Modul Otomasi Robotika

8/18/2019 Modul Otomasi Robotika

1/72

MODUL AJAR

PRAKTIKUM OTOMASI DAN ROBOTIKA

KODE: 609321A

Penyusun:

Noorman Rinanto, ST., MT.

NIP. 197610142012121002

Syamsiar Kautsar S.ST, MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMASI

JURUSAN TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2015


2/72

Modul Ajar Praktikum Otomasi dan Robotika i

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb.

Segala puji dan syukur penyusun haturkan kehadirat Allah SWT atas

selesainya penyusunan buku “Modul ajar – Praktikum Otomasi dan Robotika”.

Ucapan terima kasih penyusun sampaikan untuk istri, dan anak-anak tercinta yang

senantiasa selalu memberi semangat dan inspirasi kepada penyusun. Selain itu, rasa

terima kasih juga penyusun sampaikan untuk rekan kami Syamsiar Kautsar S.ST., MT.

yang telah membantu dalam penyusunan modul ajar ini.

Modul tersebut merupakan penunjang mata kuliah Praktikum Otomasi dan

Robotika dan berisi materi-materi percobaan atau implementasi antar muka

perangkat keras Arduino dengan beberapa sensor dan aktuator. Tiap percobaan

atau materi pada modul ajar ini dilaksanakan setiap satu kali pertemuan per

minggu dengan total pertemuan sebanyak 16 (enam belas) dengan 14 (empat

belas) pertemuan berupa materi praktikum dan 2 (dua) berupa evaluasi.

Tentunya modul ajar ini masih jauh dari kesempurnaan dan banyak

kekurangan, oleh sebab itu kritik dan saran pembaca atau pengguna buku modul

ajar ini sangat diharapakan untuk menyempurnakan modul ajar ini.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Surabaya, September 2015

Penyusun


3/72

Modul Ajar Praktikum Otomasi dan Robotika ii

DAFTAR ISI

Kata pengantar……………………………………………………………. i

Daftar Isi………………………………………………………………......... ii

Pendahuluan…………………………………………………………….. iii

MODUL 1 : Dasar Pemrograman Arduino

• Pertemuan 1 - Dasar Pemrograman Arduino……………………….. 1

• Pertemuan 2 - Arduino Digital I/O………………………………….. 9

• Pertemuan 3 - Arduino Analog Input – Digital Output……………… 12

MODUL 2 : Dasar Sensor pada Arduino

• Pertemuan 4 - Sensor Suhu LM35 menggunakan Arduino………….. 15

• Pertemuan 5 - Sensor Cahaya menggunakan Arduino……………... 18

• Pertemuan 6 - Sensor Ultrasonik menggunakan Arduino…………… 21

• Pertemuan 7 - Sensor Kompas menggunakan Arduino……………… 25

MODUL 3 : Dasar Aktuator pada Arduino

• Pertemuan 8 - Kendali Relay menggunakan Arduino……………….. 28

• Pertemuan 9 - Kendali Relay menggunakan Komunikasi SerialArduino……………………………………………………………….

33

• Pertemuan 10 - Kendali Motor Servo menggunakan Arduino………. 37

• Pertemuan 11 - Kendali Motor DC menggunakan H-Bridge dan

Arduino……………………………………………………………....40

MODUL 4 : Evaluasi Tengah Semester 45

MODUL 5 : Aplikasi Robotika pada Arduino

• Pertemuan 13 - Aplikasi LCD menggunakan Arduino……………….. 46

• Pertemuan 14 - Aplikasi Desktop Pengendali Relay Menggunakan

Arduino……………………………………………………………….51

• Pertemuan 15 - Aplikasi Kendali Robot Lengan Menggunakan

Arduino……………………………………………………………….56

MODUL 6 : Evaluasi Akhir Semester 60


4/72

PENDAHULUAN

Modul Ajar Praktikum Otomasi dan Robotika 1

PENDAHULUAN

A. KOMPETENSI

Memberikan keahlian kepada mahasiswa tentang bagaimana menerapkan dan

mengintegerasikan sensor, actuator, controller dan manipulator robot industri dari

yang semula manual menjadi otomatis.

B. GAMBARAN UMUM MATERI

Materi yang diajarkan pada modul ini ini meliputi perancangan rangkaian

elektronik serta pemrograman interface I/O baik secara digital maupun analog

menggunakan controller Arduino. Selain itu juga mengendalikan sebuah lenganrobot secara jarak jauh dengan menggunakan sebuah aplikasi pemrograman

desktop melalui komunikasi antarmuka serial.

C. WAKTU

Mata kuliah Praktikum Otomasi dan Robotika ini mempunyai bobot 2(dua) SKS atau

4 (empat) jam per minggu. Mahasiswa diharuskan untuk mengikuti perkuliahan ini

selama 16 (enam belas) kali pertemuan termasuk didalamnya evaluasi materi.

Sehingga total waktu yang diperlukan untuk mata kuliah ini selama satu semester

adalah 4 jam x 16 tatap muka atau sama dengan 64 jam.

D. PRASYARAT

Untuk mencapai kompetensi yang diharapkan, maka mahasiswa diharuskan untuk

menguasai mata kuliah dasar sebagai prasyarat mata kuliah ini. Adapun mata

kuliah prasyarat tersebut antara lain:

•Rangkaian Elektronika (Analog dan Digital)

• Pemrograman Komputer

• Mikroprosesor dan Mikrokontroler

• Matematika Terapan

• Interfacing

• Sensor dan Aktuator

• Teori Otomasi dan Robotika


5/72

PENDAHULUAN


E. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL AJAR

Modul ajar ini telah disusun secara sistematis dengan mengacu pada SAP yang

berlaku. Untuk itu mahasiswa dalam menggunakan modul ajar ini harus

memperhatikan beberapa hal berikut :

1. Membawa modul ajar ini setiap mengikuti perkuliahan.

2. Membaca dengan baik setiap isi yang ada di dalam modul ajar.

3. Membuat daftar catatan kecil untuk sesuatu hal yang belum dimengerti.

Untuk kemudian ditanyakan kepada dosen.

4. Mengerjakan semua latihan dan tugas yang ada di modul ini dengan baik

dan benar.

5. Membuat laporan hasil percobaan atau analisa dari materi yang telah

dipelajari per kelompok dan menyerahkannya ke dosen yang mengampu.


6/72

MODUL 1

Dasar Pemrograman Arduino

Penyusun:


NIP. 197610142012121002





2015


7/72

Modul 1- Dasar Pemrograman Arduino


PERTEMUAN 1

DASAR PEMROGRAMAN ARDUINO

1.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa mampu memahami dan mempraktekkan pemrograma pada

mikrokontroler Arduino

- Mahasiswa memahami dan mempraktekkan komunikasi serial antara

mikrokontroler Arduino dengan komputer

1.2 Waktu Pelaksanaan Praktikum:

-Pertemuan Minggu ke-1, Instalasi dan pemrograman Arduino

1.3 Dasar Teori:

Arduino merupakan platform open-source untuk membuat projek elektronik

yang terdiri dari perangkat keras (papan Arduino) dan perangkat lunak (Arduino

IDE). Papan Arduino mampu membaca masukan seperti: cahaya pada sensor,

sentuhan jari pada tombol, atau pesan dari Twitter dan mengubahnya menjadi

keluaran seperti: mengaktifkan motor, menyalakan LED, atau memposting artikel

secara on-line. Anda dapat ‘memerintahkan’ mikrokontroler Anda untuk melakukan

beberapa proses melalui program yang dibuat di Arduin IDE. Selama bertahun-

tahun Arduino telah menjadi digunakan dalam berbagi proyek, seperti untuk

membuat perangkat instrumen ilmiah yang kompleks. Arduino didukung sebuah

komunitas di seluruh dunia yang terdiri dari pelajar, penggemar, seniman,

programer, dan profesional. Mereka memberikan berbagai kontribusi yang luar

biasa sehingga Arduino dapat digunakan untuk para pemula maupun tenaga ahli.

