TUGAS MATA KULIAH ALGORITMA DAN
PEMROGRAMAN KASUS TEKNIK ELEKTRO
“KENDALI KURSI RODA BERBASIS
MIKROKONTROLER”
Disusun oleh :
Nama : Muhamad Robi Yamin
Npm : 14416642
Kelas : 3IB04A
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS GUNADARMA
2019
1.1 Deskripsi Umum
”Kendali Kursi Roda Berbasis Mikrokontroler” ini
merupakan sebuah Prototype yang bergerak berdasarkan input empat kondisi yang
masuk ke mikrokontroler dan menghasilkan pergerakan pada motor DC yang menggerakan
kursi roda, sistem ini terdiri atas lima komponen penting yaitu joystick
(Input), mikrokontroler (ATMega8535L), driver relay, motor DC 12 volt, batre 12
volt dan LCD (Liquid Cristal Display). Diagram blok rangkaian Kendali Kursi
Roda Berbasis Mikrokontroler adalah sebagai berikut :
Sebagai sumber tegangan pada prototype ini digunakan
bateray 12 Volt, dan tegangan untuk mengaktifkan mikrokontroler adalah 5 Volt.
Joystick berfungsi sebagai input mikrokontroler dan driver relay berfungsi
sebagai output yang mengaktifkan motor DC dan pergerakan motor ditampilkan
dalam LCD. Motor bekerja sesuai dari input yang diberikan dari joystick. Joystick
disini bekerja dengan empat kondisi yaitu kondisi maju untuk menggerakan motor
kanan dan kiri dalam keadaan motor forward, kondisi mundur untuk menggerakan
motor kanan dan kiri dalam keadaan motor revers, kondisi arah kanan untuk
menggerakan motor sebelah kanan dalam kondisi motor kanan forward, kondisi arah
kiri untuk mengger akan motor sebalah kiri dalam keadaan motor kiri forward. Input
joystick yang telah diterima mikrokontroler, akan dirubah dalam bentuk bahasa
mikrokontroler agar dapat di baca oleh ATMega8535L. dan tiaptiap perubahan
kondisi input mempengaruhi perintah yang akan dikeluarkan ke motor. Untuk
menampilkan output dan motor mana yang aktif dalam aksi kursi roda , maka
digunakan komponen LCD (liquid Cristal Display). Sebagai penjelas maupun
pemberi informasi bahwa output atau motor yang sedang berkerja dan aktif.
Tampilan dalam LCD atau
(Liquid Cristal Display) hanya sebagai pemberi informasi kepada user kursi
roda, jika kondisi kursi roda maju maka tampilan di LCD memberi informasi bahwa
motor kiri dan kana n maju, saat kondisi kursi roda belok kanan maka informasi
yang akan ditampilkan adalah motor kanan maju dan sebaliknya jika kondisi kursi
roda belok kiri maka informasi yang ditampilkan adalah motor kiri maju . Disaat
kondisi kursi roda mundur maka informasi yang di tampilkan kebalikan dari kondisi
kursi roda maju yaitu motor kiri dan kanan mundur.
1.2 Karakteristik
Perancangan pada
prototype ”Kendali Kursi Roda Berbasis Mikrokontroler” ini memiliki beberapa
karakteristik diantaranya adalah sebagai berikut :
a) Input yang
digunakan adalah joystick dimana user hanya menggerakan dengan empat kondisi.
b) Untuk menampilkan
kondisi yang bekerja atau aktif , menggunakan komponen LCD 2x16.
c)
Motor yang
digunakan adalah motor DC 12 Volt power window.
d) Driver Motor DC
menggunakan TIP122 yang berfungsi sebagai switching untuk mengaktifkan relay 12
volt.
e) prototype ini
menggunakan konversi gear, jika dilihat dari sisi kanan menggunakan dua gear
yang dihubungkan dengan rantai. yang mana gear kecil diposisi kopel dan gear
besar diposisi ban belakang.
f) Bateray yang di
pake pada prototype ini menggunakan dua pcs bateray 12 volt untuk dua motor dan
1 bateray 12 volt untuk suplay tegangan ke rangkaian minimum sistem atau
komponen ATMega8535L.
1.3 Lingkungan operasi dan Pengembangan
Lingkungan
operasi pengembangan prototype ini adalah untuk penelitian dalam bidang
kesehatan, yang berfungsi untuk mempermudah user penderita cacat kaki. Pada
prototype ini masih menggunakan sistem pengontrol sederhana dimana menggun akan
tangan untuk proses pengoperas ian alat dengan empat kondisi. komponen yang
digunakan masih sangat sederhana . Dimana sist em kerja penggerak dari motor
masih menggunakan motor DC power window 12 Volt yang masih menggunakan Driver
Relay, Untuk pengembangan selanjutnya. Sistem yang digunakan bisa lebih bagus
lagi, Seperti sistem pengontrol dan penggunaan Driver motor. Untuk tampilan
menggunakan LCD ukuran 2x16, dan relay yang digunakan relay 12 Volt. Cakupan
yang luas dalam pembuatan sistem yang sangat sederhana ini, dapat dijadikan
sistem yang lebih bagus lagi untuk meneliti cara kerja motor DC yang
menggunakan beban dalam torsi yang dapatdiangkut oleh motor DC itu sendiri.
