED yang akan mengenai sensor

cahaya LDR sehingga resistansi sensor LDR berkurang dan arus akan bergerak melalui LDR.

Inputan yang diberikan pada sensor LDR maka akan menuju pin ADC. Sehingga pada rangkaian

tidak perlu menggunakan komparator. ADC akan merubah data analog menjadi digital. Disini

akan terjadi proses kalibrasi data sensor ADC terhadap warna. Pada data ADC diberikan

program, pada saat sensor mendeteksi jarak 5 cm maka data ADC akan mendeteksi warna

sehingga pada jarak tertentu akan terjadi perubahan warna pada LED. ADC pun digunakan

sebagai inputan yang dapat menggerakan motor. ADC digunakan sebagai perantara antara

sensor yang kebanyakan analog dengan sistem komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/

berat, aliran dan sebagainya.

Kata kunci : sensor LDR, ADC, Mikrokontroler, LCD, Motor Dc, LED

Page 2: Laporan Modul 9

1. Pendahuluan

Latarbelakang

Robot merupakan teknologi masa kini

yang banyak digunakan dalam bidang

teknologi dan industry. Pada zaman yang

penuh dengan teknologi saat ini banyak

sekali jenis-jenis robot yang dipergunakan.

Seperti layaknya manusia yang dapat

berjalan dan bergerak. Robot pada zaman ini

pun dapat berjalan dan bergerak bahkan ada

juga robot yang dapat menari. Robot line

follower merupakan robot cerdas sederhana

yang dapat mengikuti sebuah garis hitam.

Sebagai mahasiswa fisika sains kita dituntut

untuk mengetahui dan membuat sebuah

robot sederhana yang bisa dijadikan sebagai

awal untuk membuat sebuah robot cerdas.

Dasar Teori :

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip

yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian

elektronik dan umunya dapat menyimpan

program didalamnya. Mikrokontroler

umumnya terdiri dari CPU (Central

Processing Unit), memori, I/O tertentu dan

unit pendukung seperti Analog-to-Digital

Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di

dalamnya.

Kelebihan utama dari mikrokontroler

ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O

pendukung sehingga ukuran board

mikrokontroler menjadi sangat ringkas.

Mikrokontroler ATmega16 ialah

mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 16 KB

Flash PEROM (Programmable and

Erasable Only Memory) yang dapat dihapus

dan ditulisi sebanyak 1000 kali.

Mikrokontroler ini diproduksi dengan

menggunakan teknologi high density non-

volatile memory Atmel. Flash PEROM on-

chip tersebut memungkinkan memori

program untuk diprogram ulang dalam

sistem (in-system programming) atau

dengan menggunakan programmer non-

volatile memori konvensional.

Mikrokontroler AVR ATMega16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS

8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC

(Reduced Instruction Set Computer).

Hampir semua instruksi dieksekusi dalam

satu siklus clock. AVR mempunyai 32

register general-purpose, timer/counter

fleksibel dengan mode compare, interrupt

internal dan eksternal, serial UART,

programmable Watchdog Timer, dan mode

power saving, ADC dan PWM internal.

AVR juga mempunyai In-System

Programmable Flash on-chip yang

mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam sistem menggunakan

hubungan serial SPI. ATMega16.

ATMega16 mempunyai throughput

mendekati 1 MIPS per MHz membuat

disainer sistem untuk mengoptimasi

konsumsi daya versus kecepatan proses.

Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini,

programmer dan desainer dapat

menggunakannya untuk berbagai aplikasi

sistem elektronika seperti robot, otomasi

industry, peralatan telekomunikasi, dan

berbagai keperluan lain.

AVR memiliki keunggulan dibandingkan

dengan mikrokontroler lain, keunggulan

mikrokontroler AVR yaitu AVR mrmiliki

kecepatan eksekusi program yang lebih

cepat karena sebagian besar instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock, lebih

cepat dibandingkan dengan mikrokontroler

MCS51 yang memiliki arsitektur CISC

Page 3: Laporan Modul 9

(Complex Instruction Set Compute) dimana

mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12

siklus clock utnuk mengeksekusi 1 instruksi.

Adapun fitur yang dimiliki Mikrokontroler

AVR ATmega16 adalah sebagai berikut :

1) Frekuensi clock maksimum 16 MHz.

2) Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam

port A, port B, port C, dan port D.

3) Analog to Digital Converter (ADC) 10

bit sebanyak 8 input.

4) Timer/counter sebanyak 3 buah.

5) CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register.

6) Watchdog timer dengan osilator internal.

7) SRAM internal sebesar 1K byte.

8) Memori flash sebesar 16K byte dengan

kemampuan read while write.

9) Interrupt internal maupun eksternal.

10) Port komunikasi SPI (Serial

Pheripheral Interface)

11) EEPROM (Electrically Erasable

Program-mable Read Only Memory) sebesar

512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

12) Analog komparator.

13) Komunikasi serial standar USART

dengan kecepaatan maksimal 2,5 Mbps

Fungsi PIN Mikrokontroler AVR

ATmega16

Pin-pin pada ATMega16 dengan

kemasan 40-pin DIP (dual inline package)

Guna memaksimalkan performa, AVR

menggunakan arsitektur Harvard (dengan

memori dan bus terpisah untuk program dan

data). untuk jelasnya dapat dilihat pada

gambar dibawah ini :

ATMega16 mempunyai empat buah port

yang bernama PortA, PortB, PortC, dan

PortD. Keempat port tersebut merupakan

jalur bidirectional dengan pilihan internal

pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah

register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan

PINxn. Huruf „x‟mewakili nama huruf dari

port sedangkan huruf „n‟ mewakili nomor

bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address

DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O

address PORTx, dan bit PINxn terdapat

pada I/O address PINx. Mikrokontroler

ATmega16 dikemas dalam bentuk DIP 40

pin, 32 kaki diantaranya adalah kaki untuk

keperluan port paralel. Satu port paralel

terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki

tersebut membentuk 4 buah port paralel,

yang masing-masing dikenal sebagai Port A,

Port B, Port C, dan Port D. Nomor dari

masing-masing jalur(kaki) dari Port paralel

mulai dari 0 sampai 7, jalur (kaki) pertama

Port A disebut sebagai PA.0 dan jalur

terakhir untuk Port D adalah PD.7. untuk

jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah

ini :

2. Tujuan dan Rumusan Masalah

Tujuan :

Dalam percobaan robot line follower

digital menggunakan ADC yang bertujuan

untuk mengetahui dan memahami system

Page 4: Laporan Modul 9

sensor, prinsip dari input dan output

mikrokontroler. Mampu menampilkan data

dan karakter dengan interface LCD,

memahami prinsip kerja ADC untuk

mengubah data analog menjadi digital dan

mengetahui aplikasi robot line follower.

Rumusan masalah :

Bagaimana cara menampilkan data

dan karakter dengan interface LCD

mengubah data analog menjadi digital pada

ADC.

Metode Percobaan :

Alat dan bahan:

1. Papan PCB/protoboard

2. Multimeter

3. Kabel koneksi dan soket

4. Resistor

5. LED

6. Motor DC

7. Spacer

8. Battery 9 volt

9. Sensor cahaya LDR

10. Mikrokontroler ATmega 16

11. Motor driver L293D

12. LCD 16x2

13. Modul kit Downloader

14. Software Proteus

15. Software code vision AVR

16. Osiloskop Digital

Prosedur percobaan

Gambar 2.1

Pada percobaan robot line follower

digital menggunakan ADC hal pertama yang

harus dilakukan yaitu mendesain rangaian

desain seperti pada gambar menggunakan

software proteus dan setelah itu kita

membuat program menggunakan code

vision AVR untuk menampilkan data ADC

ke LCD Setelah program yang dibuat sudah

benar, kemudian program diisikan kedalam

mikrokontroler yang berada pada desain

proteus. Dan setelah program diisikan

kedalam desain proteus kemudian diuji

system kalibrasi sensor cahaya terhadap

warna.

Solusi dari Permasalahan

Data dan Analisis :

