Robot RC Sistem Rem
Otomatis dengan Pengendali Bluetooth HC 05
Mariska Erlin Maulina1, Moch. Zuda Alfianur2, Shofiyyatu Shobrina3, Yustinus Novian Nino Pandega Bhakti4, Samuel BETA5.
Mahasiswa dan
Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri
Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia
E-mail:
mariskaerlin@gmail.com1, zudaalfian@gmail.com2, shofiyyatusbrna@gmail.com3,
yustinus465@gmail.com4, sambetak2@gmail.com5
Abstrak – Robot
Sistem Rem Otomatis adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai
actuator berupa roda untuk menggerakkan seluruh badan robot tersebut, sehingga
robot dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain.
Robot Sistem Rem Otomatis ini dirancang bergerak menggunakan pengontrol
Smartphone Android yang memilki aplikasi yang cocok untuk pergerakan robot.
Robot ini menggunakan Arduino Uno sebagai sistem pengendalian robot Bluetooth,
modul Bluetooth berfungsi sebagai penerimaan perintah yang dikirim melalui
Smartphone Android, Motor DC difungsikan sebagai penggerak Robot yang
dikendalikan menggunakan Smartphone Android, sensor ultrasonik sebagai sensor
jarak dan aplikasi Arduino Bluetooth yang di install melalui Playstore. Metode
yang digunakan adalah metode eksperimen, penelitian yang dilakukan akan
terfokus pada komunikasi antara perangkat Smartphone dengan mikrokontroller
Arduino Uno melalui Bluetooth untuk mengendalikan perangkat robot. Berdasarkan
pengujian koneksi Bluetooth pada robot dapat disimpulkan untuk jangkauan jarak
koneksi Bluetooth antara Smartphone dan robot Bluetooth untuk bisa dikendalikan
sepenuhnya dengan jarak jangkauan 10 meter, dan lebih dari jarak jangkauan 10 meter
akan mengalamai koneksi terputus sehingga robot tidak bisa dikendalikan lagi. Robot
akan berhenti secara otomtis apabila ada suatu objek didepannya.
Kata
kunci:
Robot Mobile, Android, Bluetooth Hc-05, Arduino Uno, Sensor Ultrasonik
Abstract - Automatic Brake System Robot
is a robot construction whose characteristic is that it has an actuator in the
form of a wheel to move the entire robot body, so that the robot can move
position from one point to another. This Automatic Brake System Robot is designed
to move using an Android Smartphone controller which has an application
suitable for robot movement. This robot uses the Arduino Uno as a Bluetooth
robot control system, the Bluetooth module functions as receiving commands sent
via an Android Smartphone, the DC motor functions as a robot driver controlled
using an Android Smartphone, ultrasonic sensors as proximity sensors and the
Arduino Bluetooth application installed via Playstore. The method used is the
experimental method, the research conducted will focus on communication between
Smartphone devices and the Arduino Uno microcontroller via Bluetooth to control
the robot device.Based on testing the Bluetooth connection on the robot, it can
be concluded that the Bluetooth connection distance between the Smartphone and
the Bluetooth robot can be fully controlled by a range of 10 meters, and more
than a range of 10 meters will experience disconnected connections so that the
robot can no longer be controlled. The robot will stop automatically if there is
an object in front of it.
Keywords: Robot Mobile, Android, Bluetooth Hc-05, Arduino Uno,
Ultrasonic Sensor
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Robot
Sistem Rem Otomatis adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai actuator
berupa roda untuk menggerakkan seluruh badan robot tersebut, sehingga robot
tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain.
Dalam kasus ini, robot mobile ini dirancang bergerak menggunakan
pengontrol yang berasal dari sebuah smartphone android yang memilki
aplikasi yang cocok untuk menggerakkan robot tersebut. Koneksi yang digunakan
memanfaatkan Bluetooth. Alat ini menggunakan Arduino Uno sebagai
penghubung antara perangkat dan smartphone android menggunakan Bluetooth.
Alat ini akan bekerja berdasarkan perintah yang diberikan melalui smartphone
android dengan aplikasi ArduinoBluetooth. Motor DC digunakan sebagai
penggerak dalam kendali robot, agar mikrokontroller Arduino Uno dapat
memberikan suatu instruksi untuk menggerakkan robot, mikrokontroller Arduino
Uno memerlukan sebuah program yang diisikan ke dalam mikrokontroller Arduino
Uno tersebut. Penulis menggunakan bahasa pemograman board arduino yang
menggunakan Arduino Software (IDE). Chip ATmega328 yang terdapat pada Arduino
Uno telah di isi dengan program awal yang sering disebut Bootloader.