Gambar 1.1 Board Arduino Uno R3


8/72



Arduino dikembangkan di Ivrea Interaction Design Institute untuk membuat

prototipe yang mudah dan cepat, ditujukan untuk siswa tanpa latar belakang

elektro dan pemrograman. Pada perkembangannya, papan Arduino mulai

dikembangkan untuk berbagai macam kebutuhan dan tantangan baru, dari papan

8-bit sederhana untuk membuat prototipe, hingga aplikasi IOT, wearable, cetak 3D,

dan embedded system. Semua papan Arduino bersifat open-source, sehingga

pengguna dapat membangun prototipe mereka sendiri secara independen. Arduini

IDE juga bersifat open source, dan semakin berkembang melalui kontribusi dari

komunitas di seluruh dunia.

Untuk tipe data pada pemrograman arduino, dijabarkan sebagai berikut:

- Int :

untuk penyimpanan bilangan bulat dengan rentang nilai -32,768 s/d 32,768

- byte :

untuk bilangan cacah dengan rentang nilai 0-255 (8 bit)

- unsigned int :

untuk bilangan cacah dengan rentang nilai 0-65,535 (16 bit)

- long :

untuk bilangan bulat dengan rentang nilai -2,147,483,648 s/d

2,147,483,647

- unsigned long :

Untuk bilangan cacah dengan rentang nilai 0-4,294,967,295 (32 bit)

- float :

untuk bilangan rill (pecahan) dengan rentang nilai -3.4028235E+38 s/d

3.4028235E+38

-

double :pada Arduino uno, sama dengan tipe data float

- char :

untuk karakter sesuai tabel ASCII

- String :

untuk teks


9/72



1.4 Peralatan yang Diperlukan

- Komputer / PC / Laptop dengan port USB

- Board Arduino Uno + kabel

-Software Arduino IDE

1.5 Prosedur Percobaan

Untuk memprogram arduino, ikuti langkah-langkah berikut:

1. Hubungkan board Arduino Uno ke port USB komputer/laptop.

Gambar 1.2 Koneksi board Arduino Uno dengan komputer

2. Buka device manager, jika board Arduino Uno terhubung dengan benar,maka pada port serial akan muncul Arduino Uno dan nomor COMnya.

Gambar 1.3 Nomor COM PORT Serial Board Arduino Uno


10/72



*Langkah tersebut diatas hanya untuk pengecekan koneksi antara Uno

dengan komputer, untuk selanjutnya langkah ini dapat dilewati

3. Buka aplikasi Arduino IDE dan akan muncul tampilan awal seperti gambar 1.4.

Gambar 1.4 Tampilan awal Arduino IDE saat dijalankan

4. Pastikan beberapa konfigurasi sama seperti gambar 1.5, 1.6 dan 1.7.

Gambar 1.5 Pengaturan board arduino yang digunakan

Gambar 1.6 Pengaturan nomor COM Port


11/72



Gambar 1.7 Pengaturan cara meng-upload program ke mikrokontroler

5. Lalu buka contoh program “Blingking Led” melalui File Examples

01.Basics Blink

Gambar 1.7 Contoh program yang tersedia pada Arduino IDE

6. Untuk mencompile program, klik compile. Untuk mendownload program ke

board Arduino, klik upload.

Gambar 1.8 Tombol untuk compile dan upload program


12/72



7. Setelah program terupload dengan benar, amati dan jelaskan perubahan

yang terjadi pada papan Arduino Uno!

Tabel 1.1 Hasil keluaran program Blink

Detik ke- Kondisi LED di pin 13

1 ...

2 ...

3 ...

4 ...

5 ...

6 ...7 ...

8 ...

9 ...

...

8. Jelaskan bagian code berikut (sesuai dengan hasil yang Anda amati pada

langkah 7):

9. Berikutnya, buat jendela program baru melalui File New atau dengan

menekan tombol Ctrl+N, lalu ketikkan code sebagai berikut:


13/72



10. Simpan program dengan nama percobaan1_kelompokN (N diisi nomor

kelompok). Upload program yang sudah dibuat, lalu buka serial port melaluiTools Serial Monitor. Ketikkan “ON” + enter dan “OFF” + enter secara

bergantian pada jendela Serial Monitor. Amati perubahan yang terjadi pada

board Arduino Uno!

Tabel 1.2 Hasil keluran program untuk komunikasi serial

Data Serial Kondisi LED di pin 13

“ON” ...

“OFF” ...

“ON” ...

“OFF” ...

11. Jelaskan bagian program yang telah Anda buat (berdasarkan hasil

pengamatan Anda pada langkah 10)!


14/72



12. Buat kesimpulan dari percobaan yang telah Anda lakukan dalam sebuah

laporan resmi praktikum!


15/72

Modul 2 – Dasar Sensor pada Arduino


PERTEMUAN 2

ARDUINO DIGITAL I/O

2.1 Sub Kompetensi

- Mahasiswa mampu memahami dan mempraktekkan interface dan

pemrograman menggunakan pin digital I/O pada Arduino

2.2 Waktu Pelaksanaan Praktikum

- Pertemuan Minggu ke-2, Dasar digital I/O pada Arduino

2.3 Dasar Teori

Beberapa fungsi dari tiap pin yang ada pada board Arduino Uno dapat

dilihat pada pin mapping IC atmega 328 seperti ditunjukkan gambar 2.1. Pada

gambar tersebut terlihat bahwa Arduino memiliki 14 pin yang dapat difungsikan

sebagai digital I/O dari mulai pin digital 0-13. Pada percobaan kali ini difokuskan

untuk menggunakan pin digital tersebut sedangkan untuk fungsi pin yang lain dapat

dilihat pada datasheet atau buku manual online pada website www.arduino.cc.

Untuk menggunakan pin digital I/O pada board Arduino digunakan perintahpinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().

Gambar 2.1 Pin mapping board Arduino Uno


16/72







- Push button (min. 2 pcs)

- Kabel jumper beserta konektornya (secukupnya)

- Breadboard (1 pcs)


1. Buatlah rangkaian pull-up digital input arduino seperti skematik yang

ditunjukkan pada gambar 2.2. Dengan nomor pin digital input Arduino sesuaidengan nomor kelompok.

Gambar 2.2 Rangkaian Pull-Up digital input switch.

2. Setelah itu buatlah program untuk menjalankan rangkaian tersebut sesuai

dengan kode program sebagai berikut:


17/72



3. Compile dan upload program tersebut ke board Arduino dan amati hasilnya

serta isi tabel 2.1 berikut ini:

Tabel 2.1 Hasil pengamatan percobaan

Push Button Led pin 13 (On/Off)

Tidak ditekan …

Ditekan sebentar …

Ditekan lama …

4. Dengan menggunakan rangkaian yang sama, buatlah program Arduino untuk

menyalakan dan mematikan led pin 13 dengan aturan sebagai berikut:

a. Jika push button ditekan sekali led akan menyala (ON) terus

b. Jika push button ditekan sekali led akan mati (OFF) terus

5. Ubahlah rangkain tersebut menjadi rangkaian pull-down dan buatlah

programmya serta gambarkan rangkaian skematiknya

6. Dari percobaan diatas buat analisa jalannya system berserta analisa perbaris

tiap line program.


