Inspirasi .....

ROBOT PENGENDALI JARAK JAUH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DENGAN MODUL YS1020 SEBAGAI KOMUNIKASI WIRELESS

2014-11-12T08:30:00.000+07:00

Pada zaman sekarang ini, dimana tekhnologi sudah sangat berkembang. Hampir semua pengontrolan sudah bisa dilakukan dengan jarak yang jauh tanpa harus menggunakan kabel sebagai media jalurnya. Seperti sekarang ini sudah banyak pengendalian dengan menggunakan infrared, Bluetooth, bahkan wireless. Oleh sebab itu, pada makalah ini saya akan membahas sebuah robot dimana untuk pengendalian kita memanfaatkan sebuah komunikasi jarak jauh yaitu wireless. Dengan menggunakan modul tambahan yaitu ys 1020 dimana modul ini sebagai transceiver dan receiver. Komunikasi yang kita pakai adalah komunikasi serial melalui wireless. Dengan bantuan modul wireless yang terhubung dengan komputer, dimana pengendali dapat menggerakkan sebuah robot dari komputer. Dan tentunya pada robot tersebut juga harus terpasang modul transceiver dan receiver. Berikut akan dijelaskan blok diagram sistem pengendali robot jarak jauh.

BLOK DIAGRAM SISTEM ROBOT PENGENDALI JARAK JAUH :

KETERANGAN WARNA :

- MERAH (INPUT)

- BIRU (PROSES)

- HIJAU (OUTPUT)

PRINSIP KERJA TIAP BLOK SEBAGAI BERIKUT :

PC digunakan sebagai input, yang terhubung dengan usb antara PC dengan USB AVR Programmer.
USB AVR Programmer menerima input dari PC. Dimana level tegangan keluaran dari pc masih berupa RS 232. namun USB AVR ini merubah level tegangan RS 232 ini menjadi TTL. Diperlukan tegangan TTL untuk menghubungkan ke modul YS-1020.
YS-1020 merupakan modul komunikasi yang sangat aman, mempunyai 8 kanal dengan frekuensi yang berbeda, jarak jangkauan komunikasi sekitar 100 meter dengan baudrate 2400 kbps.
Antena berfungsi sebagai pengirim dan penerima gelombang frekuensi radio.
Mikrokontroler atmega 8535 menerima output dari YS-1020 yang terhubung pada port RXD dan TXD.
Driver motor DC L298 perintah yang berbentuk data 0 dan 1 dari mikrokontroler untuk arah gerak motor DC A dan B.

PERANCANGAN PENGONTROL

Pada perancangan hardware ini terdiri dari sebuah PC, USB AVR programmer, modul wireless YS-1020, mikrokontroler atmega 8535, driver motor L298 dan motor DC sebagai output untuk pergerakkan.

PC (KOMPUTER)

PC pada perancangan sistem robot ini digunakan sebagai input, dengan bantuan sebuah software. Software yang digunakan merupakan software yang sudah bawaan dari windows xp yaitu hyper terminal. Dimana hyper terminal ini dapat menghubungkan antara pc dengan port yang terhubung ke usb. Agar hyper terminal ini dapat terhubung dengan perangkat yang terhubung melalui usb ini kita harus mensetting dan mengetahui port mana yang akan digunakan.

USB AVR Programmer K-125

USB ini berfungsi sebagai komunikasi serial antara PC dengan Robot, dimana usb ini akan menghubungkan antara PC dengan modul YS-1020.

Gambar USB AVR Programmer K-125

Untuk menghubungkan USB ini ke modul YS-1020, kita hanya menghubungkan port TX, RX, Ground dan VCC ke modulYS-1020 tersebut.

Selain berfungsi sebagai komuikasi serial, USB AVR Programmer ini juga dapat digunakan sebagai downloader untuk memasukkan program kedalam mikrokontroler, khususnya mikrokontroler keluarga AVR saja.

MODUL YS-1020

Untuk mengirim bit-bit digital maka diperlukan sistem modulasi digital yang dapat mengkonversikan bit-bit tersebut ke dalam bentuk sinyal analog modulation digital yang dipakai ialah sistem FSK dengan menggunakan rangkaian terintegrasi YS-1020UB dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar modul YS-1020

Keterangan fungsi tiap port pada modul YS-1020

YS-1020UB merupakan modul komunikasi yang dapat digunakan sebagai modulator atau demodulator. Untuk menggunakan modul sebagai modulator maka hanya digunakan satu Pin saja, Pin 3 (RX) adalah Pin masukan dengan level tegangan TTL. Sebaliknya untuk menggunakan modul sebagai demodulator maka digunakan Pin 4 (TX) dengan level tegangan TTL dapat dilihat pada tabel sebelumnya.

