Docstoc

Semiconductor Equipment

Document Sample
Semiconductor Equipment Powered By Docstoc
					      ROBOT PEMADAM API
 MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
         ATMEGA 8535




              OLEH:

            ADI RIANTO
             0607035129




PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DIII
        FAKULTAS TEKNIK
        UNIVERSITAS RIAU
          OKTOBER, 2009
                ROBOT PEMADAM API
           MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
                   ATMEGA 8535


TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN
         MENJADI AHLI MADYA PADA FAKULTAS TEKNIK UNRI




                            OLEH:

                          ADI RIANTO
                           0607035129




          PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO D3
                    FAKULTAS TEKNIK
                    UNIVERSITAS RIAU
                      OKTOBER, 2009
            ROBOT PEMADAM API
       MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
               ATMEGA 8535


  TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI AHLI MADYA PADA FAKULTAS TEKNIK UR




                         Oleh

                      ADI RIANTO
                       0607035129




     PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DIII
      FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
                   OKTOBER 2009
                           i
           PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR


Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul :


        Robot Pemadam Api Menggunakan Mikrokontroler Atmega8535
      ____________________________________________________________

Yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Ahli Madya Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro Universitas Riau, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan tiruan atau duplikasi dari tugas akhir yang sudah dipublikasikan dan atau
pernah dipakai untuk mendapat gelar Ahli Madya di lingkungan Universitas Riau
maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber
informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.




                                                     Pekanbaru, Oktober 2009




                                                          ( ADI RIANTO)
                                                          NIM. 0607035129




                                        ii
                      LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir dengan judul :
        Robot Pemadam Api Menggunakan mikrokontroler Atmega 8535

Telah diuji dan dipertahankan dihadapan tim penguji pada Jurusan Teknik Elektro
Universitas Riau pada tanggal 21 oktober 2009
                              Tim Penguji Tugas Akhir

No.            Nama/NIP.                        Jabatan                 Tanda Tangan

 1           SUWITNO, MT /                        Ketua
           196611021999031002

 2      DIAN YAYAN SUKMA, MT                   Sekretaris
          / 197803082003121001

 3          NURHALIM, MT /                     Anggota
           197408202002121001

 4           FIRDAUS, MT /                     Anggota
           197508032003121004

 5           FEBRIZAL, MT /                    Anggota
           197802222002121003


                                   Mengesahkan,
                                                        Pekanbaru, 21 Oktober 2009

      Dosen Pembimbing I                                    Dosen Pembimbing II




(RAHYUL AMRI, ST, MT)                                     ( F E R A N I T A, ST, MT )
 NIP. 19670723 1999 1003                                  NIP. 19730201 200501 2002
                                Mengetahui,
                   Ketua Program studi DIII Teknik Elektro
                              Universitas Riau




                             ( RAHYUL AMRI, ST, MT )
                               NIP. 19670723 199903 1003
                                         iv
                       LEMBAR PERSETUJUAN


Tugas Akhir dengan judul :


         Robot Pemadam Api Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535



                                        Oleh

                                   ADI RIANTO
                                    0607035129




            Dapat disetujui untuk diajukan dalam sidang ujian Tugas Akhir.



                                                         Pekanbaru, 3 Oktober 2009

    Dosen Pembimbing I                                   Dosen Pembimbing II




(RAHYUL AMRI, ST, MT)                                    ( F E R A N I T A, ST, MT )
 NIP. 19670723 1999 1003                                 NIP. 19730201 200501 2002

                                    Mengetahui,
                       Ketua Program studi DIII Teknik Elektro
                                Universitas Riau
                                  Universitas Riau




