LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR I

SIMULASI ROBOT KONTROL

MENGGUNAKAN WIRELESS

YUSUF SIGIT PAMUNGKAS(1137030081)

November 16, 2014

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2014

1

Abstract

In this lab experiments to determine and understand the use of

wireless digital control system, capable of designing and building a

robot programming wireless digital control, as well as knowing the

application of digital control robot using wireless. The simulation of

the circuit in this lab created using Proteus software and to program-

ming created with the Arduino software. As a result, the circuit dc

motor can move as a result of the output on the receiver circuit which

has received an order of source code program of the transmitter with

a data transmission speed of 9600 bps.

Keyword: wireless, robotic, simulation, receiver, transmitter

Ringkasan

Dalam praktikum ini dilakukan percobaan untuk mengetahui dan

memahami sistem kontrol digital menggunakan wireless, mampu mende-

sain dan membuat pemrograman robot kontrol digital wireless, serta

mengetahui aplikasi robot kontrol digital menggunakan wireless. Ada-

pun simulasi rangkaian pada praktikum ini dibuat dengan menggu-

nakan software Proteus dan untuk pemrogramannya dibuat dengan

software Arduino. Hasilnya, motor dc pada rangkaian dapat bergerak

sebagai akibat dari hasil output pada rangkaian receiver yang telah

menerima perintah berupa source code program dari transmitter den-

gan kecepatan transmisi data 9600 bps.

Kata Kunci: wireless, robot, simulasi, receiver, transmitter

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pada era globalisasi, perkembangan terjadi begitu cepat. Misalnya dalam

bidang komunikasi. Komunikasi dibutuhkan oleh masyarakat untuk saling

bertukar pikiran dan wawasannya masing-masing. Hal ini tentu tidak ada

masalah jika orang-orang yang berkomunikasi tidak memiliki jarak yang jauh.

Namun, ini menjadi kendala saat jarak menjadi sangat jauh.

Dengan adanya perkembangan ilmu dan teknologi, hal itu kini tidak men-

jadi masalah lagi. Karena telah diciptakan berbagai media telekomunikasi

yang memudahkan kita dalam berkomunikasi jarak jauh, diantaranya den-

gan menggunakan radio. Radio semula menjadi sarana untuk menyampaikan

informasi kepada pendengarnya, tetapi lambat laun fungsi itu telah berkem-

bang menjadi sarana komunikasi dan untuk kepentingan komersil.

Sebuah radio terdiri dari transmitter dan receiver. Transmitter adalah

sebuah alat yang berfungsi untuk memproses dan memodifikasi sinyal input

agar dapat ditransmisikan sesuai dengan kanal yang diinginkan. Sedangkan

receiver adalah sebuah alat yang berfungsi menerima dan mengolah sinyal

output sehingga sesuai yang kita inginkan.

Hal serupa juga terjadi pada remote TV yang sering kita gunakan setiap

harinya untuk memindah-mindahkan channel pada layar televisi. Remote TV

yang kita gunakan memiliki komponen transmitter didalamnya, sehinngga

kita bisa mengirimkan perintah dengan menekan tombol pada remote TV ke

layar TV, dan pada TV sendiri memiliki komponen receiver sehingga dapat

menangkap perintah yang kita kirimkan kepadanya.

Oleh karena itu, pada praktikum kali ini yang berjudul ”Simulasi Robot

Kontrol Menggunakan Wireless” bertujuan untuk mengetahui dan mema-

hami sistem kontrol digital menggunakan wireless, mampu mendesain dan

membuat pemrograman robot kontrol digital wireless, serta mengetahui ap-

likasi robot kontrol digital menggunakan wireless.

2

1.2 Tujuan

1. Mengetahui dan memahami sistem kontrol digital menggunakan wire-

less.

2. Mampu mendesain dan membuat pemrograman robot kontrol digital

wireless.