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Mikrokontroler atmega 8535 termasuk jenis keluarga AVR, yang menggunakan design arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mempunyai lebar bus data 8 bit. Jenis ini berbeda dengan jenis keluarga MCS51, yaitu dapat dilihat dari frekuensi kerjanya. Pada MCS51 memiliki frekuensi kerja seperduabelas kali frekuensi osilator sedangkan pada AVR frekuensi kerjanya sama dengan frekuensi osilator. Jadi dengan frekuensi osilator yang sama, maka kecepatan AVR dua belas kali lebih cepat dibandingkan dengan kecepatan MCS51.

Pin output atmega 8535

Rangkaian pada mikrokontroler atmega 8535

Berikut program yang digunakan yang akan dimasukkan ke dalam mikrokontroler atmega 8535 dengan bantuan software CodeVisionAVR dan hardware USB AVR programmer.

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V1.25.3 Standard

Automatic Program Generator

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 2/23/2011

Author : ZAINUDDIN

Company : UNIVERSITAS GUNADARMA

Comments:

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

Clock frequency : 12.000000 MHz

Memory model : Small

External SRAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include

// Standard Input/Output functions

#include

// Declare your global variables here

unsigned char data_rx;

void menu()

{

putchar(13);

printf("MENU PENGENDALI MOBIL :\n");

putchar(13);

printf("(1) TEKAN 1 MOBIL MAJU\n");

putchar(13);

printf("(2) TEKAN 2 MOBIL MUNDUR\n");

putchar(13);

printf("(3) TEKAN 3 BELOK KANAN\n");

putchar(13);

printf("(4) TEKAN 4 BELOK KIRI\n");

putchar(13);

printf("(5) TEKAN 5 MOBIL BERHENTI\n");

}

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

// Port C initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTC=0x00;

DDRC=0xFF;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=0 State4=0 State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTD=0x00;

DDRD=0x30;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: 12000.000 kHz

// Mode: Ph. correct PWM top=00FFh

// OC1A output: Inverted

// OC1B output: Inverted

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer 1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0xF1;

TCCR1B=0x01;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 2 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

// USART initialization

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: On

// USART Transmitter: On

// USART Mode: Asynchronous

// USART Baud rate: 2400

UCSRA=0x00;

UCSRB=0x18;

UCSRC=0x86;

UBRRH=0x01;

UBRRL=0x37;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

{

OCR1AL=00;

OCR1BL=00;

menu();

while (1)

{

// Place your code here

data_rx=getchar(); //terima data dari komputer

if (data_rx == '2' )

{

OCR1AL=100;

OCR1BL=70;

PORTC.0=0;

PORTC.1=1;

PORTC.2=0;

PORTC.3=1;

//printf("MOBIL BERGERAK MAJU");

}

if (data_rx == '1' )

{

OCR1AL=100;

OCR1BL=69;

PORTC.0=1;

PORTC.1=0;

PORTC.2=1;

PORTC.3=0;

//printf("MOBIL BERGERAK MUNDUR");

}

if (data_rx == '3' )

{

OCR1AL=255;

OCR1BL=40;

//printf("MOBIL BELOK KANAN");

}

if (data_rx == '4' )

{

OCR1AL=55;

OCR1BL=255;

//printf("MOBIL BELOK KIRI");

}

if (data_rx == '5' )

{

OCR1AL=255;

OCR1BL=255;

//printf("MOBIL BERHENTI");

}

};

}

Tampilan pada software CodeVisionAVR

Driver Motor DC L298

Untuk menggerakkan dua buah motor dc, digunakan IC H-Bridge Motor Driver L298, yang mampu memberikan arus maksimum sebesar 1A ke tiap motor. Input L298 ada 6 jalur, terdiri dari input data arah pergerakan motor dan input untuk PWM (Pulse Width Modulation). Untuk mengatur kecepatan motor, pada input PWM inilah akan diberikan lebar pulsa yang bervariasi dari mikrokontroler.

Gambar rangkaian pada Driver Motor DC L298

SUMBER REFERENSI :

SKRIPSI “SISTEM PENGONTROL TELE-MOBILE ROBOTIK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51”
MAKALAH “MEMBUAT SENDIRI ROBOT LINE TRACKER”
WWW.GOOGLE.COM
BUKU “PEMROGRAMAN BAHASA C UNTUK MIKROKONTROLER ATMEGA 8535”
BUKU “MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8/16/32/8535 DAN PEMROGRAMANNYA DENGAN BAHASA C PADA WINAVR”

DIGITAL DAN ANALOG FILTER

2009-12-20T18:03:00.000+07:00

Apa itu Filter ?

