Modul Pengatur Sudut untuk Motor Servo

Inge Diah Ariesta¹; Reno Galih Putra².

Pengampu Dr.Samuel BETA, Ing. Tech. M.T³

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : ingeariesta25@gmail.com¹; reno.gatra@gmail.com²; sambetak2@gmail.com³

Intisari – Pengaturan merupakan suatu proses untuk mengendalikan nilai suatu variable. Pengaturan ini dapat dilakukan dengan berbagai macam cara dari lup terbuka maupun lup tertutup. Dalam penelitian ini, kami akan membuat modul yang dapat mengatur besar sudut suatu motor servo. Pengaturan dilakukan dengan memberikan nilai sudut sesuai angka yang ditekan pada keypad, dari 0 sampai 180 derajat. Kemudian besarnya sudut akan ditampilkan pada tujuh ruas.

Kata kunci: NUC120, Motor Servo, Keypad 4x4, Tujuh Ruas

Abstract – Controller is a process to control the variable value. Arrangements can be made invarious ways from open to closed loop. In this research, we while making degrees control module for servo motor. Press the keypad to set the degrees value, from 0 until 180 degrees. The degree value will be displayed in the seven segment.

Keywords: NUC120, Motor Servo, Keypad 4x4, Seven Segment

I. PENDAHULUAN

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sudah sangat pesat ini, sudah banyak alat yang digunakan secara otomatis untuk membantu pekerjaan manusia agar lebih efisien. Penemuan-penemuan teknologi sebagai penyempurna maupun yang baru telah dilakukan di berbagai bidang, dan chip (mikrokontroler) yang berfungsi sebagai sistem kontrol juga mulai berkembang dalam penggunaannya sebagai pengontrol. Dan salah satu yang dapat dikontrol adalah sudut motor servo, dapat dikendalikan melalui suatu chip yang dapat mengirim dan menerima data secara komputerisasi. Dengan adanya pemikiran tersebut, muncul ide untuk membuat suatu peralatan elektronik yang dapat bekerja untuk mengatur sudut motor servo yakni “Modul Pengatur Sudut untuk Motor Servo”.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan Nuvotton NUC120 ini.

A. DT-ARM NUC120

DT-ARM NUC120 Board merupakan modul pengem-bangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

Spesifikasi :

Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
Terintegrasi dengan osilator 32.768 kHz sebagai sumber clock RTC.
Memiliki 1x port USB.
Memiliki 1 port RS-485.
Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3.3VDC / 5VDC.
Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.
Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
Memiliki 45 jalur GPIO.
Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
Memiliki port input 8 kanal ADC 10-bit.
Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC /3,3VDC - 5VDC.

Gambar 1. NUC120RD2BN

B. Keypad 4x4

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut:

Gambar 2. Konstruksi Keypad 4x4

Gambar 3. Bentuk Fisik Keypad 4x4

C. Penampil 7 Ruas

Penampil 7 ruas merupakan komponen yang berfungsi sebagai penampil karakter angka dan karakter huruf. Penampil 7 ruas sering juga disebut sebagai display 7 segment. Pada display 7 segment juga dilengkapi karakter titik (dot) yang sering dibutuhkan untuk karakter koma atau titik pada saat menampilkan suatu bilangan. Display 7 segment terdiri dari 7 penampil karakter yang disusun dalam sebuah kemasan sehingga dapat menampilkan karakter angka dan karakter huruf. Terdapat 7 buah penampil dasar dari LED (Light Emiting Diode) yang dinamakan karakter A-F dan karakter dot. Bentuk susunan karakter penampil karakter A-F pada display 7 segmen dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4. Susunan Karakter Penampil 7 Ruas

Gambar 5. Rangkaian Internal Penampil 7 Ruas Common Anoda

Gambar 6. Bentuk Fisik Penampil 7 Ruas

D. Motor Servo

Motor servo adalah 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 ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.

Gambar 7. Bentuk Fisik Motor Servo

Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.