3. Mengetahui aplikasi robot kontrol digital menggunakan wireless.

1.3 Dasar Teori

A. Robot

Secara umum prinsip dasar sistem robot terdiri dari tiga bagian utama

yaitu input, proses, dan output. Input robot dapat berasal dari sensor,

tombol kontrol, maupun program yang tertanam. Proses merupakan bagian

otak robot yang menerima input dan membuat perintah pada output berisi

logika atau kecerdasan buatan yang tertanam pada chip mikrokontroler,

sedangkan output adalah actuator yang dapat berisi hidup matinya motor

DC, LED, buzzer atau lainnya.

Gambar 6.1 Prinsip umum sistem robotika

Robot sendiri berdasarkan cara pengoperasiannya terbagi menjadi dua,

yaitu robot otomatis dan robot teleoperated. Robot otomatis dapat bekerja

tanpa kontrol langsung oleh manusia, robot tersebut bekerja berdasarkan

program yang ditanamkan seperti robot line follower, robot avoider obstacle,

robot humanoid, lampu lalu lintas, pintu otomatis, dan sebagainya. Sedan-

gkan robot teleoperated harus dikontrol langsung oleh manusia, seperti robot

kontrol, televisi, computer dan lainnya.

Pada robot kontrol, khususnya robot kontrol berbasis wireless, memi-

liki keunikan tersendiri karena ia dioperasikan dengan tanpa kabel (wire-

3

less). Untuk membangun sistem kontrol wireless diperlukan dua buah sis-

tem mikrokontroler yang terhubung secara serial. Satu sistem sebagai robot

penerima perintah atau receiver (Rx), sedangkan sistem kontrol robot mem-

berikan perintah atau transmitter (Tx). Transmitter adalah sebuah alat

yang berfungsi untuk memproses dan memodifikasi sinyal input agar da-

pat ditransmisikan sesuai dengan kanal yang diinginkan. Sedangkan receiver

adalah sebuah alat yang berfungsi menerima dan mengolah sinyal output

sehingga sesuai yang kita inginkan.

B. Sistem Pull-Up Resistor

Pull-up resistor umum digunakan pada rangkaian digital. Pull-up dan

pull-down resistor beroperasi dengan menggunakan konsep yang sama, perbe-

daannya pull-up resistor terhubung ke sumber tegangan (biasanya 3.3V atau

5V yang sering digunakan sebagai VCC) dan pull-down resistor terhubung

ke ground. Pull-up resistor sering digunakan bersama dengan tombol atau

saklar (switch).

Gambar 6.2 Pull-up resistor

Dengan pull-up resistor, pin input akan terbaca high saat tombol tidak

ditekan. Dengan kata lain, sejumlah kecil arus mengalir antara VCC dan pin

input (tidak ke ground), sehingga pin input dibaca mendekati VCC. Ketika

tombol ditekan, maka akan menghubungkan pin input langsung ke ground.

Arus mengalir melalui resistor ke ground, sehingga pin input akan terbaca

dalam keadaan low. Perlu diingat, jika resistor itu tidak ada, tombol akan

4

menghubungkan VCC ke ground, keadaan ini sangat buruk dan juga sering

disebut short (hubungan singkat).

Nilai resistor yang rendah disebut strong pull-up (banyak mengalirkan

arus), nilai resistor yang tinggi disebut weak pull-up (sedikit mengalirkan

arus).

C. Bahasa Pemrograman Pada Arduino

Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah

fungsi yang harus ada, yaitu:

• Void setup

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali

ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

• Void loop

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai.

Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi

secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi

untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang

digunakan untuk memindahkannya.

• int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mem-

punyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.

• boolean

Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (be-

nar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan

1 bit dari RAM.

5

Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan

berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan.

if..else, dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi) ()

else if (kondisi) ()

else ()

Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada

di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE)

maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE

maka kode pada else yang akan dijalankan.

Digital

• pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor

pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode

yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

• digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat

dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan men-

jadi ground).

• digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat meng-

gunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH

(ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

Serial

Untuk mengirim data dari arduino ke PC dan menerima data dari PC kita

bisa menggunakan berbagai cara salah satunya yg paling sederhana adalah

komunikasi Serial yg terdapat pada setiap board Arduino.

• if (Serial) : Untuk mengecek apakah Port sudah siap.

