Modul yang digunakan
* Delta Robo CPU
* Delta DC Driver
* Hexapod Mechanic
* Battery Pack
* ISP Cable
* Delta IR Line Sensing


Deskripsi


Pada aplikasi ini akan dibahas bagaimana sebuah robot bergerak mengikuti petunjuk menuju ke suatu tempat yang ditentukan. Dalam hal ini petunjuk yang diberikan dalah sebuah garis hitam yang akan diikuti oleh robot tersebut sesuai dengan alurnya. Seperti halnya pada manusia, agar robot tersebut dapat bergerak mengikuti alur garis maka dibutuhkan indera maka Delta Robo Kit juga membutuhkan alat pengindera berupa sensor. Delta IR Line Sensing adalah sensor cahaya yang diletakkan pada sungut yang dapat diatur posisinya, hal ini diperlukan untuk menyesuaikan robot terhadap lebar garis yang diikuti.


Teori Dasar
Cahaya infra merah adalah suatu pilihan yang cukup baik sebagai sensor karena cahaya spektrum cahaya ini berada di luar spektrum cahaya matahari sehingga tidak mengganggu kinerja sensor.





Phototransistor TOPS030ATB adalah sebuah sensor infra merah yang dilengkapi dengan lapisan pelindung yang juga mereduksi pengaruh cahaya-cahaya liar selain batasan panjang gelombangnya yaitu 750 – 1050 nm Pancaran cahaya dari LED Infrared yang dipantulkan ke garis akan diserap dan tidak dipantulkan ke detektor namun apabila cahaya menimpa bidang berwarna terang akan dipantulkan kembali ke detektor (phototransistor). Pada saat pancaran cahaya yang dipantulkan diterima oleh phototransistor maka sensor ini akan berada pada kondisi saturasi sehingga basis dari transistor yang terhubung pada bagian kolektornya akan terhubung ke ground. Transistor akhir tersebut akan cut off, arus bias akan mengalir dari resistor ke bagian keluaran sensor sehingga berlogika 1. Sebaliknya bila pancaran cahaya tidak diterima, maka phototransistor akan berada pada kondisi cut off. Arus bias akan masuk melalui resistor ke basis transistor akhir sehingga transistor ini berada pada kondisi saturasi dan keluaran sensor berlogika 0.

Cara Kerja

Robot penjejak cahaya ini terdiri dari beberapa bagian sesuai fungsinya masing - masing yaitu otak sebagai bagian penentu aktifitas. Otak bekerja menentukan gerakan - gerakan motor berdasarkan masukan yang diterima oleh sensor-sensornya. Dalam aplikasi ini, bagian otak adalah Delta Robo CPU yang merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk keperluan robotik. Sistem mikrokontroler ini sudah dilengkapi dengan konektor-konektor untuk sensor maupun pengendali motor. Walaupun aplikasi robot penjejak garis ini sebetulnya cukup sederhana sehingga tidak mengharuskan penggunaan sistem mikrokontroler namun pada aplikasi ini digunakan sistem mikrokontroler sebagai otak karena sistem ini bersifat fleksibel dan dapat diprogram sesuai kebutuhan sehingga aplikasi robot dapat diubah dengan mudah tanpa melakukan modifikasi yang terlalu besar pada perangkat kerasnya.


Program 1
#include

void main()
{
while(1)
{
P1_1=0; //Motor Kanan aktif
P1_3=0; //Motor Kiri aktif
P1_0=P1_4;
P1_2=P1_5;
}
}


Tampak pada program di atas fungsi sistem mikrokontroler sebetulnya dapat digantikan dengan menghubungkan kabel antara P1.0 dengan P1.4, P1.2 dengan P1.5 dan P.1 serta P1.3 ke ground. Namun pada aplikasi ini kita gunakan sistem mikrokontroler di mana pengguna dapat dengan mudah menambahkan fungsi-fungsi lain pada robot atau mengatur waktu tunda antara sensor dengan aktifitas motor. Pada kondisi tidak mendeteksi garis, P1.0 dan P1.3 akan berlogika 1 sehingga kedua motor bergerak maju. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa kondisi keluaran Delta IR Line Sensing akan berubah menjadi logika 1 saat sensor mendeteksi obyek terang (di luar garis) dan berubah menjadi logika 0 saat sensor mendeteksi obyek gelap ( garis). Logika 0 pada sensor kiri akan mengubah kondisi logika P1.4 menjadi 0. Sesuai pada bagian program bahwa P1.0 = P1.4 maka kondisi logika port inipun juga berubah menjadi 0. Motor kiri yang terhubung dengan port tersebut akan mengubah arah menjadi mundur dan motor kanan tetap maju dan robot akan bergerak ke kiri



