BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.
Robot adalah mesin hasil rakitan manusia yang bisa bekerja tanpa mengenal lelah. Robot bersifat otomatis, yakni dapat melakukan berbagai pekerjaan secara berulang-ulang. Mesin robot dilengkapi dengan pengontrol (otomatis) yang berisi perintah-perintah yang harus dilakukan oleh robot.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul salah satunya dengan menggunakan robot. Agar banyak ahli-ahli dibidang robotik maka diperlukan media untuk belajar robotik yaitu dengan menggunakan robot edukasi.
Motor servo atau output pada robot dikendalikan oleh robot controller atau mikro kontroler. Ada beberapa jenis mikro controller diantaranya adalah mikro kontroler Atmega.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian adalah sebagai-berikut:
1. Memaparkan mikrokontroler robot basis atmega.
2. Memaparkan blok diagram sistem mokrokontroler atmega.
3. Perancangan perangkat lunak dan perangkat keras untuk penerapan mikrokontroler atmega pada robot line follower.
BAB II
METODOLOGI PENELITIAN
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya.
Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Juga sering disebut dengan pengendali kecil dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecildan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.
Pada saat ini rangakaian kendali atau rangkaian kontrol mempunyai arti yang sangat penting dalam kehidupan manusia sehari-hari bukan hanya dibidang industri bahkan sudah digunakan pada peralatan rumah tangga maupun kantor sebagai contoh kendali suhu pada AC, pintu otomatis, mesin cuci dan lainnya. Rangkaian kendali atau rangkaian kontrol adalah rangkaian yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat melakukan fungsi-fungsi kontrol tertentu sesuai dengan kebutuhan, biasanya rangkaian kontrol ini mempunyai inti sistem untuk mengontrol seluruh proses yaitu berupa IC (chip) salah satu contoh IC tersebut adalah mikrokontroler. Contoh dari keluarga mikrokontroler yang ada dipasaran antara lain:
1. Keluarga MCS
2. Keluarga MC68HC05
3. Keluarga MC68HC11
4. Keluarga PIC
5. Keluarga AVR
Mikrokontroler dan mikroprosessor yang ada dalam komputer juga sangatlah berbeda alam banyak hal. Mikroprosessor seperti intel atau AMD hanya dapat bekerja bila ada komponen pendukung seperti memori, motherboard serta komponen untuk menerima dan mengirim data karena mikroprosessor hanya bisa memproses data, tetapi tidak dapat menyimpan program, data ataupun
menyampaikan secara langsung hasil pemrosesan ke media keluaran.
Sedangkan mikrokontroler dapat melakukan itu semua karena mikrokontroler telah dilengkapi dengan komponen pendukung seperti memori program, memori data, register maupun input output. Jadi secara umum cara kerja mikrokontroler ini sama seperti komputer, atau bisa dikatakan suatu komputer sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer dalam sebuah IC (Integrated Circuite) atau chip karena didalamnya sudah terdiri dari Prosesor, memori (RAM, ROM), I/O (Input/Output) dan lain-lain yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya.
2.2 Mikrokontroler Atmega
Mikrokontroler AVR ( Alf and Vegard’s Risc processor ) pertama kali diperkenalkan ke pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel. Secara umum Mikrokontroler keluarga AVR yang ada di pasaran terdiri dari tiga seri utama: tinyAVR, ClasicAVR (AVR) dan megaAVR sebagai contoh produk tersebut yaitu: ATtiny13, ATtiny22, ATtiny22L, AT86RF401, AT90S2313, AT90S2333, AT90S2323, ATmega103 ATmega128, ATmega16, ATmega8.
AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC ( Reduced Instruction Set Computing ) yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash yang dapat bekerja dengan daya rendah (low power) yakni pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V. Mikrokontroler ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz, yang artinya mikrokontroler ini dapat mengeksekusi perintah dalam satu periode clock untuk setiap instruksi.
2.3 Blok Diagram
Perancangan umum sistem ini yang bertujuan untuk mempermudah dalam penyusunan skripsi dan pembuatan alat. Dalam perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat keras yang terdiri dari beberapa bagian/blok yang menjadi satu kesatuan sistem. Diagram blok dari perangkat keras tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut.
Gambar 2.1 Bagan Hubungan Mikrokontroler
Dari Gambar 2.1 dapat diketahui bagaimana hubungan antara mikrokontroler ATMega8 sebagai pusat kontrol dengan peripheral-periphral lainnya dalam sistem tersebut.