6

• Serial.available () : Untuk mengecek apakah data sudah ada di buffer

penerima.

• Serial.begin () : untuk mengeset kecepatan transmisi data.

• Serial.read (): membaca data yg diterima.

• Serial.print () : mengirim data ASCII.

• Serial.println () : mengirimdata ASCII + CR,LF (kode enter).

• Serial.write () : mengirim data byte (numerik).

7

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ”Simulasi Robot Kontrol Menggunakan Wireless” ini berlang-

sung pada hari Kamis, 13 November 2014 bertempat di Laboratorium Fisika

Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung.

2.2 Alat dan Bahan

1. Notebook/Laptop.

2. Software Arduino.

3. Software Proteus.

2.3 Prosedur Percobaan

2.3.1 Desain dan Pembuatan Transmitter Remote Kontrol

Langkah pertama yang dilakukan adalah desain rangkaian transmitter re-

mote kontrol dibuat dengan software Proteus sesuai dengan desain gambar

rangkaian transmitter dibawah ini.

Gambar 6.3 Desain rangkaian transmitter remote kontrol

8

Selanjutnya, program transmitter remote kontrol yang akan mengirimkan

perintah pada receiver robot kontrol untuk menggerakkan robot maju, mundur,

belok kiri dan kanan dibuat dalam software Arduino. Adapun source code-

nya adalah sebagai berikut.

Gambar 6.4 Source code program transmitter remote kontrol

Setelah program selesai dibuat, selanjutnya program diinputkan ke dalam

desain rangkaian transmitter pada software Proteus tepatnya pada kompo-

nen Arduino Uno.

2.3.2 Desain dan Pembuatan Receiver Robot Kontrol

Langkah pertama yang dilakukan adalah desain rangkaian receiver robot kon-

trol dibuat dengan software Proteus sesuai dengan desain gambar rangkaian

receiver dibawah ini.

9

Gambar 6.5 Desain rangkaian receiver robot kontrol

Selanjutnya, program receiver robot kontrol yang akan menerima perin-

tah dari transmitter remote kontrol dibuat dalam software Arduino. Adapun

source code-nya adalah sebagai berikut.

10

Gambar 6.6 Source code program receiver robot kontrol

Setelah program selesai dibuat, selanjutnya program diinputkan ke dalam

desain rangkaian receiver pada software Proteus tepatnya pada komponen

Arduino Uno. Ketika rangkaian transmitter dan receiver telah selesai dibuat,

maka rangkaian disatukan dan tombol PLAY pada taksbar bagian bawah

diklik untuk menjalankan simulasi rangkaian.

11

2.3.3 Desain dan Pembuatan Transmitter Remote Kontrol

Mulai

Mendesain rangkaian transmitter pada Proteus

Membuat program transmitter pada Arduino

Menginputkan program ke dalam desain rangkaian di Proteus

Selesai

12

2.3.4 Desain dan Pembuatan Receiver Robot Kontrol

Mulai

Mendesain rangkaian receiver pada Proteus

Membuat program receiver pada Arduino

Menginputkan program ke dalam rangkaian di Proteus

Menggabungkan rangkaian receiver dengan transmitter

Menekan tombol PLAY pada Proteus

Analisa simulasi rangkaian

Selesai

13

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

Gambar 6.7 Ketika rangkaian simulasi dijalankan tanpa menekan push

botton

Gambar 6.8 Ketika rangkaian simulasi dijalankan dengan menekan push

botton 1

14

Gambar 6.9 Ketika rangkaian simulasi dijalankan dengan menekan push

botton 2

Gambar 6.10 Ketika rangkaian simulasi dijalankan dengan menekan kedua

push botton

3.2 Pembahasan

Dalam praktikum ini dilakukan percobaan untuk mengetahui dan memahami

sistem kontrol digital menggunakan wireless, mampu mendesain dan mem-

buat pemrograman robot kontrol digital wireless, serta mengetahui aplikasi

15

robot kontrol digital menggunakan wireless. Adapun simulasi rangkaian pada

praktikum ini dibuat dengan menggunakan software Proteus dan untuk pem-

rogramannya dibuat dengan software Arduino.