                              ( RAHYUL AMRI, ST, MT )
                                NIP. 19670723 199903 1003



                                         iii
                                  ABSTRAK
Robot berfungsi memadamkan api pada saat terjadi kebakaran. Robot dikendalikan
secara otomatis oleh mikrokontroler dalam hal ini chip milik keluarga ATMEL yaitu
ATMEGA8535 dan diberi kecerdasan buatan (artificial Intelegence) berupa instruksi-
instruksi program. Robot pemadam api ini terdiri dari beberapa sensor yaitu 3 set ping
parralax, 1 set uvtron dilengkapi dengan drivernya, 1 set spc dc motor disertai 2
motor dc yang akan dikontrol. Robot ini merupakan prototype yang disimulasikan
didalam ruangan. Untuk memadamkan api robot prototype ini menggunakan pompa
air yang digerakkan oleh rangkaian driver pompa air yaitu sebuah Transistor jenis
NPN yaitu D400. Bahasa program yang digunakan adalah BASCOM (Basic
Compiler) version 1.11.7.9 yang khusus digunakan untuk chip AVR. BASCOM
merupakan bahasa tingkat tinggi yang digunakan oleh “pemula” jadi memudahkan
pemula untuk memprogram. Untuk melakukan pen-download-tan program dibantu
oleh PC dan menggunakan kabel downloader DT-Hiq AVR. Dari hasil pengujian
secara keseluruhan didapat bahwa robot dapat mendeteksi keberadaan titik api secara
horizontal (berkisar 0–5 meter) dan vertical berkisar 0-80 cm dari setiap ruangan, dan
menempuh waktu yang berbeda-beda. Sedangkan untuk mengeksekusi/memadamkan
api dengan waktu durasi yang berbeda-beda pula.

Keyword : Pemadam, Robot, Mikrokontroler ATmega 8535




                                          v
                            KATA PENGANTAR

Bismillahirahmanirrahim,
       Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Proyek Tugas
Akhir ini dengan judul “Robot Pemadam Api Menggunakan Mikrokontroler
Atmega8535”.
       Pembuatan Laporan Proyek Tugas Akhir ini diajukan guna memenuhi salah satu
syarat dalam menyelesaiakan Pendidikan Program Diploma III Teknik Elektro di
Fakultas Teknik Universitas Riau.
       Dalam penyelesaian Laporan Proyek Tugas akhir ini, penulis banyak menemukan
bermacam-macam kesulitan dan hambatan dalam menyelesaikannya. Penulis menyadari
bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak rasanya tidak mungkin akan terselesaikannya
Proyek Tugas Akhir ini. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
terima kasih terutama kepada ayahanda dan ibunda tercinta serta kakak-kakakku yang
telah memberikan doa, bimbingan serta dorongan baik secara moril maupun materil.
Selain itu, penulis juga menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :


    1. Bapak Dr. Syaiful Bahri, MSi, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
       Riau.
    2. Bapak Suwitno, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Riau.
    3. Bapak Rahyul Amri, ST, MT selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Elektro
       Universitas Riau dan Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan
       motivasi, nasehat, bimbingan, koreksi serta arahan dalam menyelesaikan tugas
       akhir ini.
    4. Ibu Feranita, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak juga
       memberikan motivasi, nasehat, bimbingan, koreksi serta arahan dalam
       menyelesaikan tugas akhir ini.
    5. Seluruh dosen pengajar Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Riau yang
       telah memberikan ilmu pengetahuan serta masukan yang berguna bagi penulis.



                                          vi
    6. Teman-teman Civitas Akademika Jurusan Teknik Elektro angkatan 2006, serta
       teman seperjuangan TA di Lab Mikroprosesor Rio, Rifkhi, Nisa, Randi.
    7. Buat teman-teman lain yang selama kuliah telah banyak membantu Rio Fathro,
       Jefri Ferdian, Ferry yasma fernando, Harry Ramadhan, dan teman-teman lainnya
       khususnya kelas B angkatan 2006.
    8. Buat senior-senior yang telah banyak membantu atas saran-sarannya khususnya
       angkatan 05, bg dipo adilla, bg chries, bg tri, bg adi putra serta senior angkatan
       04.
    9. Rekan-rekan seperjuangan dan semua pihak yang turut membantu dalam
       menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.


    Penulis menyadari bahwa didalam penulisan laporan ini masih banyak ditemukan
kekurangan baik dari segi teknik penulisan maupun dari segi penyajian dan pembahasan
materi. Oleh karena itu, saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penulis
harapkan demi penyempurnaan laporan ini.


       Akhir kata, saya sendiri sebagai penulis berharap semoga Laporan Proyek Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, dan khusunya kepada para pembaca pada
umumnya dalam menambah wawasan dan ilmu pengetahuan.Terima kasih.