18/72



PERTEMUAN 3

ARDUINO ANALOG IN DIGITAL OUT

3.1 Sub Kompetensi

- Mahasiswa mampu memahami dan mempraktekkan interface dan

pemrograman menggunakan pin analog sebagai input dan pin digital

sebagai output pada Arduino

3.2Waktu Pelaksanaan Praktikum

- Pertemuan Minggu ke-3, Dasar Analog Input Digital Output pada Arduino

3.3Dasar Teori

Arduino Uno memilki 6 (enam) buah pin/channels Analog dari mulai A0 – A5

seperti ditunjukkan pada gambar 3.1. Pin tersebut dapat digunakan sebagai input

maupun output dengan ADC 10 bit yang berarti mempunyai range nilai antara 0 –

1023 atau dengan kata lain mempunyai resolusi 5Volts/1024. Tegangan referensi

pada pin AREF secara default adalah 5 volts atau 3.3 volts.

Untuk membaca nilai analog dari pin digunakan perintah analogRead(), sedangkanperintah mengeluarkan tegangan analog yaitu analaogWrite() dan untuk

menggunakan pin digital I/O pada board Arduino digunakan perintah pinMode(),

digitalWrite(), dan digitalRead().

Gambar 3.1 Konfigurasi pin pada board Arduino Uno.


19/72



3.4Peralatan yang Diperlukan




- Potensiometer 10K Ohm (1 pcs)



- Avometer (1 pcs)


1. Buatlah rangkaian potensiometer sebagai analog input pada Arduino sepertiskematik yang ditunjukkan pada gambar 2.2. Dengan nomor pin digital input

Arduino sesuai dengan nomor kelompok.

Gambar 3.2 Rangkaian Analog Input menggunakan potensiometer.

2. Setelah itu buatlah program untuk menjalankan rangkaian tersebut sesuai

dengan kode program sebagai berikut:


20/72



3. Compile dan upload program tersebut ke board Arduino kemudian putar

potensiometer sambil mengukur tegangan input menggunakan AVO meter sesuai

dengan tegangan yang ada pada tabel 3.1 dan amati hasilnya pada terminal

windows serta lengkapi pembacaan ADC pada tabel tersebut.

Tabel 3.1 Hasil pembacaan nilai analog input

Potensiometer (Volts) Pembacaan Nilai ADC

0 …

1.2 …

2.5 …

3.4 …

4.7…

5 …

4. Dengan menggunakan rangkaian yang sama, buatlah program Arduino untuk

menyalakan dan mematikan led pin 13 dengan menggunakan program

example -> Analog -> AnalogInput seperti ditunjukkan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Folder example Analog Input.

5. Dari percobaan diatas buat analisa jalannya system berserta analisa perbaris

tiap line program.

6. Susunlah dalam bentuk laporan resmi praktikum.


21/72

MODUL 2

Dasar Sensor pada Arduino

Penyusun:


NIP. 197610142012121002





2015


22/72



PERTEMUAN 4

SENSOR SUHU LM35 MENGGUNAKAN ARDUINO

4.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai prinsip kerja sensor suhu LM35

dan dapat menggunakannya pada beberapa aplikasi berbasis

mikrokontroler Arduino.


- Minggu ke-4, Sensor suhu LM35 dengan Arduino.

4.3 Dasar Teori:

Sensor suhu LM35 seperti ditunjukkan pada gambar 4.1 adalah

komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi

besaran listrik (dalam bentuk tegangan). LM35 memiliki keluaran impedansi

yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah

dihubungkan dengan mirkokontroler serta tidak memerlukan penyetelan

lanjutan yang rumit. LM35 hanya mengkonsumsi arus sebesar 60 µA selama

beroperasi. Hal ini membuat LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan

panas (self-heating) dari sensor yang rendah, sehingga kesalahan pembacaan

oleh sensor LM35 kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

LM35 memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 20 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri (self-heating) yang rendah yaitu kurang dari 0,1

ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran yang rendah, sekitar ± ¼ ºC.


23/72



Gambar 4.1 Bentuk fisik sensor suhu LM35.





- Sensor LM35 (1 pcs)



- Avometer (1 pcs)


1. Jalankan Arduino IDE, lalu ketikkan code sebagai berikut:


24/72



2. Hubungkan sensor LM35 dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai

berikut:

Tabel 4.1 Wiring sensor LM35 dengan Arduino UNO

LM35 Arduino UNO

Vcc 5volt

GND GND

Vout A0

3. Upload program compass_test.ino lalu buka Serial Monitor.

4. Catat suhu yang terbaca termometer dengan suhu yang tertera pada set

point AC pada laboratorium.Tabel 4.2 Perbandingan suhu ruangan dengan yang terbaca sensor

Menit ke Suhu Ruang Sensor LM35

1 ... ...

2 ... ...

3 ... ...

4 ... ...

5 ... ...

6 ... ...

5. Buat sebuah program, apabila suhu yang terbaca 35 derajat, maka

mikrokontroler akan mengirimkan data serial “suhu tinggi” dan LED pada pin

13 menyala. (dokumentasikan dalam laporan)

6. Buat kesimpulan dari percobaan yang telah Anda lakukan!


25/72



PERTEMUAN 5

SENSOR CAHAYA MENGGUNAKAN ARDUINO

5.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai prinsip kerja sensor cahaya

LDR, photodiode, phototransistor dan dapat menggunakannya pada

beberapa aplikasi berbasis mikrokontroler Arduino.


- Minggu ke-5, Deteksi cahaya menggunakan sensor LDR dengan Arduino.

5.3Dasar Teori:

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) seperti ditunjukkan pada gambar

5.1 adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistantnya akan berubah sesuai

dengan intesistas cahaya yang diterima komponen tersebut. Makanya sensor

tersebut banyak digunakan untuk pendeteksi cahaya atau konversi level

cahaya. LDR terdiri dari sebuah lempengan yang mempunyai 2 (dua) buah

elektroda yang salah satunya mempunyai jalur meliuk-liuk berbahan

semikonduktor Cadmium Sulphide (CdS).

Bahan Cadmium Sulphide tersebut sangat sensitive dengan cahaya, jika

bahan tersebut terkena cahaya maka energi proton dari cahaya akan diserap

sehingga banyak terjadi perpindahan electron yang mengakibatkan resistansi

menjadi kecil, begitu juga sebaliknya jika intensitas cahaya berkurang maka

nilai resistansi menjadi besar.

Gambar 5.1 Bentuk fisik dan simbol sensor cahaya LDR


26/72





- 1 x Board Arduino Uno + kabel


- 1 x Sensor LDR

- 1 x Resistor 10K Ohm, 1 x Resistor 1M Ohm, 1 x Resistor 1K Ohm

- 1 x Kapasitor 0.1 uF


- 1 x Breadboard

- 1 x Avometer

-Kertas lipat berwarna/Origami (1 set)


1. Buatlah rangkaian seperti ditunjukkan pada gambar 4.3. (Pilihan pin input

analog disesuaikan dengan nomor kelompok)

2. Jalankan Arduino IDE, lalu ketikkan code sebagai berikut:


27/72



3. Compile kemudian amati hasil program tersebut pada Serial Monitor dan

isilah tabel percobaan 5.1. Ujilah dibeberapa lokasi yang terang dan gelap.

