BAB III PEMBAHASAN 3.1. Tinjauan Umum Alat · PEMBAHASAN 3.1. Tinjauan Umum Alat Perancangan Robot Voice Control secara umum berfungsi untuk memudahkan untuk mengendalikan tanpa menggunakan

19

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Tinjauan Umum Alat

Perancangan Robot Voice Control secara umum berfungsi untuk memudahkan

untuk mengendalikan tanpa menggunakan remote biasa, dalam implementasinya bisa

diterapkan dalam mobil sesungguhnya sehingga penumpang/pengguna kendaraan

tersebut dapat mengoperasikan mobil hanya dengan perintah suara saja.

Cara kerja Robot voice control, diperlukan sebuah smartphone dengan operating

system android. Smartphone yang digunakan sebagai sensor pengenal suara pada

robot sekaligus sebagai media pengolahan data daninformasi. Hasil dari pengolahan

data dan informasi yang di dapat dari smartphone dikirim via bluetooth ke

mikrokontroler yang menjadi otak pergerakan Robot voice control.

3.2. Blok Diagram Alat

CATU DAYA

INPUT

MODULE BLUETOOTH

(HC-05)

PROSES

ARDUINO UNO

ATMEGA 328

OUTPUT

MOTOR DC

Gambar III.1. Blok Diagram Alat

20

Penjelasan blok diagram alat sebagai berikut:

3.2.1.Intput

Komponen input merupakan alat masukan yang akan diproses. Komponen

terdiri dari :

a. Catu Daya alat menggunakan sumber tegangan arus sebesar +12 volt kedalam

rangkaian.

b. Modul Bluetooth (HC-05) berfungsi untuk menerima sinyal gelombang radio

yang diterima dari smartphone yang terhubung dengan alat tersebut.

Gambar III.2. Input

3.2.2. Proses

Dalam proses komponen utama yang berfungsi sebagai pengelola/proses data

yang diterima dari masukan perintah suara yang telah diprogram kedalam

mikrokontroler yang kemudian akan menghasilkan output. Dalam proses tersebut

penulis menggunakan Arduino Uno ATmega 328.

Gambar III.3. Proses

21

3.2.3. Output

Output merupakan keluaran dari semua proses yang dijalankan, output yang

akan dihasilkan adalah Motor DC akan berputar/berjalan sesuai perintah yang telah

diprogram dan diproses pada Arduino Uno ATmega 328.

Gambar III.4. Output

3.3. Skema Rangkaian

Gambar III.5. Skema Rangkaian

22

Rancangan diatas adalah skema rangkaian dari Robot voice control yang

menggunakan ATmega 328 sebagai pusat pemroses data, modul Bluetooth HC-05

sebagai sensor penerima masukan suara yang dikirimkan melalui smartphone

android, Motor DC sebagai unit penggerak, dan rangkaian elektronik lainya sebagai

pendukung sistem.

Untuk mengaktifkan robot dibutuhkan sumber daya batu baterai 12V DC, jika

lampu LED (Light Emitting Diode) pada sistem minimum hidup maka alat tersebut

siap bekerja, namun jika LED pada sistem minimum mati maka periksa tegangan

pada catu daya. Untuk mensimulasikan kerja alat, aktifkan modul Bluetooth HC-05

dengan cara menghubungkan setiap ground sensor pada sistem minimum yang akan

memproses kerja alat. Kemudian masukan program yang telah tersedia pada alat, jika

alat berjalan sesuai perintah suara yang telah diprogram maka alat tersebut berjalan

dengan semestinya.

3.4. Cara Kerja Alat

Cara kerja alat dimulai dengan mengaktifkan robot yang sudah dihubungkan

dengan sumber tegangan baterai 12V. Pada saat catu daya dihubungkan maka semua

rangkaian menerima tegangan yang telah diatur kebutuhannya sehingga rangkaian

siap bekerja. Kemudian smartphone android akan mengirimkan sinyal Bluetooth

yang berisi data perintah Maju, Mundur, Kiri, Kanan, dan Stop. Data tersebut akan

diterima oleh Modul Bluetooth HC-05 yang akan dilanjutkan melalui pin Rx

(Received) di modul yang terhubung pin Tx (Transmitter) di mikrokontroler.