Pengaturan waktu tunda tersebut digunakan untuk menggerakkan robot dengan kecepatan tinggi. Seperti pada sebuah kendaraan, untuk kecepatan yang lebih tinggi dibutuhkan jarak pandang yang lebih jauh. 9 lubang spacer


Delta IR Line Sensing memiliki 9 lubang spacer yang berfungsi untuk mengatur jarak sensor. Untuk gerakan dengan kecepatan yang lebih tinggi, sensor dapat dipasang lebih maju agar robot dapat mendeteksi lebih dini adanya perubahan terang gelap pada sensor dan mikrokontroler pada Delta Robo CPU segera mengambil aksi. Untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi ini mikrokontroler tidak harus langsung menggerakkan motor namun dibutuhkan waktu tunda yang harus disesuaikan dengan kecepatan motor terlebih dahulu sebelum melakukan belokan. Di sinilah kegunaan mikrokontroler pada aplikasi robot penjejak garis di mana pengguna dapat mengatur adanya waktu tunda untuk menyesuaikan gerakan robot.

Petunjuk Instalasi
1. Pasang Delta IR Line Sensing pada bagian bawah Hexapod Crawler dengan menggunakan spacer


2. Pasang Spacer pada bagian atas Hexapod Crawler dan Battery Pack


3. Pasang Delta Robo DC Driver di bagian bawah dan Delta Robo CPU dibagian atas


4. Hubungkan kabel motor kiri dan kanan ke Delta DC Driver



5. Hubungkan kabel Delta IR Line Sensing ke port sensor dari Delta Robo CPU


6. Hubungkan Kabel Battery Pack ke Delta Robo CPU, pastikan kondisi robot berada pada kondisi bebas di mana kedua kaki tidak menyentuh lantai. Hal ini dapat dilakukan dengan memberi penyangga di bagian bawah atau melepas terlebih dahulu kabel motor


7. Hubungkan kabel ISP ke ISP Port dan sisi lain (DB25) ke port parallel PC DELTA ROBO CPU


8. Jalankan Software RIDE (lakukan instalasi pada paket yang ada dalam CD bila anda belum memiliki) dan buka program line_tracker.c. Lakukan kompilasi dengan memilih Make All pada menu Project.


9. File Hex akan terbentuk dengan nama file line_tracker.hex
10. Buka ISP PGM 3.0 dan download file hex tersebut ke robot


11. Letakkan robot di garis hitam kuning setebal kurang lebih 5 cm
12. Atur posisi Delta IR Line Sensing pada garis tersebut dan lepaskan robot.

Nih, mungkin ckup berarti buat para engineer muda yg masih pemula. kLo punya niat di bidang Instrumentasi kendali, kita simak sebentar yuk ... ..

pertama-tama kita kenalan dulu ya,

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda mulai bisa membaca tulisan apapun baik itu tulisan buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun mulai bisa menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data pada mikrokontroler maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan menggunakan mikrokontroler sesuai dengan keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

* Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
* Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
* Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.


Apa sih Manfaat/prospek yang bisa diperoleh jika menguasai mikrokontroler ?

Banyak sekali gan, dengan melihat penjelasan nomor 1, maka batasnya hanya imajinasi Anda. Dengan menguasainya, kita bisa menerapkannya kedalam kehidupan sehari-hari seperti mengendalikan suatu perangkat elektronik dengan berbagai sensor dan kondisi seperti cahaya, getaran, panas, dingin, lembab dan lain-lain. Sekedar contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, lihatlah disekitar lingkungan Anda ada toaster, mesin, cuci, microwave kemudian tengoklah didunia pertanian Anda bisa membuat kontrol kelembaban untuk budidaya jamur dsb, didunia perikanan Anda bisa mengendalikan suhu air kolam dsb. Bahkan Anda bisa membuat PABX mini, SMS Gateway, atau kearah military Anda bisa membuat radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem monitoring cuaca dengan balon udara, automatic vehicel locator (menggunakan GPS), aplikasi robotik dan sebagainya. Semua itu sekedar contoh, masih banyak lagi yang bisa Anda lakukan dengan mikrokontroler.