Dan penulis berharap kedepannya prototype ini .
1.4 PERANCANGAN SISTEM
Perancangan dan pembuatan prototype ini terbagi
menjadi dua yaitu : perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak
sedangkan perancangan perangkat keras terbagi lagi diantaranya perancangan
rangkaian elektronik dan perancangan mekanik. Perancangan rangkaian elektronik
terdiri dari :
1 Rangkaian minimum sistem mikrokontroler
ATMega8535L.
2 Rangkaian Driver relay.
3 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display).
Adapun perancangan pembuatan mekanik terdiri dari
memodifikasi kursi roda manual atau yang sudah jadi, untuk membuat tata letak
konversi gear maupun kopelnya dan membuat tata letak rangkaian elektronik.
Sedangkan perancangan pada software, prototype ini menggunakan program
codevision dengan menggunakan bahasa C yang telah di download ke dalam IC ATMega8535L
. dari perancangan sistem di atas perancangan perangkat keras atau mekanik
merupakan perancangan dan pembuatan yang paling awal, dilanjutkan dengan
perancangan rangkaian elektronik dan perancangan softwere.
A.
PERANCANGAN RANGKAIAN
1)
Mikrokontroler
ATMega8535L
Mikrokontroler yang
digunakan pada perancangan sistem prototype ini adalah ATMega8535L, yang mana
pada rangkai an ini input pada joystick masuk pada port A (pinA0-pinA3). Dan
untuk output yang digunakan pada motor menggunakan port B dan LCD pada port C.
Dalam mikrokontroler ATMega8535L terdapat empat port yang dapat digunakan
sebagai jalur data input dan output seperti yang dijelaskan pada BAB III (3.1)
. Dibawah ini adalah table koneksi dari keluaran kondisi pada joystick ke port
input pada ATMega8535L:
Berikut adalah gambar
rangkain mikrokontroler ATMega 8535L:
2)
Driver Motor
Driver motor yang
digunakan dalam pembuatan prototype ini sangat sederhana yang menggunakan
komponen TIP122 dan relay 12 volt , yang berfungsi sebagai switching. Untuk
mengontrol dua buah motor DC power window 12 volt yang dapat berputar secara
forward dan reverse. pada portB yang terhubung dengan PORTB.0, PORTB.1, PORTB.
2, dan PORTB.3 mikrokontroler digunakan sebagai output untuk input pada driver
relay.
3)
LCD ( Liquid
Cristal Display )
Pengoperasian pada LCD
menggunakan 4 bit. Yang mana menggunakan PORT.C sebagai output pada
mikrokontroler untuk input pada rangkaian LCD. Pada LCD ada empat kondisi yang
ditampilkan pada joystic, adapun dibawah ini empat tampilan dalam LCD saat
motor bekerja atau aktif dan gambar skematik rangkaian LCD:
a.
Kondisi motor
kiri dan kanan aktif secara forward dengan tampilan pada LCD ”MAJU”.
b.
Kondisi motor
kanan aktif secara forward dengan tampilan LCD ”KANAN”.
c.
Kondisi motor
kiri aktif secara forward dengan tampilan LCD ”KIRI”.
d.
Kondisi motor
kiri dan kanan aktif secara reverse dengan tampilan LCD ”MUNDUR”.
4)
Motor DC power
window
Motor DC yang digunakan
pada prototype ini adalah motor DC power window, dimana konstruksi dalam motor
ini terdapat konversi gear worm, yang membuat motor ini mempunyai torsi yang
besar. Karena dalam pembuatan prototype ini penulis membutuhkan torsi yang
cukup besar untuk dapat mengangkut beban. Keuntungan dalam penggunaan konversi
gea worm
antara lain adalah
sebagai berikut:
1 Digunakan untuk poros
yang saling tegak lurus
2 Biasa digunakan untuk
beban yang berat
B.
PERANCANGAN MEKANIK
Perancangan mekanik
pada prototype ini dengan cara memodifikasi kursi roda manual atau yang sudah
jadi , yang terbagi antara lain:
a.
Pembuatan tata
letak atau dudukan konversi gear.
b.
Pembuatan
konversi gear.
c.
Pembuatan
dudukan motordc.
d.
Pembuatan kopel
antara gear dan motor.
e.
Pembuatan tata
letak rangkain elektronik
Perbandingan antara
Jumlah gigi dengan Kecepatan dan antara Kecepatan dengan Torsi adalah
Berbanding terbalik. perbandingan antara kecepatan dengan torsi pada prototype
ini adalah 2 : 1. dimana jumlah gigi pada gear besar 32 dan jumlah gigi pada
gear kecil 16.
C.
PERANCANGAN SOFTWARE
Perancangan
software menggunakan pemograman bahasa C yang digunakan untuk pemrograman
mikrokontroler. Adapun yang dikendalikan dalam sistem ini adalah motor dan LCD.
Motor di gunakan untuk menggerakan kursi roda. Sedangkan LCD untuk menampilkan
pergerakan prototype atau motor yang sedang aktif dan bekerja.
1)
FLOWCHART
PEMROGRAMAN
2)
PROGRAM