Selanjutnya data tersebut akan diproses di ATmega 328 yang akan menghasilkan

Output Motor DC akan bergerak sesuai perintah yang telah diprogram.

23

3.4.1. Catu Daya

Tegangan keluaran dari baterai 12V DC akan mensupply rangkaian sistem

minimum dan komponen-komponen pendukungnya. Namun untuk rangkaian sistem

minimum khususnya IC mikrokontroler ATmega 328 (Arduino) membutuhkan

tegangan 5V. Cara kerja catu daya adalah ketika mendapatkan tegangan masukan

12V melalui Jack DC maka akan melewatkan dioda yang berfungsi sebagai forward

bias (bias maju). Apabila pemasangan kutub positif dan negatif tertukar atau terjadi

hubung singkat maka arus listrik tidak akan mengalir. Kapasitor 100 Uf/25 V dan

kapasitor 100 Nf untuk difilter dan kemudian menuju ke IC 7805 untuk

menghasilkan tegangan 5V. Kemudian tegangan akan masuk melewati kapasitor 100

Uf/25 V dan kapasitor 100 Nf untuk memfilter tegangan agar keluaran lebih stabil.

3.4.2. Modul Blutooth HC-05

Modul Bluetooth diletakan diluar dari sistem minimum agar dapat diletakan

bersebelahan dengan ATmega 328. Modul bluetooth HC-05 dihubungkan pada

PD0/RXD yaitu pin pertama Digital (PWM) ATmega 328 disambungkan ke kaki 1

pada modul, PD1/TXD yaitu pin kedua Digital (PWM) ATmega 328p disambungkan

ke kaki 2 pada modul, kaki 3 pada modul disambungkan ke GRD dan kaki 4 pada

modul disambungkan ke Vcc.

Sumber : (Catur P, 2018)

Gambar III.6. Module Bluetooth (HC-05)

24

3.4.3. Sistem Minimum ATmega 328

Sistem minimum sebagai rangkaian minimal dimana chip mikrokontroler

dapat bekerja. ATmega 328 ditanamkan sebuah bootloader atau perangkat lunak,

pada saat akan memasukkan program ke chip mikrokontroler tidak lagi

menggunakan downloader eksternal yang menggunakan jalur ISP (insystem

progamming) MISO (Master In Slave Out), MOSI (Master Out Slave In), SCK

(Serial Clock) dan reset akan menggantikan cara pengisian chip mikrokontroler

melalui komunikasi serial Rx dan Tx. Dengan memasukkan bootloader ke chip

mikrokontroler maka ATmega 328p ini menjadi arduino.

IC FT 232 RL adalah IC konverter USB (Universal Serial Bus) ke serial yang

akan jadi perantara pengisian program dari komputer ke chip mikrokontroler

ATmega 328p. Interface yang digunakan adalah USB tipe B. Pin 2 USB (data -)

terhubung ke pin 16 IC FT 232 RL dan pin 3 USB (data +) terhubung ke pin 15 IC

FT 232 RL, dihubungkan dengan kapasitor 100Nf untuk meredam noise yang

dihasilkan dari IC FT 232 RL dan komponen pendukungnya.

Pada kondisi diatas IC FT 232 RL akan mengkonversi komunikasi sinyal

USB menjadi serial. Saat dihubungkan ke komputer maka akan terdeteksi sebagai

serial COM. Pin 1 (TX) IC FT 232 RL akan dihubungkan ke pin 2 (RX) IC

mikrokontroler, pin 4 (RX) IC FT 232 RL dihubungkan ke kaki 3 (TX) IC

mikrokontroler. Untuk menghindari penekanan tombol reset secara terus menerus

pada proses pengisian program maka pin 2 (DTR#) dan pin 3 (RST#) di IC FT 232

RL diberikan kapasitor 100Nf yang terhubung ke reset IC mikrokontroler yang

berfungsi sebagai autoreset.

ATmega 328 membutuhkan tegangan kerja (Vcc) sebesar 5V dan akan

bekerja pada frekuensi oscillator yang dipakai. Mikrokontroler ini mempunyai

25

oscillator internal yang dapat digunakan sebagai penghasil clock untuk

menggerakkan CPU, pada sistem akan dipakai oscillator kristaleksternal dengan

frekuensi 16 Mhz dan dipakai dua buah kapasitor 22 Pf yang dihubungkan pada

mikrokontroler, pemilihan kristal pada frekuensi tersebut dikarenakan sistem arduino

membutuhkan eksekusi program yang sangat cepat dan juga umumnya dipakai untuk

menjadikan chip mikrokontroler menjadi arduino.