Tabel 5.1 Hasil percobaan LDR di tempat terang

Tempat

(Terang)Nilai Tegangan LDR (Volt) Nilai Pembacaan ADC

1

2

3

4

5

4. Seperti langkah ke-3 namun tidak diuji di tempat yang gelap atau terang

tetapi diuji menggunakan kertas lipat berwarna yang didekatkan dengan

sensor LDR kemudian catat hasilnya seperti yang ditunjukkan pada tabel 5.2.

Tabel 5.2 Hasil percobaan LDR dengan menggunakan kertas berwarna.

Kertas Nilai Tegangan LDR (Volt) Nilai Pembacaan ADC

Merah

Biru

Hijau

Kuning

…

5. Gantilah sensor cahaya LDR menggunakan sensor cahaya yang lain yaitu

photodiode dan phototransistor. Buat rangkaian dalam bentuk skematik dan

programnya. Kemudian catat hasilnya seperti tabel 5.1 dan 5.2.

6. Dari semua percobaan analisa dan simpulkan kemudian tuangkan dalambentuk laporan praktikum.


28/72



PERTEMUAN 6

SENSOR ULTRASONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

6.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja dan

troubleshooting dari sensor ultrasonik (PING) menggunakan papan kontroler

Arduino.


- Minggu ke-6, Sensor ultrasonic PING untuk pengukuran jarak

6.3Dasar Teori:

Sensor PING merupakan sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk

mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik.

Gelombang ultrasonik yang dipancarkan mempunyai frekuensi sebesar 40 KHz.

Sensor ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm. Keluaran sensor

PING berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak objek terhadap

sensor. Lebar pulsa bervariasi antara 115 uS sampai 18,5 mS tergantung pada

lama penerimaan pantulan gelombag ultrasonik.

Pada dasanya, Ping terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz,

sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikrofon ultrasonik. Speaker ultrasonik

mengubah sinyal 40 KHz menjadi gelombang suara, sementara mikropon

ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan balik suaranya. Pin signal pada

sensor PING dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa

tambahan komponen apapun. Ping akan mengirimkan suara ultrasonik ketika

sensor PING diberikan pulsa trigger dari mikrokontroler (pulsa high selama 5uS).Suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan

selama rentang waktu 200uS. Suara ini akan merambat di udara dengan

kecepatan 344.424m/detik (atau 1cm/29.034uS), mengenai objek, dan

kemudian terpantul kembali ke sensor Ping. Selama menunggu pantulan, Ping

akan menghasilkan sebuah pulsa high. Pulsa akan akan berhenti / menjadi low

ketika suara pantulan terdeteksi oleh Ping. Dengan menghitung lebar pulsa high

tersebut, dapat diketahui jarak objek terhadap sensor.


29/72



Gambar 6.1 Sensor PING


-

Komputer / PC / Laptop dengan port USB- 1x Board Arduino Uno + kabel

- Software Arduino IDE

- 1x Sensor PING

- 3x Kabel konektor


1. Jalankan aplikasi Arduino IDE. Lalu buka File Examples 06.Sensors

Ping

Gambar 6.2 Langkah untuk membuka contoh program Ping


30/72



2. Hubungkan sensor PING dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai

berikut:

Tabel 6.1 Wiring sensor Ping dengan Arduino UNO

PING Arduino UNO

Vcc 5volt

GND GND

Data Pin7

3. Hubungkan board Arduino Uno pada USB komputer, lalu upload program

PING pada mikrokontroler. Lalu, buka Serial Monitor. Letakkan sebuah

objek di depan sensor PING dengan variasi jarak sesuai pada tabel 5.2.Catat jarak yang terbaca pada sensor PING dengan jarak yang tertera

pada penggaris.


Jarak (Penggaris) Jarak (PING)

10 ...

20 ...

30 ...

50 ...

arahkan ke langit-langit ...

4. Letakkan sensor jarak 30 cm dari bidang datar. Lalu ubah orientasi sensor

ping terhadap bidang datar sesuai tabel 5.3.

Gambar 6.3 Orientasi sensor PING teradap bidang datar


31/72




Orientasi Jarak (PING)

0 derajat ...

30 derajat ...

45 derajat ...

-30 derajat ...

-45 derajat ...

5. Jelaskan bagian code berikut berdasarkan hasil pengamatan dari

percobaan yang telah Anda lakukan:

6. Buat kesimpulan dari hasil percobaan yang telah Anda lakukan!


32/72



PERTEMUAN 7

SENSOR KOMPAS MENGGUNAKAN ARDUINO

7.1 Sub Kompetensi

- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor

kompas CMPS10 menggunakan port i2c pada papan kontroler Arduino.


- Minggu ke-7, Sensor kompas CMPS10 menggunakan Arduino

7.3 Dasar Teori:

Modul sensor CMPS10 merupakan sensor Magnetometer 3-axis

terintegrasi dengan accelerometer 3-axis. Modul CMPS10 menggunakan

prosesor 16-bit. CMPS10 dirancang untuk mengurangi kesalahan yang

disebabkan oleh kemiringkan mounting sensor. CMPS10 menghasilkan keluaran

hasil 0-3599 mewakili 0-359,9 atau 0 sampai 255. Sistem kerja sensor kompas

memanfaatkan medan magnet bumi. Modul CMPS10 membutuhkan catu daya

pada 3,6 - 5V dan arus sebesar 25mA dalam penggunaannya . Ada tiga cara

untuk mengakses data dari modul, yaitu antarmuka serial, I2C dan PWM.

Gambar 7.1 Sensor kompas CMPS10



- 1x Board Arduino Uno + kabel data



33/72



- 1x Sensor CMPS 10

- 4x Kabel konektor


1. Buka dan download library sensor kompas CMPS10 di alamat

https://github.com/kragniz/CMPS10.

2. Ekstrak file CMPS10-master.zip, lalu buka foler CMPS10-master

examples compass_test compass_test.ino.

3. Hubungkan sensor CMPS 10 dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai

berikut:

Tabel 7.1 Koneksi sensor kompas dengan Arduino UNO

CMPS10 Arduino UNO

Vcc 5volt

GND GND

SDA SDA

SCL SCL

4. Upload program compass_test.ino lalu buka Serial Monitor.

5. Ubah-ubah orientasi sensor, lalu amati hasil pada Serial Monitor dan catat

hasil pengamatan pada .

Tabel 7.2 Nilai sensor kompas berdasarkan arah mata angin

Arah Mata Angin Nilai Sensor Kompas

Utara ...

Selatan ...

Timur ...

Barat ...

6. Posisikan sensor kompas dengan arah yang tetap (misalkan sudut = 200

derajat). Lalu miringkan sensor kompas pada gerakan roll antara -20

derajat s/d 20 derajat. Apakah data bearing berubah? Seberapa besar

perubahan data bearing?


34/72



7. Posisikan sensor kompas dengan arah yang tetap. Lalu dekatkan ujung

obeng yang bermagnet sekitar 10 cm dari sensor. Apakah data bearing

berubah? Jabarkan analisa saudara!