Motor DC dapat berhenti secara otomatis apabila terdapat suatu objek di depan
pada jark tertentu.
1.2 Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini adalah :
1. Membuat robot dengan
pengontrol smartphone android.
2. Mampu menentukan jarak
efektif sistem kendali robot bluetooth dengan smartphone android berbasis
arduino uno.
3. Mampu memprogram untuk
mengatur pergerakan motor DC.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan
ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :
1. Bagaimana cara mengontrol
robot menggunakan smartphone android?
2. Bagaimana cara mengatur
pergerakan motor DC?
3. Bagaimana cara menentukan
jarak efektif antara robot dengan smartphone android?
1.4 Batasan Masalah
1. Alat ini bergerak dengan
kontrol dari smartphone android.
2. Alat ini akan berhenti secara
otomatis apabila di luar jngkauan atau terdapat objek di depannya.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang
yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman
tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.
2.1.
Arduino Uno
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis
ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6
pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog,
16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol
reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya
menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau
listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Uno
Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal
(otomatis).
Gambar
2.1. Gambar modul Arduino Uno
Eksternal (non-USB) daya dapat berasal baik dari AC-ke
adaptor-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan
plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor POWER. Ujung kepala dari baterai
dapat dimasukkan kedalam Gnd dan Vin pin header dari konektor POWER.
Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board Uno
adalah7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya
kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil
kemudian jikadiberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan
dapat merusak board Uno.
Gambar
2.2. Gambar USB Modul Arduino Uno
Pin Out:
Gambar 2.3.
Gambar PIN OUT Modul Arduino uno
2.2 Module Bluetooth HC-05
Module Bluetooth HC-05 adalah module
komunikasi nirkabel via bluetooth yang dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz
dengan pilihan dua mode konektivitas. Mode 1 berperan sebagai slave
atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai master atau
dapat bertindak sebagai transceiver.
Pengaplikasian komponen ini sangat cocok pada project
elektronika dengan komunikasi nirkabel atau wireless. Aplikasi yang dimaksud
antara lain aplikasi sistem kendali, monitoring, maupun gabungan keduanya.
Antarmuka yang dipergunakan untuk mengakses module ini
yaitu serial TXD, RXD, VCC serta GND.
Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator koneksi bluetooth terhadap
perangkat lainnya seperti sesama module, dengan smartphone android, dan
sebagainya.
2.4 Gambar Module Bluetooth
HC-05
Jangkauan jarak efektif module ini saat terkoneksi dalam range 10 meter,
dan jika melebihi dari range tersebut maka kualitas konektivitas akan semakin
kurang maksimal.
Spesifikasi dari module ini antara
lain :
·
Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz
·
Bluetooth protocol : Bluetooth tipe
v2.0+EDR
·
Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode
sinkron
·
Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160
kbps pada mode asinkron maksimum
·
Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC
·
Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA
·
Memiliki modulasi Gaussian Frequency
Shift Keying (GFSK)
·
Sensitivitas -84dBm (0.1% BER)
·
Daya emisi 4 dBm
·
Suhu operasional range -20°C
— +75°C
·
Memiliki keamanan dengan enkripsi data
dan enkripsi
·
Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm
Module ini dapat digunakan sebagai mode slave (Rx), maupun mode master (TX)
dan memiliki 2 metode konfigurasi yaitu AT Mode dan Communication Mode.
Pada AT Mode berfungsi sebagai pengaturan konfigurasi dari HC-05,
sedangkan pada Communication Mode berfungsi sebagai komunikasi nirkabel dengan
perangkat atau piranti lainnya.