                                                                Pekanbaru, Oktober 2009
                                                                          Penulis




                                                                      ADI RIANTO




                                            vii
                                                     DAFTAR ISI


                                                                                                                                Halaman
JUDUL................................................................................................................................. i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ................................................................ ii
LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... iv
ABSTRAK...........................................................................................................................v
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... vi
DAFTAR ISI.................................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL............................................................................................................ xiii
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................................. xiv
DAFTAR SIMBOL ......................................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN................................................................................................... xvii


BAB 1 : PENDAHULUAN
                  1.1. LATAR BELAKANG ..............................................................................1
                  1.2. TUJUAN ...................................................................................................2
                  1.3. BATASAN MASALAH...........................................................................2
                  1.4. MANFAAT...............................................................................................2
                  1.5. METODA PENULISAN ..........................................................................2
                  1.6. SISTEMATIKA PENULISAN.................................................................3


BAB 2 :           LANDASAN TEORI
                  2.1. SENSOR UVTRON FLAME DETECTOR ...............................................5
                  2.2. SENSOR PING PARRALAX .....................................................................7
                  2.3. MIKROKONTROLER ATMEGA 8535................................................10
                         2.3.1. Arsitektur Atmega 8535 ...............................................................11
                         2.3.2. Konfigurasi Pin Atmega 8535......................................................12


                                                                 viii
              2.3.3. Software BASCOM AVR...............................................................14
        2.4. MOTOR DC............................................................................................17
        2.5. SPC DC MOTOR ....................................................................................18
              2.5.1. Command PWM............................................................................18
              2.5.2. SPC DC MOTOR secara Parallel .................................................20


BAB 3 : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
        3.1. PERANCANGAN ..................................................................................22
              3.1.1. Blok Diagram................................................................................23
              3.1.2. Perancangan Mekanik ..................................................................24
              3.1.3. Perancangan Elektronika..............................................................27
                       3.1.3.1. Sistem control..................................................................27
                       3.1.3.2. Sistem sensor...................................................................29
                       3.1.3.2. Koneksi antar komponen pada robot...............................30
              3.1.4. Perancangan Software ..................................................................32
        3.2. PEMBUATAN........................................................................................34
              3.2.1. Rangka Mekanik...........................................................................34
              3.2.2. Rangkaian Elektronika .................................................................35
                       3.2.2.1. Uvtron..............................................................................35
                       3.2.2.2. Spc dc motor....................................................................36
                       3.2.2.3. Rangkaian mikrokontroler...............................................35
                       3.2.2.4. Rangkaian pompa air.......................................................38
              3.3.3. Software........................................................................................40


BAB 4 : PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA
        4.1. Tujuan Pengujian Alat ............................................................................47
        4.2. Langkah Pengujian Alat..........................................................................47
        4.3. Pengujian dan Analisa Sumber Tegangan Batere...................................48
        4.4. Pengujian dan Analisa Rangkaian UVtron .............................................48
        4.5. Pengujian dan Analisa Sensor Ping Parralax.........................................51
        4.6. Pengujian dan Analisa Rangkaian SPC DC MOTOR .............................53

                                                    ix
                      4.6.1. Pengujian SPC DC motor dalam hubungan parallel
                                 dengan mikrokontroler Atmega 8535...........................................58
                4.7. Pengujian dan Analisa Rangkaian Driver Pompa Air ............................60
                4.8. Pengujian Secara Keseluruhan ................................................................62


BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
                5.1. Kesimpulan .............................................................................................65
                5.2. Saran .......................................................................................................66


DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................67
LAMPIRAN              ..................................................................................................................68