Sebagai prospek, arah perkembangan dunia elektronika saat ini adalah ke embedded system (sistem tertanam) atau embedded electronic (elektronik tertanam). salah satunya dengan menggunakan mikrokontroler, jadi jika Anda belajar dan menguasai mikrokontroler sudah tepat pada jalurnya.



jenis mikrokontroler

Secara teknis hanya ada 2 yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keturunan/keluarga sendiri-sendiri.

RISC kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak

CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer : instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.

Tentang jenisnya banyak sekali ada keluarga Motorola dengan seri 68xx, keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Masing-masing keluarga juga masih terbagi lagi dalam beberapa tipe. Jadi sulit sekali untuk menghitung jumlah mikrokontroler.


tipe yg baik untuk langkah awal mempelajari mikrokontroler

Tidak ada yang paling baik atau lebih baik, namun tips dibawah barangkali bermanfaat bagi Anda :

* Lingkungan Anda, artinya mikrokontroler apa yang dominan di lingkungan Anda ?. Akan lebih mudah belajar bersama daripada sendirian sehingga mudah untuk bertanya jawab jika ada kesulitan.
* Ketersediaan perangkat untuk proses belajar (development tool)
* Harga mikrokontroler, tips terakhir bisa diabaikan jika bukan menjadi kendala bagi Anda.

Ditinjau dari buku-buku mikrokontroler berbahasa Indonesia nampaknya mikrokontroler yang dominan saat ini dari keluarga MCS-51. Yang perlu Anda ketahui antara satu orang dengan orang lain akan berbeda dalam hal kemampuan mempelajari. Jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman BASIC Anda bisa menggunakan mikrokontroler BASIC Stamp, jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman JAVA Anda bisa menggunakan Jstamp, jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman C++ bisa Anda manfaatkan untuk keluarga MCS-51 dan masih banyak lagi. Namun semua kembali kepada Anda yang berminat mempelajari dan memperdalam mikrokontroler.



Bagaimana sih cara menguasai mikrokontroler ?

Ada 2 cara nih gan:

1. Belajar sendiri (otodidak), Anda bisa mempelajari sendiri mikrokontroler dengan panduan buku dan peralatan yang diperlukan, mulailah dari contoh-contoh sederhana. Jika ada kesulitan tanyakan kepada teman Anda yang lebih tahu tentang mikrokontroler atau bisa Anda utarakan ke mailing list yang membahas mengenai hal ini.

2. Melalui lembaga Pendidikan, cara kedua ini bisa Anda dapatkan baik melalui pendidikan formal seperti sekolah, perguruan tinggi, maupun pendidikan non formal (kursus, pelatihan, les dan sejenisnya). Dengan cara ini Anda akan lebih terprogram dan cepat dalam penguasaan mikrokontroler.

Kata kucinya adalah : kemauan untuk belajar disertai latihan, latihan, dan latihan. Jika Anda berminat mempelajari mikrokontroler mulailah dengan mempelajari teori serta mempraktekkannya, idealnya Anda praktek menggunakan perangkat keras walaupun Anda bisa menggunakan simulator. Anda bisa memulai dengan mengaktifkan sebuah LED, setelah itu cobalah bermain-main menggeser LED dan mencoba instruksi-instruksi lain. Lambat laun Anda akan memahami bagaimana membuat struktur program yang efektif dan efisien. Belajar mikrokontroler sama halnya seperti belajar ilmu komputer, sulit bukan jika belajar ilmu komputer secara teori tanpa praktek ?



Mo nyari komponen mikrokontroler ?

kita bisa mencari komponen di toko elektronika di kota masing-masing, jika Anda mengalami kesulitan tentang hal ini segeralah bertanya kepada teman yang lebih tahu atau ke mailing list, solusi akan segera Anda dapatkan. Jika Anda ingin memulai belajar mikrokontroler Anda bisa membuat sendiri perangkat prakteknya (development tool) dengan komponen-komponen yang tersedia di toko-toko elektronika di kota Anda, bahkan dibeberapa toko menyediakan kit/modul mikrokontroler siap pakai bagi Anda yang mempunyai keterbatasan waktu untuk membuatnya. Saat ini pun sudah banyak yang menjual perangkat mikrokontroler di toko-toko virtual. hemat waktu, tenaga, dan biaya. Tinggal klik klik klik, beres.

Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan internal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan

susunan pin 80C5.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki :

• Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit.
• 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.
• Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit
• Osilator internal dan rangkaian pewaktu.
• Dua buah timer/counter 16 bit
• Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).
• Sebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
• Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean.
• EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.
• Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 μs

CPU ( Central Processing Unit )

Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adalah mengambil instruksi dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja sederhana (decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkah-langkah yang telah ditentukan program (execute). Unit aritmatika dan logika merupakan bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, serta manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan perbandingan.

Bagian Masukan/Keluaran (I/O)

Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar sistem. Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi data dari /ke serpih tunggal.

Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu piranti untuk hubungan serial UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) dan piranti untuk hubungan pararel yang disebut dengan PIO (Pararel Input Output). Kedua jenis I/O tersebut telah tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52.

Perangkat Lunak

Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang tidak dipahami oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini dikenal dengan nama bahasa assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi. Namun saat ini pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C, pemrograman mikrokontroler menjadi lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C akan secara otomatis diubah menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat lunak pada mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :

1. Instruksi Transfer Data
Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke memori, dari register ke memori dan lain lain.

2. Instruksi Aritmatika
Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjumlahan, pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian.

3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit
Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran dan komplemen data.

4. Instruksi Percabangan
Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini, program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat tertentu.

5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol
Instruksi ini mengatur penggunaan stack, membaca/menulis port I/O, serta pengontrolan.

Konfigurasi Pin

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke-40 pin tersebut digambarkan sebagai berikut :




Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah :

1. Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah (bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose).
2. Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi.
3. Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua arah yang memiliki fungsi pengganti sebagai berikut :
• P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data)
• P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)
• P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low)
• P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, aktif low)
• P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)
• P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)
• P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.
• P3.7 (17) : RD (Read, aktif low) Sinyal kontrol pembacaan memori data input-output eksternal ke port 0.
4. Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal.
5. Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung pada kristal.
6. Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian.
7. Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal.
8. Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM) ke mikrokontroler (aktif low).
9. Pin 30 sebagai ALE (Address Latch Enable) untuk menahan alamat bawah selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai PROG (aktif low) yang diaktifkan saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler (on chip).
10. Pin 31 sebagai EA (External Accesss) untuk memilih memori yang akan digunakan, memori program internal (EA = Vcc) atau memori program eksternal (EA = Vss), juga berfungsi sebagai Vpp (programming supply voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler.
11. Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi sebagai alamat bawah yang dimultipleks dengan data untuk mengakses program dan data memori eksternal.
12. Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.

Organisasi Memori

Semua serpih tunggal dalam keluarga MCS-51 memiliki pembagian ruang alamat untuk program dan data. Pemisahan memori program dan memori data memperbolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (Data Point Register). Memori program hanya bisa dibaca tidak bisa ditulis karena disimpan dalam EPROM. Dalam hal ini EPROM yang tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52 sebesar 8 Kbyte




a. Memori Program
Pada EPROM 8 Kbyte, jika EA (External Access) bernilai tinggi, maka program akan menempati alamat 0000 H sampai 0FFF H secara internal. Jika EA bernilai rendah maka program akan menempati alamat 1000 H sampai FFFF H ke program eksternal.

b. Memori data
Memori data internal dipetakan seperti pada gambar di bawah ini Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok yaitu bagian 128 bawah, 128 atas, dan ruang SFR (Special Function Register)



Bagian RAM 128 byte bawah dipetakan menjadi 32 byte bawah dikelompokkan menjadi 4 bank dan 8 register (R0 sampai R7). Pada bagian 16 byte berikutnya, di atas bank-bank register, membentuk suatu blok ruang memori yang bisa teralamati per bit (bit addressable). Alamat-alamat bit ini adalah 00 H hingga 7F H. Semua byte yang berada di dalam 128 bawah dapat diakses baik secara langsung maupun tidak langsung. Bagian 128 atas hanya dapat diakses dengan pengalamatan tidak langsung. Bagian 128 atas dari RAM hanya ada di dalam piranti yang memiliki RAM 256 byte.