Tabel III.1. Pin Port

3.4.4. Rangkaian Driver Motor DC

Gambar III.7. Rangkaian Driver Motor L293D

Pin Mikrokontroler Port Mikrokontroler Pin Arduino Penggunaan

1 RESET RESET Tombol/Reset

2 PD0 Digital Pin 0 (RX) Pengisian Program RX

3 PD1 Digital Pin 1 (TX) Pengisian Program TX

4 PD2 Digital Pin 2 Pin Echo Ultrasonik

5 PD3 Digital pin 3 Pin Trigger Ultrasonik

9 PB6 Crystal 1 Eksternal Clock 16 MHz

10 PB7 Crystal 2 Eksternal Clock 16 MHz

11 PD5 Digital Pin 5 PWM kiri

12 PD6 Digital Pin 6 PWM kanan

13 PD7 Digital Pin 7 Motor kiri 1

14 PD8 Digital Pin 8 Motor kiri 2

15 PB1 digital Pin 9 Motor Servo

16 PB2 Digital Pin 10 Motor Servo

17 PB3 Digital Pin 11 Motor kanan 1

18 PB4 Digital Pin 12 Motor kanan 2

26

Rangkaian diatas berfungsi untuk menggerakan Motor DC kiri dan kanan

didalam rangkaian terdapat IC L293D, IC yang di desain khusus sebagai Driver

Motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL (Transistor-Transistor

Logic) maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan Driver IC L293D

dapat dihubungkan ke ground maupun kesumber tegangan positif karena didalam

Driver L293D, sistem Driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam satu unit

chip IC L293D terdiri dari 2 buah Driver Motor DC yang berdiri sendiri dengan

kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan

untuk QA membuat Driver H-bridge untuk 2 buah Motor DC. Berikutadalah proses

kerja alat secara keseluruhan:

a. Pada saat catu daya dihubungkan maka semua rangkaian menerima tegangan

yang telah diatur kebutuhannya sehingga rangkaian siap bekerja.

b. Input data melalui modul Bluetooth HC-05 akan menerima sinyal gelombang

radio yang dipancarkan melalui smartphone android yaitu berupa masukan

perintah suara sesuai input program.

c. Modul Bluetooth HC-05 akan menerima sinyal analog sampai jarak ± 10

meter

d. Pada saat modul Bluetooth menerima perintah suara yang dikirimkan melalui

smartphone android maka data suara tersebut maka mikrokontroler

mengirimkan sinyal ke driver motor untuk menggerakan motor sesuai

perintah yang diprogram.

27

3.5.Flowchart Program

Start

Input

Suara

Suara dikenal

Robot bergerak

Ya

SELESAI

Gambar III.8. Flowchart Program

Alur flowchart dimulai dengan Start kemudian menerima masukan perintah

data suara yang telah diprogram yaitu Maju, Mundur, Kanan, Kiri dan Stop, data

tersebut dilanjutkan ke tahap proses dimana komponen yang bertugas adalah

mikrokontroler ATmega 328 akan mencocokan data suara yang diterima, jika suara

dikenal maka robot akan bergerak sesuai perintah, dan jika perintah tidak dikenal

maka robot tidak merespon dan harus mengulangi ke tahap masukan data suara.

28

3.6. Konstruksi Sistem

Pada bahasan konstruksi sistem dijelaskan tentang sistem program secara

detail, meliputi inisialisasi, program, pembacaan input, pemprosesan dan

pengendalian output program.

3.6.1. Inisialisasi

Modul Bluetooth HC-05 p.0.1.12.13 : sensor input data

Rx bit p0D : saklar Rx pin

Tx bit p1D : saklar Tx pin

Vcc bit p5V : saklar Vcc pin

GND bit Pgnd : saklar GND pin

Input Motor DC bit Pl293D : Motor DC

L293D : input arduino uno

Sintak program tersebut merupakan inisialisasi perangkat keras dengan

memberikan simbol-simbol tertentu yang tujannya memberikan kemudahan dalam

pembuatan instruksi-instruksi selanjutnya. Seperti sensor input data merupakan

inisialisasi dari modul Bluetooth HC-05 yang terhubung pada port 0D, 1D ,12, 13

merupakan inisialisasi untuk sensor robot.

