laporan modul 9
TRANSCRIPT
ROBOT LINE FOLLOWER DIGITAL
MENGGUNAKAN ADC
ABDUL ROHMAN SAYYID
Fisika Sains/III/A
Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung
Bandung
INDONESIA
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
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
(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
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
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
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.