                                                                  x
                                      DAFTAR GAMBAR

                                                                                                           Halaman
Gambar 2.1 Bentuk fisik dari uvtron serie R2868...........................................................5
Gambar 2.2 Bentuk fisik driver Uvtron...........................................................................6
Gambar 2.3 Metoda koneksi driver Uvtron.....................................................................6
Gambar 2.4 Blok diagram rangkaian Uvtron...................................................................7
Gambar 2.5 Bentuk fisik dan dimensi sensor ..................................................................8
Gambar 2.6 Pulsa transmitter dan receiver .....................................................................9
Gambar 2.7 Ilustrasi cara kerja modul ping.....................................................................9
Gambar 2.8 Blok diagram fungsional Atmega 8535 .....................................................11
Gambar 2.9 Konfigurasi pin Atmega 8535....................................................................12
Gambar 2.10 Konfigurasi chip Atmega 8535..................................................................15
Gambar 2.11 Konfigurasi programmer STK200/STK300 ...............................................15
Gambar 2.12 Proses compiling program .........................................................................16
Gambar 2.13 Proses Download program ke mikrokontroler...........................................17
Gambar 2.14 Bentuk fisik motor DC...............................................................................18
Gambar 2.15 Command PWM pada register....................................................................18
Gambar 2.16 Pengaturan pulsa PWM..............................................................................19
Gambar 3.1 Blok diagram proses masukan dan keluaran..............................................23
Gambar 3.2 Blok diagram sistem deteksi dan pemadaman api .....................................24
Gambar 3.3 Tampak atas dari robot...............................................................................25
Gambar 3.4 Tampak bawah dari robot ..........................................................................26
Gambar 3.5 Tampak depan dari robot ...........................................................................26
Gambar 3.6 Tampak samping dari robot .......................................................................27
Gambar 3.7 Sudut jangkauan uvtron .............................................................................30
Gambar 3.8 Konfigurasi PORTC ATMEGA 8535 .......................................................31
Gambar 3.9 Konfigurasi PORTB ATMEGA 8535 .......................................................31
Gambar 3.10 Konfigurasi PORTA ATMEGA 8535 .......................................................31
Gambar 3.11 Flowchart program pendeteksi api pada ruangan.....................................32
Gambar 3.12 Flowchart program pencari posisi api dalam ruangan secara umum .......33


                                                       xi
Gambar 3.13 Bentuk ruangan dari posisi lilin .................................................................34
Gambar 3.14 Bentuk robot secara umum ........................................................................35
Gambar 3.15 Bagian kepala robot tempat meletakkan UVtron flame detector
                    dan pompa air.............................................................................................35
Gambar 3.16 Uvtron flame detector dan drivernya.........................................................36
Gambar 3.17 Layout uvtron ............................................................................................36
Gambar 3.18 Diagram rangkaian driver SPC DC motor.................................................37
Gambar 3.19 Rangkaian fisik Driver Motor....................................................................37
Gambar 3.20 Skema Rangkaian DT-AVR Low Cost Mikro Sistem ..............................38
Gambar 3.21 Rangkaian fisik mikrokontroler Atmega 8535 ..........................................39
Gambar 3.22 Diagram rangkaian pengaktifan pompa air................................................39
Gambar 3.23 Rangkaian fisik driver pompa ...................................................................40
Gambar 3.24 Flowchart ruang I ......................................................................................43
Gambar 3.25 Flowchart ruang 2......................................................................................44
Gambar 3.26 Flowchart ruang 3 .....................................................................................45
Gambar 4.1 Output sensor saat tidak ada api ................................................................49
Gambar 4.2 Output sensor saat ada api..........................................................................49
Gambar 4.3 Sinyal sonar TX .........................................................................................52
Gambar 4.4 Sinyal sonar RX .........................................................................................52
Gambar 4.5 Pulsa maju..................................................................................................54
Gambar 4.6 Pulsa mundur .............................................................................................55
Gambar 4.7 Pulsa kanan ................................................................................................56
Gambar 4.8 Pulsa kiri ....................................................................................................57
Gambar 4.9 Pulsa berhenti.............................................................................................58
Gambar 4.10 Rangkaian SPC DC MOTOR ....................................................................59
Gambar 4.11 Pulsa hubungan SPC 006 dengan Mikrokontroler.....................................59
Gambar 4.12 Output rangkaian driver motor ..................................................................61




                                                             xii
                                         DAFTAR TABEL

                                                                                                              Halaman
Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan kegunaan SPC DC motor ................................................20
Tabel 3.1 Data-data input SPC DC MOTOR...................................................................28
Tabel 4.1 Pengukuran tegangan dan Arus .......................................................................48
Tabel 4.2 pengujian Uvtron Vertikal ...............................................................................50
Tabel 4.3 Pengujian Uvtron secara Horizontal ................................................................50
Tabel 4.4 Pengujian transistor D400................................................................................61
Tabel 4.5 Pengujian mencari titik api dalam ruangan......................................................62
Tabel 4.6 Pengujian memadamkan titik api dalam ruangan ............................................63