Gambar 8. Pulsa Pengontrol Sudut

III. PERANCANGAN ALAT

A. Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1. Keypad 4x4

2. 7 Ruas

3. Motor Servo

B. Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagram aplikasi ARM NUC120 menggunakan masukan keypad dengan luaran 7 Ruas dan motor servo dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 9. Blok Diagram Komponen Utama

Diagram blok sistem dirancang untuk dapat mengetahui prinsip kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Tujuan lainnya adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga dapat dibuat sistem sesuai dengan yang diinginkan.

1. Keypad sebagai masukan angka untuk nilai sudut.

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah ARM NUC120 yang berfungsi untuk mengolah data dari masukan.

3. Luaran pada sistem ini adalah 7 Ruas yang digunakan sebagai penampil angka masukan dan motor servo bergerak sesuai besar angka masukan.

C. Perancangan Perangkat Keras

Membuat rancangan perangkat keras meliputi pembuatan mekanik alat, rangkaian elektronik untuk catu daya dan sistem secara keseluruhan.

a. Pembuatan Mekanik

Gambar 10. Konstruksi Mekanik

b. Rangkaian Catu Daya

Dalam perancangan perangkat keras ini menggunakan IC regulator 7805 maka dapat dihasilkan tegangan yang dibutuhkan untuk mengaktifkan komponen yaitu keypad, 7 Ruas, dan motor servo.

c. Rangkaian Modul Pengatur Sudut untuk Motor Servo

Pada gambar di bawah ini ditunjukkan keseluruhan rangkaian untuk modul pengatur sudut untuk motor servo yang menunjukkan letak pin masukan dan luaran alat.

Gambar 11. Rangkaian Modul Pengatur Sudut untuk Motor Servo

d. Pengawatan

Pada gambar di bawah ini ditunjukkan pengawatan luar maupun dalam box yang digunakan dalam pembuatan alat :

Gambar 12. Pengawatan Dalam dan Luar

D. Perancangan Perangkat Lunak

a. Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan pada proyek ini adalah CooCox software yang menggunakan aplikasi CoIDE sebagai aplikasi untuk menulis program ARM NUC120 dengan metode NUVOTON. Serta NuMicro ISP Programming Tool sebagai aplikasi downloader program ke board mikrokontroler.

b. Diagram Alir

Diagram alir dari sistem yaitu sebagai berikut :

Gambar 13. Diagram Alir

IV. PENGUJIAN ALAT

Pengujian ini bertujuan untuk mengecek masukan dari keypad 4x4 yang hasilnya digunakan untuk menyalakan 7 Ruas dan menggerakan motor servo.

V. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Dengan menggunakan pemroses data Nov 120, keypad berfungsi sebagai input yang akan menjadi masukan dan acuhan besarnya sudut gerak tuas motor servo.

2. Tujuh Ruas dapat menampilkan angka yang ditekan pada keypad 4x4.

3. Motor servo dapat bergerak sesuai dengan besar sudut yang ditampilkan pada 7 Ruas.

REFERENSI

[1]https://hummatron.wordpress.com/2015/03/20/pengenalan-modul-mikrokontroler-nuvoton-nu-lb-nuc140/

[2] http://elektronika-dasar.web.id/matrix-keypad-4x4-untuk-mikrokontroler/

[3] http://elektronika-dasar.web.id/display-7-segment/

[4] http://elektronika-dasar.web.id/motor-servo/

Nama penulis Inge Diah Ariesta. Penulis lahir di Semarang tanggal 25 Maret 1996. Telah menempuh pendidikan formal di SDN Bulusan 01 Semarang (lulus tahun 2008), SMPN 27 Semarang (lulus tahun 2011), SMAN 4 Semarang (lulus tahun 2014). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.11 Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui email : ingeariesta25@gmail.com

Nama penulis Reno Galih Putra. Penulis dilahirkan di Demak 14 April 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Muslimat NU, SD Negeri Bintoro 4, SMP Negeri 1 Demak, dan SMA Negeri 1 Demak. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan di-terima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 08998988433 atau melalui via email reno.gatra@gmail.com.

Nama pengajar Dr.Samuel BETA, Ing. Tech. M.T mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com.

Lampiran dapat di download (full) disini :
Download Laporan ARM.pdf

Belajar Mikrokontroler 2016

Laman

CARI SESUATU ?

Rabu, 08 Februari 2017

MODUL PENGATUR SUDUT UNTUK MOTOR SERVO