Pada rangkaian transmitter dapat diketahui bahwa resistor R1 dan R2

berfungsi sebagai pull-up resistor. Dengan pull-up resistor, pin input akan

terbaca high saat tombol tidak ditekan. Dengan kata lain, sejumlah kecil arus

mengalir antara VCC dan pin input (tidak ke ground), sehingga pin input

dibaca mendekati VCC. Ketika tombol ditekan, maka akan menghubungkan

pin input langsung ke ground. Arus mengalir melalui resistor ke ground,

sehingga pin input akan terbaca dalam keadaan low. Perlu diingat, jika

resistor itu tidak ada, tombol akan menghubungkan VCC ke ground, keadaan

ini sangat buruk dan juga sering disebut short circuit (hubungan singkat).

Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh dapat diketahui bahwa ketika

kedua tombol push botton pada rangkaian (Tx) tidak ditekan, maka motor

dc 2 pada rangkaian receiver akan bergerak. Hal ini dapat terjadi karena

didalam rangkaian transmitter telah diinputkan program yang menyatakan

sebagai berikut.

Gambar 6.11 Perintah yang diinputkan ke transmitter

Artinya, ketika semua tombol dalam keadaan tidak ditekan (LOW), maka

transmitter akan mengirimkan perintah berupa fungsi pertama pada pro-

gram, sehingga deklarasi kirA sebagai output dari pin 11 menjadi dalam

kondisi HIGH (terdapat perbedaan potensial).

16

Dalam penjabarannya, arus mulai mengalir dari VCC pada arduino kemu-

dian akan menghidupkan fungsi dari program yang telah diinputkan kedalam-

nya (proses). Selanjutnya program atau perintah akan dibawa ke transmitter

dan dikirimkan ke receiver melalui antena pada kedua komponen dengan ke-

cepatan transmisi data sebesar 9600 Bps. Setelah mendapatkan perintah

dari transmitter, receiver akan membaca perintahnya dan mengaktif serta

menonaktifkan beberapa komponen aktuatornya (output) (motor dc), yang

mana motor dc 1 tetap dalam keadaan diam dan motor dc 2 dalam keadaan

bergerak.

Kemudian ketika tombol push botton 1 ditekan (tombol push botton 2

tidak ditekan), maka dapat diketahui bahwa motor dc 1 akan bergerak. Hal

ini dapat terjadi karena didalam rangkaian transmitter telah diinputkan pro-

gram seperti yang tertera pada gambar 6.11 diatas.

Artinya, ketika tombol push botton 1 ditekan (HIGH), maka transmitter

akan mengirimkan perintah berupa fungsi kedua pada program, sehingga

deklarasi kanA sebagai output dari pin 13 menjadi dalam kondisi HIGH

(terdapat perbedaan potensial).

Dalam penjabarannya, arus mulai mengalir dari VCC pada arduino kemu-

dian akan menghidupkan fungsi dari program yang telah diinputkan kedalam-

nya (proses). Selanjutnya program atau perintah akan dibawa ke transmitter

dan dikirimkan ke receiver melalui antena pada kedua komponen dengan ke-

cepatan transmisi data sebesar 9600 Bps. Setelah mendapatkan perintah

dari transmitter, receiver akan membaca perintahnya dan mengaktif serta

menonaktifkan beberapa komponen aktuatornya (output) (motor dc), yang

mana motor dc 1 menjadi bergerak dan motor dc 2 tetap diam.

Selanjutnya, ketika tombol push botton 2 ditekan (tombol push botton

1 tidak ditekan), maka dapat diketahui bahwa motor dc 2 pada rangkaian

receiver akan bergerak. Hal ini serupa dengan penjabaran ketika semua

tombol push botton tidak ditekan.

Dan ketika kedua tombol push botton ditekan, maka dapat diketahui

bahwa kedua motor dc tetap dalam keadaan diam (tidak bergerak). Hal

ini dapat terjadi karena didalam rangkaian transmitter telah diinputkan pro-

gram seperti yang tertera pada gambar 6.11 diatas.