2.3 Sensor Jarak
Ultrasonik
Gelombang ultrasonik merupakan gelombang yang
umum digunakan untuk radar untuk mendeteksi keberadaan suatu benda dengan
memperkirakan jarak antara sensor dan benda tersebut. sensor jarak yang umum
digunakan dalam penggunaan untuk mendeteksi jarak yaitu sensor ultrasonik.
pengertian sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk
mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.
 |
|
Gambar 2.5 Sensor Ultrasonik |
|
Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari
pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan
eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai
sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi
ultrasonik). Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai
frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Karena kecepatan bunyi adalah
340 m/s, maka rumus untuk mencari jarak berdasarkan ultrasonik adalah :  Keterangan: ·
Beri tegangan positif pada pin Trigger
selama 10µS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan
frekuensi 40kHz ·
Selanjutnya, sinyal akan diterima pada
pin Echo ·
Rumus untuk menghitung jaraknya adalah
S = (0.034 *t) /2 cm. |
2.4 Motor
DC
Motor DC adalah motor
listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk
diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut
stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian
yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus
langsung yang tidak langsung/directunidirectional.
Motor DC adalah piranti elektronik yang
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor
DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan
berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara
komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole,
double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang
menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan
magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta
secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus.
Gambar 2.6 Motor`DC
2.5 Switch
Saklar atau dalam bahasa Inggris
disebut Switch adalah salah satu komponen yang penting dalam setiap rangkaian
atau perangkat elektronik. Seperti pada artikel yang disebutkan sebelumnya,
Saklar atau Switch adalah perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau
menghubungkan aliran arus listrik. Meskipun saat ini telah banyak yang
menggunakan saklar atau switch elektronik yang menggunakan sensor ataupun
rangkaian yang terdiri komponen semikonduktor seperti transistor, IC dan dioda.
Namun saklar mekanik atau mechanical switch masih tetap memegang
peranan penting pada hampir semua perangkat atau peralatan listrik dan
elektronik.
Gambar 2.7 Switch
Saklar pada
dasarnya merupakan perangkat mekanik yang terdiri dari dua atau lebih terminal
yang terhubung secara internal ke bilah atau kontak logam yang dapat dibuka dan
ditutup oleh penggunanya. Aliran listrik akan mengalir apabila suatu kontak
dihubungkan dengan kontak lainnya. Sebaliknya, aliran listrik akan terputus
apabila hubungan tersebut dibuka atau dipisahkan. Selain sebagai komponen untuk
menghidupkan (ON) dan mematikan (OFF) perangkat elektronik, Saklar sering juga
difungsikan sebagai pengendali untuk mengaktifkan fitur-fitur tertentu pada
suatu rangkaian listrik. Contohnya seperti pengatur tegangan pada pencatu daya,
Sebagai pengatur Volume di Ponsel ataupun sebagai pengatur.
2.6 PCB dan Kabel Jumper
Kabel jumper dibutuhkan
untuk menghubungkan antara komponen –komponen terutama Arduino Uno dengan Modul
Bluetooth dan sensor Ultrasonik. PCB digunakan untuk tempat melekatnya komponen
– komponen.
Gambar 2.8 PCB dan Kabel Jumper
III. PERANCANGAN ALAT
3.1 Alat
1. Bor PCB
2. Solder
3. Tang Potong
5. Kabel USB
6. Lem Tembak
7. Setrika
3.2 Bahan
1. Arduino UNO
2. Modul Buetooth HC 05
3. Sensor Ultrasonik
4. Motor DC
5. Switch
6. Akrilik
7. PCB
3.3 Blok Diagram
Hubungan Komponen Utama
Gambar 10. Diagram Robot Sistem Rem Otomatis
Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di
atas :
1.
Modul Bluetooth HC05 berfungsi sebagai media
komunikasi dari aplikasi smartphone arduino bluetooth.
2.
Sensor HC-SR05 (Ultrasonik) difungsikan
untuk mendeteksi objek yang ada didepan robot sehingga robot dapat berhenti
secara otomatis
3.
Modul L298N sebagai driver untuk menggerakkan
motor dc.
4.
Motor DC sebagai aktuator untuk menggerakkan robot.
3.4 Gambar Rangkaian
Gambar 11.
Gambar Rangkaian
3.5 Diagram Alir
Gambar 12.
Diagram Alir
3.6 Pembuatan Alat
Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan
dengan beberapa tahap, yaitu:
1. Membuat perencanaan
bagan alat.
2. Membuat skema
pengawatan.
3. Menyusun rangkaian
sesuai skema pengawatan.
4. Membuat program untuk Arduino.
5. Pembuatan kerangka
alat.
6. Pemasangan rangkaian
pada kerangka alat.