35/72


36/72

Modul 3 – Dasar Aktuator pada Arduino


PERTEMUAN 8

KENDALI RELAY MENGGUNAKAN ARDUINO

8.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami dan mempraktekkan konsep ouput digital

pada papan mikrokontroler Arduino untuk mengaktifkan aktuator berupa

relay.


- Minggu ke-8, Kontrol On/Off rangkaian Relay dan modul Relay Bergantian.

8.3 Dasar Teori:

Relay merupakan salah satu aktuar dalam rangkaian elektronika yang

berfungsi sebagai perangkat On-Off switching. Prinsip kerja relay

berdasarkan induksi magnet dari arus listrik yang dialirkan di koil yang akan

menarik lempengan kontaktor dari posisi ON ke OFF begitu juga sebaliknya.

Umumnya sebuah relay memiliki 2 (dua) model kontak yaitu NO (Normally

Opened) dan NC (Normally Closed). Bentuk fisik dari relay bermacam-macam

seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.1. Sedangkan untuk menyalakan

relay menggunakan sebuah rangkaian driver elektronik seperti ditunjukkan

pada gambar 8.2.

Gambar 8.1 Macam-macam bentuk fisik relay.


37/72



Gambar 8.2 Rangkaian driver relay.

DT-I/O Neo Relay Board seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.3

merupakan sebuah modul output yang terdiri dari 8 buah relay mekanik tipe

SPDT (Single Pole Double Throw). Masing-masing relay dilengkapi dengan

indikator LED serta konektor NO (Normally Open), NC (Normally Close), dan

COM (Common). Terdiri dari 8 buah relay mekanik, masing-masing memiliki

konektor NO, NC, COM. DT-I/O Neo Relay Board menggunakan plugable

terminal block sehingga mempermudah instalasi peralatan ke kontak relay:

- Masing-masing relay dilengkapi dengan indikator LED yang menandakan

aktif / tidaknya relay.

- Membutuhkan catu daya +5V DC untuk VCC rangkaian kendali.

- Dilengkapi EMI filter pada jalur input catu daya untuk menekan masuknya

noise ke rangkaian kendali lain dalam sistem.

- Input kendali relay kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

- Dilengkapi dengan fitur delay untuk melindungi peralatan yang terhubung

ke kontak relay dari kondisi yang tidak pasti saat catu daya diaktifkan.

- Opsional pemasangan MOV (Metal Oxide Varistor) di antara NO - COM

atau NC - COM untuk memperpanjang umur kontak dan mencegah

timbulnya RFI.


38/72



Gambar 8.3 Modul DT I/O - Neo Relay Board

Gambar 8.4 Pin yang digunakan mengakses Neo Relay Board

8.4 Peralatan yang Diperlukan:




- 1 x Breadboard

- 1 x Resistor 1K Ohm

- 1 x Diode 1N4004

-

1 x NPN transistor low power- Modul DT-I/O Neo Relay Board

-


1. Buatlah rangkaian driver relay seperti yang ditunjukkan gambar 8.2

dengan no pin input digital sesuai dengan nomor kelompok dan buat

programnya untuk menyalakan ON-OFF bergantian dengan selang waktu

1 detik.


39/72



2. Dengan menggunakan modul relay DT-I/O, jalankan aplikasi Arduino IDE.

Lalu buat code sebagai berikut:

3. Setelah proses compile berhasil, hubungkan board Arduino Uno dengan

modul DT I/O Neo Relay dengan konfigurasi sebagai berikut:


40/72



Tabel 8.2 Koneksi antara Arduino Uno dengan modul relay

Arduino Uno Relay 8 Channel

Pin13 IN1 (J1)

Pin12 IN2 (J1)

Pin11 IN3 (J1)

Pin10 IN4 (J1)

Pin9 IN5 (J1)

Pin8 IN6 (J1)

Pin7 IN7 (J1)

Pin6 IN8 (J1)

5Volt VCC & V Relay (J2 – J3)GND GND D & GND R (J2 – J3)

4. Upload program ke board Arduino Uno. Lalu amati dan jelaskan apa yang

terjadi pada relay pada modul DT I/O Neo Relay.

5. Buat program baru agar relay1 s/d relay8 aktif bergantian dengan

rentang waktu 1 deik! (dokumentasikan hasil percobaan Anda)

6. Apakah fungsi IC ULN2803 & IC 74HC541 pada board DT I/O NEO Relay?

7. Buat kesimpulan dari hasil percobaan saudara!


41/72



PERTEMUAN 9

Kendali Relay menggunakan Komunikasi Serial Arduino

9.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami dan mempraktekkan konsep ouput digital

pada papan mikrokontroler Arduino melalui komunikasi serial.


- Minggu ke-9, kontrol on / off relay via serial

9.3 Dasar Teori:

DT-I/O Neo Relay Board merupakan sebuah modul output yang terdiri

dari 8 buah relay mekanik tipe SPDT (Single Pole Double Throw). Masing-

masing relay dilengkapi dengan indikator LED serta konektor NO (Normally

Open), NC (Normally Close), dan COM (Common). DT-I/O Neo Relay Board

menggunakan plugable terminal block sehingga mempermudah instalasi

peralatan ke kontak relay. Membutuhkan catu daya +5V DC untuk VCC

rangkaian kendali. Dilengkapi EMI filter pada jalur input catu daya untuk

menekan masuknya noise ke rangkaian kendali lain dalam sistem. Input kendali

relay kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS. Dilengkapi dengan

fitur delay untuk melindungi peralatan yang terhubung ke kontak relay dari

kondisi yang tidak pasti saat catu daya diaktifkan. Opsional pemasangan

MOV (Metal Oxide Varistor) di antara NO - COM atau NC - COM untuk

memperpanjang umur kontak dan mencegah timbulnya RFI.



42/72






-

Board Arduino Uno + kabel- Software Arduino IDE

- Modul DT-I/O Neo Relay Board

- Kabel konektor


1. Jalankan aplikasi Arduino IDE. Lalu buat code sebagai berikut:


43/72



2. Setelah di-compile, dan tidak terdapat listing code yang salah, hubungkan

board Arduino Uno dengan modul relay 8 channel dengan konfigurasi

sebagai berikut:

Tabel 9.1 Koneksi antara Arduino Uno dengan modul relay


Pin13 IN1 (J1)

Pin12 IN2 (J1)

Pin11 IN3 (J1)

Pin10 IN4 (J1)

Pin9 IN5 (J1)

Pin8 IN6 (J1)

Pin7 IN7 (J1)

Pin6 IN8 (J1)

5Volt VCC & V Relay (J2 – J3)

GND GND D & GND R (J2 – J3)


44/72



3. Buka Tools Serial Monitor, lalu ketikkan “A” + enter, “a” + enter, s/d “g”

+ enter secara berurutan sesua dengan tabel 2.1. Amati dan catat

perubahan yang terjadi pada relay pada tabel 2.1 kolom Kondisi Relay!

Tabel 9.2 Kondisi relay pada Neo Relay Board berdasarkan karakter yang

dikirim

Karakter yang Dikirim Kondisi Relay

“A” + enter ...

“A” + enter ...

“B” + enter ...

“b” + enter ...

4. Jelaskan bagian program berikut, sesuai dengan hasil pengamatan Anda

pada langkah 3:

5. Tambahkan program, sehingga Anda dapat mengendalikan kedelapan

relay pada DT I/O Neo Relay Board via komunikasi serial!