Filter adalah adalah sebuah rangkaian yang dirancang agar melewatkan suatu pitra frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat di luar pita ini. Pengertian lain dari filter adalah rangkaian pemilih frekuensi agar dapat melewatkan frekuensi yang diinginkan dan menahan (couple)/membuang (by pass) frekuensi lainnya.

Jaringan-jaringan filter bisa bersifat aktif maupun pasif.
Jaringan filter pasif hanya berisi tahanan, inductor dan kapasitor saja.
Jaringan Filter aktif berisikan transistor atau op-amp ditambah tahanan, inductor dan kapasitor.

Adapun Jenis-Jenis Filter :
Filter Low Pass adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari dc naik sampai ke suatu frekuensi cut-off fc. Bersama naiknya frekuensi di atas fc, tegangan keluarannya diperlemah (turun).
Low Pass Filter adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah serta meredam/menahan frekuensi tinggi. Bentuk respon LPF seperti ditunjukkan gambar di bawah ini.

Gambar respon LPF
Pita Lewat : Jangkauan frekuensi yang dipancarkan
Pita Stop : Jangkauan frekuensi yang diperlemah.
Frekuensi cutoff (fc) : disebut frekuensi 0.707, frekuensi 3-dB, frekuensi pojok, atau frekuensi putus.

Filter High Pass memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi di bawah frekuensi cutoff fc. Di atas fc, besarnya tegangan keluaran tetap. Garis penuh adalah kurva idealnya, sedangkan kurva putus-putus menunjukkan bagaimana filter-filter high pass yang praktis menyimpang dari ideal.
Pengertian lain dari High Pass Filter yaitu jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredam/menahan frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti ditunjukkan gambar di bawah ini.

Filter Band Pass hanya melewatkan sebuah pita frekuensi saja seraya memperlemah semua frekuensi di luar pita itu. Pengertian lain dari Band Pass Filter adalah filter yang melewatkan suatu range frekuensi. Dalam perancangannya diperhitungkan nilai Q(faktor mutu). dengan
Q = faktor mutu
fo = frekuensi cutoff
B = lebar pita frekuensi
Gambar Band Pass Filter seperti berikut ini :

Filter Band Elimination, yaitu filter band elimination menolak pita frekuensi tertentu seraya melewatkan semua frekuensi diluar pita itu.Bisa juga disebut Band Reject merupakan kebalikan dari Band Pass, yaitu merupakan filter yang menolak suatu range frekuensi. Sama seperti bandpass filter, band reject juga memperhitungkan faktor mutu.

Merancang Filter
Ada 3 macam desain yang cukup dikenal pada penggunaan rangkaian filter pada sistem audio yaitu :
Chebycev,Bessel dan Butterwoth. Filter butterwoth lebih banyak digunakan dalam sistem audio.
Rancangan rangkaian yang akan dibahas adalah low pass filter butterwoth dan high filter butterwoth karena filter butterwoth memiliki tingkat kelinieran yang lebih baik.
* Tentukan spesifikasi filter : penguatan, frekuensi cut-off, frekuensi stop band
* Tentukan frekuensi cut off (Fc) untuk merancang low pass filter dan high pass filter dengan bantuan tabel dan harga komponen.
Jika kita mau berlatih merancang filter dapat menggunakan program matlab. Adapun cara merancangnya

Referensi:
1. http://elka.brawijaya.ac.id/praktikum/analog/analog.php?page=3
2. Kamus Komputer dan Teknologi Informasi
3. Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Robert F.Couglin dan Frederick
4. lecturer.eepis-its.edu/~tribudi/LN_SIP_Prak/rev_01_

2009-12-20T05:30:00.000+07:00

Prinsip Kerja Rangkaian Sensor Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul).

Prinsip kerja dari sensor ultrasonik dapat ditunjukkan dalam gambar dibawah ini :

Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik

Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :

Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz, biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adalah 40kHz. Sinyal tersebut di bangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik.
Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima Ultrasonik.
Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

a. Pemancar Ultrasonik (Transmitter)

Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik

: Rangkaian Pemancar Gelombang Ultrasonik

Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adlah sebagai berikut :

Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V).

b. Penerima Ultrasonik (Receiver)

Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalah low (logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).

Rangkaian Penerima Gelombang Ultrasonik

Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :

Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2.
Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi > 40kHz oleh rangkaian transistor Q1.
Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi < 40kHz melalui rangkaian filter C4 dan R4.
Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3.
Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung jaraknya.