2.4 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras terdiri dari beberapa bagian yaitu bagian rangkaian utama, rangkaian mekanik dan rangkaian robot. Rangkaian utama terdiri dari rangkaian / blok-blok elektronik untuk sistem robot yang saling mendukung satu sama lainnya.
2.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak adalah faktor yang penting dalam tahap perancangan robot agar robot dapat bekerja dengan baik. Perangkat lunak ini merupakan algoritma tugas maupun algoritma gerak robot dalam bentuk listing program yang dimasukkan kedalam memori flash mikrokontroler.
Sebelum pembuatan program terlebih dahulu dibuat algoritma programnya dalam bentuk flowchart, dengan tujuan jika terjadi error pada saat pemrograman/tidak sesuai hasilnya setelah pemrograman maka dapat dengan mudah mengetahui letak kesalahannya.
Ada satu hal lagi yang membedakan pemrograman mikrokontroler dengan pemrograman yang lain yakni selalu adanya Infinite Looping atau perulangan tak terbatas dengan source code-nya while (1), dikarenakan 1 adalah merupakan konstanta maka statement tersebut selalu benar sehingga terjadilah perulangan terus menerus selama catu daya masih ada/on.
BAB III
HASIL PENELITIAN
3.1 Robot Line Follower
Robot line follower (Robot Pengikut Garis) adalah robot yang dapat berjalan mengikuti sebuah lintasan, ada yang menyebutnya dengan line tracker, line tracer robot dan sebagainya. Garis yang dimaksud adalah garis berwarna hitam diatas permukaan berwarna putih atau sebaliknya, ada juga lintasan dengan warna lain dengan permukaan yang kontras dengan warna garisnya. Robot line follower terdiri dari 3 macam rangkaian, yaitu :
3.2 Rangkaian Sensor
Sensor pada robot line follower berfungsi untuk mendeteksi jalur yang harus diikuti oleh robot. Sensor pendeteksi jalur dibuat dari pasangan LED dan photodiode atau phototransistor. LED berfungsi mengeluarkan cahaya. Cahaya tersebut jika mengenai permukaan berwarna putih akan dipantulkan dan diterima oleh photo-dioda, jika cahaya mengenai permukaan berwarna hitam maka cahaya tersebut akan diserap oleh warna hitam (tidak dipantulkan kembali). Rangkaian sensor ini menggunakan komparator yang berfungsi sebagai pengeksekusi hasil output dari sensor yang akan dilanjutkan ke motor-motor DC. Rangkaian komparator ini sangat penting karena output dari sensor masih memiliki kemungkinan tidak pada kondisi ideal bila intensitas pantulan cahaya LED pada garis lemah, misalnya karena perubahan warna atau lintasan yang kotor. Cara kerja rangkaian komparator ini dengan membandingkan output sensor dengan suatu tegangan threshold yang dapat diatur dengan memutar trimmer. Jika tegangan dari threshold lebih besar dari tegangan output, maka keluaran dari komparator akan bernilai 1 (High Digital output). Berikut adalah gambar 3.1 merupakan rangkaian sensor robot line follower.
Gambar 3.1 Rangkaian Sensor
3.3 Rangkaian Driver Motor
Driver motor merupakan salah satu perangkat umum yang digunakan untuk kendali motor DC. Driver motor ini yang nantinya bertugas mengendalikan arah putaran maupun kecepatan motor DC yang akan dikendalikan. Driver motor ada yang berupa IC, beberapa diantaranya adalah L298, L293D, LMD18200, dll. Pada dasarnya IC driver motor tersebut merupakan bentukan dari rangkaian H-Bridge baik itu H-Bridge transistor ataupun H-Bridge mosfet. L298 dan L293D merupakan contoh IC driver motor dengan transistor. Tampak gambar 3.2 merupakan rangkaian driver pada robot line follower.
Gambar 3.2 Rangkaian Driver Motor
Rangkaian driver motor yang dipakai dalam rangkaian ini menggunakan IC L293D yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Devid Prastyawan, Bambang Eka Purnama, Indah Uly Wardati. 2011. Implementasi Model Robot Edukasi Menggunakan Mikrokontroler Atmega8 Untuk Robot Pemadam Api. Indonesian Journal on Networkong and Security. Vol 1:1-6.
[2] Achmad Zakki Falani, Setyawan Budi. 2015. Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler Atmega 16 dengan Menampilkan Status Gerak Pada LCD. Fakultas Ilmu Komputer Prodi Sistem Komputer, Universitas Narotama Surabaya. Vol. 1:1-6.