6. Kenapa huruf besar dan huruf kecil pada percobaan di atas dapat

memberikan hasil yang berbeda? Buat kesimpulan dari hasil percobaan

saudara!


45/72


Modul Ajar Praktikum Otomasi da Robotika 37

PERTEMUAN 10

KENDALI MOTOR SERVO MENGGUNAKAN ARDUINO

10.1 Sub Kompetensi:

- Mahasiswa dapat memahami tentang konsep dasar pengendalian motor

servo DC menggunakan papan mikrokontroler Arduino.


- Minggu ke-10, Kendali motor servo menggunakan Arduino

10.3 Dasar Teori:

Motor servo adalah jenis motor yang digunakan sebagai penggerak

pada sistem servo mekanis seperti pada penggerak pada kontrol posisi lengan

robot. Secara struktur mesin, motor servo terbagi menjadi 2 macam: servo motor

DC dan servo motor AC. Servo motor DC mempunyai konstruksi yang mirip

dengan konstruksi motor DC.

Motor servo merupakan sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian

kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut.

Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan

kembali kerangkaian kontrol yang terdapat di dalam motor servo. Motor servo

disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau

potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan

sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang diberikan

pada pin kontrol motor servo.

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW danCCW). Arah dan sudut pergerakan rotor motor servo dapat dikendalikan

dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian

pin kontrolnya. Sudut kerja motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar

± 20 ms, dimana lebar pulsa high antara 0.5 ms dan 2 ms. Ketika motor servo

yang diberikan pulsa sebesar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka apabila

diberikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0°, dan apabila

diberikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.


46/72



Gambar 10.1 Bentuk motor mini servo

Gambar 8.2 Lebar pulsa untuk mengendalikan posisi motor servo


-Komputer / PC / Laptop dengan port USB



- DC Mini Servo


1. Buka File Examples Servo Sweep.

2. Hubungkan motor servo dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai

berikut:


Data Arduino UNO

Data Pin9

Vs 5v

GND GND


47/72



3. Upload program Sweep.ino. Apakah yang terjadi pada motor servo?

4. Tambahkan program pada Sweep.ino agar nilai variabel ‘pos’ ditampilkan

di serial monitor (sertakan program dan screen shoot hasil tampilan pada

serial monitor dalam laporan)!

5. Buat program, untuk membaca masukan data serial, sehingga motor servo

akan bergerak sesuai nilai pulsa yang diberikan. (misal “90” + enter, maka

motor servo akan bergerak sesuai nilai pulsa = 90).



48/72



PERTEMUAN 11

KENDALI MOTOR DC MENGGUNAKAN H-BRIDGE DAN ARDUINO


- Mahasiswa dapat memahami tentang konsep dasar pengendalian motor DC

menggunakan rangkaian driver H-bridge dengan papan mikrokontroler

Arduino.


- Minggu ke-11, Kendali motor DC menggunakan H-Bridge dan Arduino

11.3 Dasar Teori:

Motor DC merupakan motor yang menggunakan sumber tegangan arus

searah (Direct Current) dan untuk menjalankan motor tersebut cukup dengan

memberikan beda tegangan pada kedua terminal maka motor akan bergerak

searah. Apabila polaritas sumber tegangan dibalik dengan sebelumnya, maka

arah putaran motor juga akan berlawanan dengan sebelumnya. Komponen

dasar motor DC ada 2 (dua) yaitu bagian yang diam atau statis disebut Stator

dan bagian yang bergerak atau dinamis disebut Rotor. Baik Rotor dan Stator

terdiri dari lilitan yang pada saat digunakan mengandung aliran listrik.

Umumnya motor DC mempunyai sumber tegangan bervariasi bergantung tipe

motornya misalnya 5v, 12v, 24v dan sebagainya. Adapun bentuk dan skema

motor DC dapat ditunjukkan pada gambar 11.1 dan 11.2.

Gambar 11.1 Bentuk motor DC


49/72



Gambar 11.2 Bagian skema motor DC

Supaya motor DC dapat bergerak berubah ubah tanpa perlumembalik polaritas secara fisik maka dibuatlah sebuah rangkaian

pengendali motor DC yang umum disebut H-Bridge driver karena

bentuknya yang mirip dengan huruf H dan berfungsi sebagai

menjembatani motor DC dalam membalik putaran. Gamabr skematik

rangkaian driver tgersebut dapat ditunjukkan pada gambar 11.3. Pada

gambar tersebut untuk memutar motor searah jarum jam berarti input A

diberi tegangan logika 1 dan input B diberi logika 0. Sedangkan untuk

berputar berlawanan dengan jarum jam input A diberi nilai ) dan input B

nilai lolgika 1. Rangkaian tesebut menggunakan transistor low current jika

dikehendaki untuk mengendalikan motor DC dengan arus yang besar

maka dapat menggunakan transistor MOSFET.

Gambar 11.3 Skematik driver motor H-Bridge


50/72



Kecepatan putaran motor DC dapat diatur dengan menggunakan

teknik manipulasi lebar sinyal dari sumber tegangan dalam satu periode

atau yamg umum disebut PWM (Pulse Modulation Width). Teknik tersebut

memanfatkan lebar pulsa waktu trigger pada saat On (T_ON) atau

bernilai logika 1 dan waktu trigger pada saat Off (T_OFF) atau bernilai

logika 0. Dalam perhitunganya setiap periode sinyal terdiri dari T_ON

dan T_OFF seperti ditunjukkan pada gambar 11.4. Sedangkan satuan

untuk menyatakan kecepatan putaran motor DC dengan menggunakan

teknik PWM disebut dc (duty cycle) dimana dc adalah jumlah prosentase

nilai T_ON dalam satu periode atau dirumuskan sebagai berikut:

= +

=

=

Dimana:

=

=

=

=

=

=

Gambar 11.4 Ilustrasi sinyal PWM





- Motor DC 12v


51/72



- 4 x Resistor 150 Ohm

- 4 x Diode IN41418

- 4 x Transistor BC548


1. Buatlah rangkain driver H-Bridge seperti yang ditunjukkan pada skematik

gambar 11.3. Kemudian buatlah program untuk menjalankan motor DC

searah jarum jam dan berlawanan dengan jarum jam kemudian lengkapi

tabel hasil percobaan 11.1.

Tabel 11.1Hasil percobaan putar arah motor DC

A B Putaran motor DC

low Low …

low High …

high Low …

high High …

2. Dengan rangkaian yang sama buatlah program untuk mengatur kecepatan

motor DC searah jarum jam dan kemudian lengkapi tabel percobaan 11.2.

Ukur dengan menggunakan AVOmeter.

Tabel 11.2 Hasil percobaan kecepatan motor DC

Duty Cycle (%) Tegangan motor (volt)

0 …

25 …

50 …

67 …

78 …

85 …

93 …

3. Kerjakan seperti langkah 2 tetapi dengan membalik putaran berlawanan

jarum jam dan catat hasil seperti tabel 11.2.


52/72



4. Dari semua percobaan yang telah dilakukan buat analisa dan kesimpulan

secara detil.