Input Motor DC merupakan inisialisasi untuk menjalankan kerja robot yang

terhubung pada Driver Motor L293D masing-masing terhubung dengan port yang

sudah ada di Driver Motor L293D. Driver Motor L293D merupakan inisialisasi yang

terhubung Arduino Uno yang pemrosesannya diproses dari sistem peng-codingan

yang dimasukkan kedalam ATmega 328 yang diteruskan ke Driver Motor untuk

memproses cara kerja alat.

29

3.6.2. Input

#include <AFMotor.h>

String voice;

AF_DCMotor motor1 (1, MOTOR12_1KHZ);

AF_DCMotor motor2 (2, MOTOR12_1KHZ);

Void setup ()

{

Serial.begin(9600);

}

Void loop()

{

While (Serial.available()){

delay(10);

char c = Serial.read();

if (c== „#‟) (break);}

voice += c; }

3.6.3. Main Program

If (voice.length () > 0){

If (voice == “*maju”){

Forward_car();

}

Else if (voice ==”*mundur”){

Back_car();

}

Else if (voice ==”*kanan”){

Right_car();

}

Else if (voice ==”*kiri”){

Left_car();

}

Else if (voice ==”*stop”){

Stop_car();

}

Voice=””;

}

}

30

3.6.4. Output

Void forward_car()

{

Motor1.run(FORWARD);

Motor1.setSpeed(100);



Delay(500);

}

Void back_car()

{

Motor1.run(BACKWARD);




Delay(500);

}

Void right_car()

{





Delay(300);

}

Motor1.run(RELEASE);


Delay(200);





Delay(500);

}

Void left_car()

{





Delay(300);

}



31

Delay(200);





Delay(500);

}

Void stop_car ()

{



}

3.7. Hasil Percobaan

Dalam percobaan yang penulis lakukan tentang pembuatan robot voice control

terdapat input, output, dan hasil kesuluruhan alat yang sudah di uji. Pengujian Robot

Voice Control dilakukan dalam kondisi ideal dan kondisi berderau. Pengujian akan

menentukan mean pada rata-rata jarak robot yang dapat mengenali suara baik dalam

kondisi ruangan yang hampir tidak memiliki derau hingga pengujian dalam kondisi

suara kendaraan yang lalu lalang disekitar rumah dan suara televisi. Pengujian

dilakukan dengan cara mengucapkan perintah Maju, Mundur, Kanan, Kiri, dan Stop.

3.7.1.Hasil Input

Pengujian Robot Voice Control dimulai dengan input sumber daya/catu

daya yang telah penulis lakukan, berikut tabel hasil percobaan catu daya:

Tabel III.2. Tabel Catu Daya

Voltase LED Sistem Minimum Motor DC

3 Volt LED OFF Tidak Berputar

5 Volt LED ON Tidak Berputar

7 Volt LED ON Tidak Berputar

9 Volt LED ON Berputar Tetapi Tidak Bertenaga

12 Volt LED ON Berputar Dengan Baik

15 Volt LED ON Berputar Dengan Baik Tetapi Arduino Cepat Panas

32

Percobaan Jarak (m) Respon Perintah

1 5 Kuat Terdeteksi

2 7 Kuat Terdeteksi

3 9 Kuat Terdeteksi

4 11 Lemah Tidak Terdeteksi

5 15 Lemah Tidak Terdeteksi

Pada tabel diatas menunjukan bahwa penggunaan catu daya untuk robot

voice controlmenggunakan batu baterai 12 Volt, tegangan tersebut adalah yang

paling ideal untuk mengaktifkan semua sistem Robot Voice control, dan jika

menggunakan tegangan 15 Volt robot berjalan dengan baik, akan tetapi IC

ATmega 328 yang terdapat di Arduino akan cepat panas dan tidak baik untuk

jangka waktu yang lama.

Pengujian Modul Bluetooth HC-05 adalah dengan menghubungkan pin Rx

dan Tx pada Modul Bluetooth dengan pin mikrokontroler, pin Vcc Modul diberi

tegangan sebesar 5V. Dengan jarak pengujian antara robot dengan smartphone

android sejauh 1 m sampai 15 m.

