Penerapan Mikrokontroler Atmega Pada Perancangan Robot Line Follower

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.