5. Buatlah laporan resmi praktikum dari percobaan yang telah dilakukan.


53/72

MODUL 4

Evaluasi Tengah Semester

Penyusun:


NIP. 197610142012121002





2015


54/72

Modul 4 – Evaluasi Tengah Semester


PERTEMUAN 12

EVALUASI TENGAH SEMESTER


- Mahasiswa dapat mengerjakan dan mempraktekkan soal-soal yang

diujikan pada evaluasi tengah semester.


- Minggu ke-12

12.3 Bahan Evaluasi:

Bahan evaluasi mulai dari pertemuan 1 sampai pertemuan 11.


55/72

MODUL 5

Aplikasi Robotika pada Arduino

Penyusun:


NIP. 197610142012121002





2015


56/72

Modul 5 – Aplikasi Robotika pada Arduino


PERTEMUAN 13

APLIKASI LCD MENGGUNAKAN ARDUINO


- Mahasiswa dapat memahami dan mempraktekkan tentang konsep dasar

pengendalian LCD (Liquid Crystal Display) dengan papan mikrokontroler

Arduino.


- Minggu ke-13, Aplikasi kendali LCD menggunakan H-Bridge dan Arduino

13.3 Dasar Teori:

LCD (Liquid Crystal Dispaly) seperti yang ditunjukkan pada gambar

13.1 merupakan perangkat yang berfungsi sebagai pencetak data hasil

berupa angka, huruf, karakter atau grafik. Materi LCD terdiri dari sebuah

lapisan organik berupa elektroda indium oksida berbentuk seven segment yang

diapit oleh 2 (dua) buah lapisan kaca bening. Elektroda-elektroda cair atau

yang sering disebut Kristal cair akan mengumpul di daerah yang diberi

tegangan. Lapisan polarizer vertical dan horizontal ditutupi oleh molekul-

molekul yang terbentuk dari elektroda-elektroda yang mengumpul dan terlihat

menjadi gelap.

Gambar 13.1 Bentuk fisik LCD (Liquid Crystal Display).

Dalam LCD dilengkapi dengan memori dan register. Adapaun tipe memori

yang ada adalah sebagai berikut:

• DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat

karakter yang akan ditampilkan berada.


57/72



• CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan

memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari

karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

• CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut

merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh

pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna

tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah

karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Sedangakan register yang ada di LCD antara lain:

• Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari

mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses

penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display)

dapat dibaca pada saat pembacaan data.

• Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau

keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut

keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pada LCD terdapat pin-pin yang mempunyai fungsi berbeda-beda yaitu:

• Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin

ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan

dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar

data 8 bit.

• Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan

jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan

yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

• Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis

data, sedangkan high baca data.

• Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

• Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini

dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke

ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt


58/72





-Board Arduino Uno + kabel


- LCD 2 x 16 Character

- 1 x Potensiometer 10K Ohm

- 16 x Jumper Wires


1. Buatlah rangkain driver LCD seperti yang ditunjukkan pada skematik

gambar 13.2. Dengan koneksi wiring seperti ditunjukkan pada tabel 13.1.

Tabel 13.1 Koneksi wiring rangakaina Driver LCD

No. Koneksi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1011

12

13

14

15

16

GND

5V

the center pin on the potentiometer

Arduino digital pin 12

GND


(no connection)

(no connection)

(no connection)

(no connection)Arduino digital pin 5




5V

GND


59/72



Gambar 13.2 Rangkaian Driver LCD.

1. Kemudian buatlah program seperti contoh kode program berikut:

2. Dengan memodifikasi program diatas coba buatlah beberapa program

seperti yang ditunjukkan pada tabel hasil percobaan 13.2.

Tabel 13.2 Hasil percobaan LCD

Tulisan LCD Hasil (Bisa / Tidak)

Berkedip 1 det …

Berjalan ke kanan …


60/72



Berjalan ke kiri …

Berjalan dan berkedip …

3. Dari semua percobaan yang telah dilakukan buat analisa dan kesimpulan

secara detil.

4. Buatlah laporan resmi praktikum dari percobaan yang telah dilakukan.


61/72



PERTEMUAN 14

APLIKASI DESKTOP PENGENDALI RELAY MENGGUNAKAN

ARDUINO


- Mahasiswa dapat membuat GUI menggunakan software VB.net untuk

berkomunikasi dengan mikrokontroler Arduino

- Mahasiswa dapat memahami dan mempraktekkan konsep antar muka

untuk mengendalikan aktuator melalui komputer


- Minggu ke-14, kontrol on / off relay via serial

14.3 Dasar Teori:

Arduino merupakan platform open-source untuk membuat projek

elektronik yang terdiri dari perangkat keras (papan Arduino) dan perangkat

lunak (Arduino IDE). Papan Arduino mampu membaca masukan seperti: cahaya

pada sensor, sentuhan jari pada tombol, atau pesan dari Twitter dan

mengubahnya menjadi keluaran seperti: mengaktifkan motor, menyalakan LED,

atau memposting artikel secara on-line. Anda dapat ‘memerintahkan’

mikrokontroler Anda untuk melakukan beberapa proses melalui program yang

dibuat di Arduin IDE. Selama bertahun-tahun Arduino telah menjadi digunakan

dalam berbagi proyek, seperti untuk membuat perangkat instrumen ilmiah yang

kompleks. Arduino didukung sebuah komunitas di seluruh dunia yang terdiri dari

pelajar, penggemar, seniman, programer, dan profesional. Mereka

memberikan berbagai kontribusi yang luar biasa sehingga Arduino dapat

digunakan untuk para pemula maupun tenaga ahli.

DT-I/O Neo Relay Board merupakan sebuah modul output yang terdiri

dari 8 buah relay mekanik tipe SPDT (Single Pole Double Throw). Masing-

masing relay dilengkapi dengan indikator LED serta konektor NO (Normally

Open), NC (Normally Close), dan COM (Common). Terdiri dari 8 buah relay

mekanik, masing-masing memiliki konektor NO, NC, COM. DT-I/O Neo Relay


62/72



Board menggunakan plugable terminal block sehingga mempermudah instalasi

peralatan ke kontak relay:

- Masing-masing relay dilengkapi dengan indikator LED yang menandakan

aktif / tidaknya relay.

- Membutuhkan catu daya +5V DC untuk VCC rangkaian kendali.

- Dilengkapi EMI filter pada jalur input catu daya untuk menekan masuknya

noise ke rangkaian kendali lain dalam sistem.

- Input kendali relay kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

- Dilengkapi dengan fitur delay untuk melindungi peralatan yang terhubung

ke kontak relay dari kondisi yang tidak pasti saat catu daya diaktifkan.

-Opsional pemasangan MOV (Metal Oxide Varistor) di antara NO - COMatau NC - COM untuk memperpanjang umur kontak dan mencegah

timbulnya RFI.