Pengujian untuk mendapatkan nilai jarak dilakukan dengan memasukan

perintah melalui smartphone yang bertahap menjauhkan robot dengan

smartphone, untuk mengetahui kepekaan modul Bluetooth ketika menerima sinyal

dari smartphone, dan berikut adalah tabel mengenai percobaan yang telah

dilakukan dari hasil input.

Tabel III.3. Percobaan Jarak

Dari tabel 3 diatas, menunjukan bahwa, jarak 5 sampai 10 meter terjadi

respon yang kuat terhadap adanya sinyal Bluetooth yang dikirimkan melalui

smartphone dan menyebabkan robot bergerak, sedangkan pada jarak 11 sampai 15

meter terjadi respon yang lemah terhadap adanya sinyal Bluetooth, menyebabkan

Motor DC tidak bergerak.

33

3.7.2. Hasil Output

Hasil output yang dihasilkan dari percobaan ini adalah hasil uji coba dari

motor kiri dan motor kanan, berikut adalah tabel mengenai percobaan yang

dilakukan dari motor kiri dan motor kanan :

Tabel III.4. Percobaan Motor DC

Perintah Suara Motor Kiri Motor Kanan Keterangan

Maju Berputar Ke depan Berputar Ke depan Robot Bergerak Ke depan

Mundur Berputar Ke belakang Berputar Ke belakang Robot Bergerak Ke belakang

Kanan Berputar Ke depan Berputar Ke belakang Robot Berbelok Ke kanan

Kiri Berputar Ke belakang Berputar Ke depan Robot Berbelok Ke kiri

Stop Tidak Berputar Tidak Berputar Robot Berhenti

34

3.7.3. Hasil Keseluruhan Alat

Pada kondisi awal robot di fungsikan, kedua motor penggerak robot akan

diam tidak berputar, Berikut tabel hasil keseluruhan alat yang telah dilakukan

pengujian :

Tabel III.5. Tabel Hasil Keseluruhan Alat

Pada tabel diatas menunjukan hasil dari kesuluruhan alat, selanjutnya pada

saat robot menerima sinyal perintah Maju dari jarak 5 sampai 10 meter Motor DC

pada sisi kanan dan kiri akan berputar kedepan sehingga robot bergerak maju

kedepan, kemudian pada saat robot menerima sinyal perintah Mundur dari jarak yang

Percobaan Jarak (m) Respon Perintah Keterangan

Maju robot bergerak maju

Mundur robot bergerak mundur

Kanan robot belok ke kanan

Kiri robot belok ke kiri

Stop robot tidak bergerak











Maju robot tidak bergerak

Mundur robot tidak bergerak

Kanan robot tidak bergerak

Kiri robot tidak bergerak


Maju robot tidak bergerak

Mundur robot tidak bergerak

Kanan robot tidak bergerak

Kiri robot tidak bergerak


5 15 Lemah

3 9 Kuat

4 11 Lemah

5 Kuat1

2 7 Kuat

35

sama Motor DC pada sisi kanan dan kiri akan berputar ke belakang sehingga robot

bergerak mundur ke belakang, kemudian pada saat robot menerima sinyal perintah

Kanan, Motor DC di sisi kanan akan berputar ke belakang dan Motor DC pada sisi

kiri akan berputar ke depan sehingga robot berbelok ke kanan, kemudian pada saat

robot menerima sinyal perintah Kiri, Motor DC di sisi kanan akan berputar ke depan

dan Motor DC pada sisi kiri akan berputar ke belakang sehingga robot berbelok ke

kiri, dan pada saat robot menerima sinyal Stop, Motor DC di kedua sisi akan berhenti

berputar, sehingga robot berhenti bergerak. Sedangkan pada saat robot menerima

sinyal dari jarak 11 sampai 15 meter, robot tidak bereaksi terhadap sinyal yang

dipancarkan dari smartphone karena jarak tersebut sudah melewati batas maksimal

dari modul Bluetooth HC-05.

Documents

BAB III PEMBAHASAN 3.1. Tinjauan Umum Alat · PEMBAHASAN 3.1. Tinjauan Umum Alat Perancangan Robot Voice Control secara umum berfungsi untuk memudahkan untuk mengendalikan tanpa menggunakan