                                                        xiii
                DAFTAR SINGKATAN



 µS       : Micro Second.
 ADC      : Analog to Digital Converter.
 AVR      : Alf and Vegard’s Risc Procesor
 BASCOM   : Basic Compiler
 CCW      : Counter Clockwise
 Cm       : Centi Meter
 CPU      : Central Processing Unit
 CW       : Clockwise
 DC       : Direct Current.
 DIR      : Direction
 EEPROM   : Electrical Erasable Programing Read Only Memory
 High     : Logika ‘1’
 I/O      : Input / Output
 I2C      : Inter Integrated Circuit
 IC       : Integreted Circuit.
 ISP      : In-System Flash Programmable Memory.
 Kg       : Kilo Gram
 KHz      : Kilo Hertz
 Low      : Logika ‘0’
 mS       : Mili Second
 nm       : Nano Meter
 P3.0     : Port 3.0 mikrokontroller.
 PC       : Personal Computer.
 pF       : Piko Farad..
 PWM      : Pulse Width Modulation
 RAM      : Random Access Memory.
 RISC     : Reduced Instruction Set Computer
 RX       : Receiver

                                   xiv
 SIG        : Signal
 SPC        : Smart Peripheral Controller
 SPI        : Serial Peripheral Unit
 TBURST     : Time Burst
 THOLDOFF   : Time Hold Off
 TIN-MAX    : Time In-Max
 TIN-MIN    : Time In-Min
 Tout       : Time   Out
 Tr         : Transistor
 TTL        : Transistor – Transistor Logic
 TX         : Transmitter
 UART       : Universal Asynchronous Receiver Transmitter.
 USART      : Universal Syncronous Asyncronous Receive Transmitter
 Vs         : Voltage Supply.
 X-tal      : Kristal.




                                  xv
                        DAFTAR SIMBOL



 ∑     = Sigma.
 µ     = Mikro.
 C     = Capasitor.
 D     = Dioda.
 m     = milli
 m/s   = meter per second
 R     = Resistor.
 S     = Sekon
 Tr    = Transistor.
 Ω     = Ohm.




                             xvi
                                     DAFTAR LAMPIRAN


                                                                                                             Halaman

Lampiran A Datasheet 2SD400 ....................................................................................68
Lampiran B Datasheet Sensor PING PARRALAX.......................................................74
Lampiran C Datasheet LM78XX...................................................................................79
Lampiran D Datasheet ATMEGA 8535 ........................................................................82
Lampiran E Datasheet DT-AVR Low Cost Micro System.............................................87
Lampiran F Datasheet Uvtron Driving Circuit Hamatshu C3704 Series .....................89
Lampiran G Datasheet Hamatshu Flame Sensor Uvtron R2868 ...................................91
Lampiran H Datasheet IC L293D ..................................................................................93
Lampiran I         Datasheet SPC DC MOTOR....................................................................101
Lampiran J Flowchart Program ..................................................................................107
Lampiran K Listing program........................................................................................111




                                                        xvii
                            DAFTAR PUSTAKA



Budiharto, Widodo, ”10 Proyek Robot Spektakuler”, Elex Media Komputindo, 2008.
Budiharto, Widodo, 2005,“Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler”, Elex
Media Komputindo, Jakarta
Pitowarno, Endra, ”Robotika Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Penerbit Andi,
2006.
Muhsin, Muhammad, Elektronika Digital, Penerbit Andi Yogyakarta, 2004.
Fairchild Semiconductor, 2006, LM78XX, Available at : www.pdf-searchengine.com
National Semiconductor, 1994, ATMEGA 8535, Available at : www.ATMEL.com
Sanyo Electric.Co.Ltd, 1996, 2SD400, Available at : www.DatasheetCatalog.com
Parralax Inc, 2005, datasheet ultrasonic sensor 28015, Available at : www.Parralax.com
Hamatshu Inc, 2009, driving circuit C3704 series, Available at : www.Hamatshu.com
Hamatshu Inc 2009, Flame sensor UVtron R2868, Available at : www.Hamatshu.com




                                          67