63/72





- Software Arduino IDE & VB.net

-Modul DT-I/O Neo Relay Board

- Kabel konektor


1. Buka Aplikasi VB.net lalu tambahkan komponen button & comport seperti

pada gambar 9.1

Gambar 14.1 Aplikasi GUI pada VB.net

2. Pada tombol “Konek”, tambahkan code sebagai berikut:


64/72



Pada tombol “L1 OFF”, tambahkan code sebagai berikut:

Pada tombol “L1 ON”, tambahkan code sebagai berikut:

Pada tombol “L2 OFF”, tambahkan code sebagai berikut:

Pada tombol “L2 ON”, tambahkan code sebagai berikut:

3. Hubungkan board Arduino Uno dengan modul relay 8 channel dengan

konfigurasi sebagai berikut:

Tabel 14.1 Koneksi antara Arduino Uno dengan modul relayArduino Uno Relay 8 Channel

Pin13 IN1 (J1)

Pin12 IN2 (J1)

Pin11 IN3 (J1)

Pin10 IN4 (J1)

Pin9 IN5 (J1)

Pin8 IN6 (J1)


65/72



Pin7 IN7 (J1)

Pin6 IN8 (J1)



4. Upload program kontrol relay via serial pada percobaan 3. Lalu jalankan

aplikasi yang sudah dibuat di vb.net. Tekan tombol “Konek” lalu tekan

tombol “L1 ON” s/d “L2 OFF” secara bergantian. Amati yang terjadi pada

modul relay!

Tabel 14.2 Kondisi relay pada Neo Relay Board berdasarkan tombol yang

ditekan pada GUI

Karakter yang Dikirim Kondisi Relay

Tombol “L1 ON” ...

Tombol “L1 OFF” ...



5. Tambahkan komponen button baru, sehingga Anda dapat mengontrol

kedelepan relay pada DT I/O Neo Relay Board! (dokumentasikan dalam

bentuk gambar)

6. Buat kesimpulan dari hasil percobaan saudara!


66/72



PERTEMUAN 15

APLIKASI ROBOT LENGAN MENGGUNAKAN ARDUINO


- Mahasiswa memahami dan mempraktekkan konsep antar muka antara PC

dengan mikrokontroler untuk mengendalikan aktuator.


- Minggu ke-15, Kendali Robot Lengan menggunakan Arduino

15.3 Dasar Teori:

Movit Arm Robot merupakan kit lengan robot yang dibuat untuk

kebutuhan komersial maupun edukasi. Movit Arm Robot terdiri dari 5 axis. Movit

Arm Robot dilengkapi dengan papan antarmuka berupa joystick yang

disertakan dengan kit. Board ini memungkinkan robot untuk dihubungkan ke

piranti mikrokontroler. Pada percobaan ini, joystick pada movit arm robot

digantikan dengan DT I/O Neo Relay Modul yang terhubung dengan Arduino

Uno. Dengan menggunakna GUI dan program komunikasi serial yang telah

dibuat dipercobaan sebelumnya, target akhir didapatkan sebuah aplikasi GUI

untuk mengendalikan gerakan Movit Robot Arm.

Gambar 15.1 Movit Robot Arm





67/72




- Software VB.net

- Power Supply

-Movit Robot Arm


1. Hubungkan setiap motor pada 2 buah relay pada DT I/O Neo Relay

Board seperti gambar 15.2. (motor untuk gripper tidak digunakan).

Tegangan +6 volt diambil dari power suplly.

Gambar 15.2 Wiring untuk kendali Movit Arm Robot

2. Koneksikan DT I/O Neo Relay Board pada board Arduino Uno dengan

konfigurasi seperti pada tabal 15.1.

Tabel 15.1 Koneksi papan DT I/O Neo dengan Arduino


Pin13 IN1 (J1)

Pin12 IN2 (J1)


68/72



Pin11 IN3 (J1)

Pin10 IN4 (J1)

Pin9 IN5 (J1)

Pin8 IN6 (J1)

Pin7 IN7 (J1)

Pin6 IN8 (J1)



3. Buka aplikasi GUI yang telah Anda buat pada praktikum sebelumnya.

Gambar 15.2 Aplikasi GUI pada VB.net

4. Upload program kontol relay via komunikasi serial yang telah Anda buat

pada board arduino Uno.

5. Jalankan aplikasi GUI pada VB.net. Lalu tekan tombol “L1 On” s/d “L8

Off” dan amati hasilnya!


69/72



Tabel 15.2 Kondisi motor pada Movit Robot Arm berdasarkan tombol yang

ditekan pada GUI

Karakter yang Dikirim Kondisi Motor

(CW/CCW/diam)







Tombol “L4 ON” ...Tombol “L4 OFF” ...









6. Ganti baudrate pada GUI sebesar 57600, lalu jalankan kembali program.

Apakah lengan robot tetap dapat dikendalikan? Jika tidak, silahkan

lakukan trouble shooting sehingga GUI tetap dapat digunakan untuk

mengendalikan lengan robot dengan baud rate sebesar 57600!

7. Buat kesimpulan dari percobaan yang telah Anda lakukan dan tuangkan

dalam bentuk laporan resmi praktikum!.


70/72

MODUL 6

Evaluasi Akhir Semester

Penyusun:


NIP. 197610142012121002





2015


71/72

Modul 6 – Evaluasi Akhir Semester


PERTEMUAN 16

EVALUASI AKHIR SEMESTER


- Mahasiswa dapat mengerjakan dan mempraktekkan soal-soal yang

diujikan pada evaluasi akhir semester.


- Minggu ke-16

16.3 Bahan Evaluasi:

Bahan evaluasi mulai dari pertemuan 1 sampai pertemuan 15.


72/72

Lampiran

DAFTAR KEBUTUHAN PERALATAN DAN BAHAN HABIS

PRAKTIKUM OTOMASI DAN ROBOTIKA

1. Peralatan

2. Bahan Habis

No. Nama Barang Spesifikasi Jumlah Satuan

1 Komputer/PC Windows 8, Intel i5 Processor, 4Gb RAM, HDD 1Tb

17 Unit

2 AVO/Multimeter Digital brand: fluke 17 Buah

3 Breadboard Ukuran besar 17 Buah

4 Installer Visual Studio CD Original 17 Buah

5 Solder 60 watt Brand: Dekko 17 Buah

6 DC Power Supply Voltage/Current supply DigitalI/O

17 Buah

7 Tang Potong, Tang Jepit (Cucut) Stainless 17 Buah

8 Penyedot Timah Brand: Dekko 17 Buah

No. Nama Barang Spesifikasi Jumlah Satuan

1 Arduino Uno + Kabel USB Atmega328, 14 DIO, 6 AIO 17 Buah

2 Kabel Jumper Arduino Male - Female 300 Buah

3 Kabel Jumper Arduino Male - Male 300 Buah

4 Push Button Switch Besar, 1Ampere 70 Buah

5 Toggle Switch Kecil, 2 Ampere 70 Buah

6 Motor DC 12V, 1-2 Ampere, With rotaryencoder

17 Buah

7 Relay 5v/12v 35 Buah

8 Potensiometer 10K Ohm 35 Buah

9 Potensiometer 50K Ohm 35 Buah

10 Resistor 1K Ohm ¼ watt 200 Buah

11 Resistor 10K Ohm ¼ watt 200 Buah

12 Resistor 330 Ohm ¼ watt 200 Buah

13 Resistor 1M Ohm ¼ watt 200 Buah

14 LM35 Sensor suhu 3 pin 200 Buah

15 Kapasitor 0.1 uF Non polar 200 Buah

16 Photodiode Besar 50 Buah

17 Phototransistor Standard 50 Buah

18 LDR Besar/Kecil 50 Buah

19 Sensor Ultrasonic PING Brand: Parallax 17 Buah20 Sensor compass CMPS10 Brand: Sparkfun, etc 17 Buah

21 Motor Servo Standard/ Mini 17 Buah

22 Resistor 150 Ohm ¼ watt 200 Buah

23 Diode IN41418 2 Ampere 200 Buah

Documents

Modul Otomasi Robotika