Gambar 14. Gambar Alat
Tampak Depan
Gambar 15. Gambar Alat
Tampak Samping
IV. CARA KERJA ALAT
Robot dengan sistem pengereman otomatis
ini akan bekerja berdasarkan intruksi nilai masukan yang diberikan melalui
aplikasi arduino bluetooth. Robot dapat bergerak maju, mundur, belok kanan, dan
ke kiri sesuai dengan perintah yng diberikan melalui arduino bluetooth pada
smartphone. Sistem pengereman otomatis akan bekerja pada saat sensor
HC-SR05(Ultrasonik) mendeteksi adanya objek didepannya kurang dari sama dengan
10 cm.
V. PENGUJIAN ALAT
Dalam proyek yanng kami buat, perlu
diuji untuk menentukan kesesuaian alat dengan prinsip kerjanya, adapun langkah
- langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah :
1. Mengunggah program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai
dengan yang diinginkan atau belum.
2. Menguji alat sesuai
cara kerja.
VI. KESIMPULAN
Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan uji coba alat, maka didapatkan
kesimpulan yaitu sebagai berikut:
5.
Robot dengan sistem rem otomatis ini
bekerja berdasarkan masukan yang diberikan melalui aplikasi arduino bluetooth
yang ada pada smartphone.
6.
Sistem pengeremman otomatis akan bekerja
apabila sensor HC-SR05 mendeteksi adanya objek yang ada didepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Syahwil,Muhammad.2017.
Panduan Mudah Belajar Arduino. Yogyakarta:CV ANDI OFFSET
Pitowarno, Endra. 2006. Robotika : Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan,
Yogyakarta: ANDI OFFSET
Kadir,Abdul.2015. From Zero To A Pro Arduino. Yogyakarta: ANDI
OFFSET. Hal.5
Aldi
Razor. 2020. Belajar dan Berkreasi dengan Arduino. Surabaya:www.aldyrazor.com
Abdurrahman Rasyid. 2019. Sensor Ultrasonik. Surabaya:www.samrasyid.com
Bishop, Owen. 2004.Dasar -
Dasar Elektronika. Jakarta : Erlanggga..
Horowitz, Paul dan Winfield
Hill.1987.Seni dan Desain Elektronika. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-module-bluetooth-hc-05/
http://eprints.polsri.ac.id/4649/4/BAB%20II%20%20LA.pdf (Motor Dc)
https://www.kelasplc.com/jenis-jenis-komponen-elektronika-beserta-fungsi-dan-simbolnya/
https://www.aldyrazor.com/2020/04/kabel-jumper-arduino.html
LAMPIRAN
1. Jurnal, klik disini
2. PPT, klik disini
3. Program pdf, klik disini
4. Skematik dan
mainboard PCB, klik disini
5. Diagram Blok, klik disini
6. Diagram Alir, klik disini
7. Gambar Rangkaian Pengawatan, klik disini
8. Video, klik disini
BIODATA
Moch. Zuda Alfianur . Penulis dilahirkan
di Tuban, 30 Juni 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN
Kembangbilo 1 Tuban, SMP Negeri 1 Tuban, dan SMK Migas Cepu. Pada tahun 2018
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Diploma (D3) di kampus Politeknik
Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.18.0.12
Apabila terdapat kritik, saran dan
pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail zudaalfian@gmail.com
Mariska Erlin Maulina. Penulis
dilahirkan di Boyolali, 26 Juli 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal
di SDN Genuk 02 Ungaran Barat, SMP Negeri 3 Ungaran, dan SMA N 2 Ungaran. Pada
tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.18.0.11
Apabila terdapat kritik, saran dan
pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail mariskaerlin@gmail.com
Shofiyyatu
Shobrina. Penulis dilahirkan di Semarang, 17 Desember 1999.
Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDIT BINA INSANI, SMP Negeri 12 Semarang,
dan SMA Negeri 9 Semarang. Pada tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa
baru Diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program
Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM. 3.32.18.0.18
Apabila terdapat kritik,
saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail shofiyyatusbrna@gmail.com
Yustinus Novian Nino Pandega Bhakti.
Penulis dilahirkan di Semarang, 09 November 1999. Penulis telah menempuh
pendidikan formal di SD Nasional Pelita Hati, SMP Negeri 33 Semarang, dan SMK
Negeri 4 Semarang. Pada tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru
Diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program
Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM. 3.32.18.0.24
Apabila terdapat kritik, saran dan
pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail yustinus465@gmail.com
0 komentar:
Posting Komentar