17

Artinya, ketika kedua tombol push botton ditekan, maka transmitter akan

mengirimkan perintah berupa fungsi ketiga pada program, sehingga semua

komponen output dalam keadaan LOW (tidak terdapat perbedaan poten-

sial).

Dalam penjabarannya, arus mulai mengalir dari VCC pada arduino kemu-

dian akan menghidupkan fungsi dari program yang telah diinputkan kedalam-

nya (proses). Selanjutnya program atau perintah akan dibawa ke transmitter

dan dikirimkan ke receiver melalui antena pada kedua komponen dengan ke-

cepatan transmisi data sebesar 9600 Bps. Setelah mendapatkan perintah dari

transmitter, receiver akan membaca perintahnya dan menonaktifkan semua

komponen output karena telah di setting disetiap pin outputnya menjadi

LOW sehingga baik motor dc 1 maupun motor dc 2 tidak dapat bergerak

(tidak terdapat perbedaan potensial).

3.3 Analisis Data

Berdasarkan pada hasil praktikum yang diperoleh, maka dapat diketahui

bahwa hasil percobaan pada praktikum telah sesuai dengan teorinya yang

tercantum dalam dasar teori. Hal ini dapat dibuktikan dengan hasil output

pada motor dc yang sesuai dengan perintah pada programnya dan rangkaian

percobaan dapat beroperasi sesuai dengan teorinya.

18

4 Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh, maka dapat disimpulkan seba-

gai berikut:

1. Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memproses dan

memodifikasi sinyal input agar dapat ditransmisikan sesuai dengan

kanal yang diinginkan.

2. Receiver adalah sebuah alat yang berfungsi menerima dan mengolah

sinyal output sehingga sesuai yang kita inginkan.

3. Motor dc pada rangkaian dapat bergerak sebagai akibat dari hasil

output pada rangkaian receiver yang telah menerima perintah berupa

source code program dari transmitter dengan kecepatan transmisi data

9600 bps.

4. Salah satu aplikasi robot kontrol digital menggunakan wireless dalam

kehidupan sehari-hari adalah remote TV/AC dengan TV/AC-nya, ra-

dio, handphone dan lain-lain.

5. Salah satu aplikasi robot kontrol digital menggunakan wireless dalam

bidang saintek adalah robot sumo berbasis wireless, robot pelacak

berbasis bluetootoh dan lain-lain.

19

References

[1] Floyd dan Buchla. ”Fundamental of analog circuits”. Prentice Hall,

New Jersey, 2008.

[2] Malvino. ”Prinsip-prinsip elektronika I”. 1994. Jakarta: Erlangga.

[3] Sutrisno. ”Elektronika Teori dan Penerapannya”. 1985. Bandung: ITB.

[4] Halliday dan Resnick. ”Fisika”. Jilid 2. 1988. Jakarta: Erlangga.

[5] Hendriono, Dede. ”Pull-up Resistor”. 2014. Available at

http://www.hendriono.com/blog/post/pull-up-resistor. Diakses pada

hari Minggu, 16 November 2014 pukul 10.20 WIB.

[6] Rizki, Aditya. ”Sistem Kerja Radio I: Transmitter”. 2012. Available at

http://www.adityarizki.net/2012/01/sistem-kerja-radio-i-transmitter/.

Diakses pada hari Minggu, 16 November 2014 pukul 10.35 WIB.

[7] pccontrol. ”Pengetahuan Dasar Komunikasi Se-

rial Pada Arduino”. 2014. Available at

http://pccontrol.wordpress.com/2014/06/28/pengetahuan-dasar-serial-

komunikasi-pada-arduino/. Diakses pada hari Minggu, 16 November

2014 pukul 10.45 WIB.

[8] Yulias, Zerfani. ”Tutorial Singkat Bahasa Pemrograman Arduino”. 2011.

Available at http://blog.famosastudio.com/2011/06/tutorial/tutorial-

singkat-bahasa-pemrograman-arduino/82. Diakses pada hari Minggu, 16

November 2014 oukul 10.55 WIB.

20

LAMPIRAN

21