Diagram Alir

Merangkai Rangkaian Seperti Gambar Pada

Proteus

Membuat Program Pada

AVR

Uji Rangkaian

Input Isi Program AVR Kedalam

Mikrokontroler Atmega16

Robot Line Follower

Digital Menggunakan

ADC

Page 5: Laporan Modul 9

Gambar 3.1

Pada percobaan yang telah

dilakukan, pada percobaan ini sensor LDR

langsung dihubungkan dengan kaki pada pin

ADC yang diberikan hambatan. Pada

rangkaian ini, dimana pin ADC yang kita

gunakan yaitu pada Pin ADC0. Dimana

prinsip kerja dari ADC yaitu merubah data

dari analog menjadi data digital. pada

percobaan ini, sensor LDR merupakan

sebagai inputan, dan LCD dan lampu LED

merupakan outputan yang akan bekerja

sesuai perintah dari inputan dan juga yang

kemudian akan diproses oleh mikrokontroler

yang telah diprogra dan dikeluarkan melalui

outputan. Pada saat LDR tidak mendapati

cahaya ketika itu secara otomatis maka,

LED akan menyala dan akan muncul

karakter tulisan pada layar LCD. Pada

percobaan ini terjadi proses kalibrasi data

sensor ADC terhadap warna. Dimana pada

proses ini pada data ADC diberikan

program, pada saat sensor mendeteksi jarak

5 cm maka data ADC akan mendeteksi

warna yang berada pada jarak tersebut.

Ketika data ADC diatur pada jarak tertentu,

pada saat itu led akan menyala sesuai data

ADC yang diinput.

Gambar 3.2

Pada rangkaian robot line follower

digital menggunakan ADC, pada dasarnya

Input pada sebuah robot dapat berasal dari

sensor, tombol kontrol, maupun program

yang tertanam pada mikrokontoler. Pada

percobaan ini inputan berasal adri sebuah

sensor yang kemudian diolah oleh

mikrokontroler sehingga terjadi dua buah

outputan. Outputan yang pertama yaitu

menggerakan motor dan outputan yang

kedua yaitu akan menampilkan karakter

pada layar LCD. ketika sensor LDR berada

pada saat terang maka motor akan bergerak

keduanya yang menandakan robot maju dan

begitupun tampilan pada layar LCD akan

menampilkan karakter ‘maju’. Dan

begitupun sebaliknya. Namun Ketika sensor

LDR sebelah kanan mengenai garis hitam

maka motor sebelah kiri akan berjalan dan

motor kanan akan mengurangi kecepatannya

dan pada LCD akan menampilkan karakter

tulisan ‘kanan’ yang menandakan bahwa

robot akan berbelok kekanan. Hal ini

dikarekan Pada saat posisi ini kedua cahaya

dekat resistansi kecil kalau hitam resistansi

besar, dalam hal inilah ADC berlaku

besar/kecilnya resistansi tersebut yang

kemudian diproses dengan atmega,

meskipun di atmega hanya mengenal high

dan low, tetapi karena inputan atmega

tersebut pada ADC maka harga dari nilai

secara pastinya dapat diproses dengan

Page 6: Laporan Modul 9

program. Pada program code vision AVR,

kita menggunakan kecepatan pada motor

PWMnya sebesar 200. Pada prinsipnya

ADC merupakan suatu alat yang berfungsi

sebagai pengubah input analog menjadi

kode – kode digital ADC banyak digunakan

sebagai Pengatur proses industri,

komunikasi digital dan rangkaian

pengukuran/pengujian. Umumnya ADC

digunakan sebagai perantara antara sensor

yang kebanyakan analog dengan sistim

komputer seperti sensor suhu, cahaya,

tekanan/ berat, aliran dan sebagainya

kemudian diukur dengan menggunakan

sistim digital (komputer). ADC (Analog to

Digital Converter) memiliki 2 karakter

prinsip, yaitu kecepatan sampling dan

resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC

menyatakan seberapa sering sinyal analog

dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada

selang waktu tertentu. Kecepatan sampling

biasanya dinyatakan dalam sample per

second (SPS).

3. Kesimpulan

Pada system kalibrasi data sensor ADC

dapat disimpulkan bahwa pada saat jarak

tertentu yang telah diatur sebelumnya dapat

membuat lampu led menjadi berubah – ubah

warnanya pada saat kondisi tertentu. Pada

paat input terhubung dengan pin ADC,

dimana data yang awalnya analog akan

dikonverter menjadi data digital sehingga

tidak memerlukan komparator.

References:

[1] Sanjaya, M. “Modul membuat robot itu

Asyik” Bolabot Techno Robotic School,

Bandung, 2012

[2] Malvino.”prinsip-prinsip elektronika I”

Erlangga, Jakarta,1994

[3] Malvino. “Prinsip-prinsip elektronika I”

Erlangga, Jakarta, 1994.Winarno &

Arifianto, D. “Bikin robot itu

gampang”. Kawan Pustaka, Jakarta,

2011.

[4] Andrianto, H. “ Pemrograman

mikrokontroler AVR ATmega 16

menggunakan bahasa C (Code Vision

AVR)”. Penerbit Informatika, Bandung,

2008.

Page 7: Laporan Modul 9