Lap Meka 5 Fixx.docx

LAPORAN PRAKTIKUM MEKATRONIKA TOPIK 5 Gyroscope, Accelerometer dan Kompas TUJUAN - Mahasiswa dapat mengetahui Gyroscope, Accelerometer dan Kompas. - Mahasiswa dapat menggunakan CMPS03 dan GY-521. ANALISA  Cara Kerja CMPS 03 CMPS03 modul magnetik kompas, modul kompas ini didesain khusus dalam bidang robotik untuk tujuan navigasi robot. Kompas ini menggunakan dua sensor medan magnet KMZ51 buatan Philips yang cukup peka untuk mendeteksi medan magnet bumi. Dua sensor ini dipasang saling bersilangan. Pada modul kompas telah dipasang rangkaian pengkondisi sinyal dan mikrokontroler. Sehingga kita dapat mengakses berapa derajat posisi kompas secara langsung. Modul ini membutuhkan power sebesar 5 volt dengan konsumsi arus 15 mA. Ada dua cara untuk mendapatkan data kompas, dari koneksi PWM atau I2C. Sinyal PWM adalah sinyal yang lebar dari pulsanya termodulasi dengan lebar positif dari pulsanya yang mewakili sudut. Lebar pulsa bervariasi dari 1ms (0 °) untuk 36.99mS (359,9 °) – dalam kata lain 100uS / ° dengan 1 mS offset. Sinyal menjadi rendah untuk 65mS antara pulsa, sehingga waktu siklus adalah 65mS + lebar pulsa – yaitu. 66ms102ms. Osilator dihasilkan oleh timer 16 bit di prosesor memberikan resolusi 1US, namun tidak direkomendasikan pengukuran ini untuk sesuatu yang lebih baik dari 0,1 ° (10uS). Pastikan Anda menghubungkan pin I2C, SCL dan SDA, untuk pasokan 5v jika Anda menggunakan PWM, karena tidak ada pull-up resistor pada pin ini. Pin 2,3 adalah untuk antarmuka I2C dan dapat digunakan untuk mendapatkan pembacaan langsung dari modul. Jika antarmuka I2C tidak digunakan maka pin ini harus di pulled high (untuk +5 v) melalui beberapa resistor. Sekitar 47k ok, nilai-nilai sama sekali tidak kritis. I2C protokol komunikasi dengan modul kompas adalah sama dengan eeprom populer seperti 24C04 .. Pertama mengirim start bit, modul Alamat (0xC0) dengan read/write bit low, sesuai nomor register yang ingin Anda baca. Ini diikuti dengan awal yang berulang dan modul alamat lagi dengan read/write bit high (0XC1). Anda sekarang membaca satu atau dua byte untuk 8bit atau 16bit register masing-masing.

Register 16bit yang membaca byte tinggi terlebih dahulu. Kompas memiliki array 16 byte dari register, beberapa di antaranya ganda sebagai register 16 bit sebagai berikut; Register

Function

0

Software Revision Number

2,3

Compass Bearing as a byte, i.e. 0-255 for a full circle

4,5

Internal Test – Sensor1 difference signal – 16 bit signed word

6,7

Internal Test – Sensor2 difference signal – 16 bit signed word

8,9

Internal Test – Calibration value 1 – 16 bit signed word

10,11

Internal Test – Calibration value 2 – 16 bit signed word

12

Unused – Read as Zero

13

Unused – Read as Zero

14

Unused – Read as Undefined

15

Calibrate Command – Write 255 to perform calibration step. See text.

Antarmuka I2C tidak mempunyai pull-up resistor di modulnya, ini harus disediakan tempat lain, kemungkinan besar dengan bus master. Pullup diwajibkan pada kedua SCL dan jalur SDA, tapi hanya sekali untuk seluruh bus, bukan pada setiap modul. Disarankan nilai 1k8 jika Anda akan bekerja sampai 400KHz dan 1k2 atau bahkan 1k jika Anda pergi ke 1MHz. Kompas ini dirancang untuk bekerja sampai clock speed standar (SCL) dari 100KHz, namun kecepatan clock dapat ditingkatkan sampai 1MHz menyediakan tindakan pencegahan berikut ini diambil; Pada kecepatan di atas sekitar 160KHz CPU tidak dapat merespon cukup cepat untuk membaca I2C data. Oleh karena itu delay kecil 50uS harus dimasukkan kedua sisi penulisan register address. Tidak ada delay yang diperlukan di tempat lain dalam urutan. Dengan melakukan ini, sudah diuji modul kompas hingga 1.3MHz clock speed SCL. GY-521

GY-521 adalah sebuah modul berinti MPU-6050 yang merupakan 6 axis Motion Processing Unit dengan penambahan regulator tegangan dan beberapa komponen pelengkap lainnya yang membuat modul ini siap dipakai dengan tegangan supply sebesar 35VDC. Modul ini memiliki interface I2C yang dapat disambungkan langsung ke MCU yang memiliki fasilitas I2C. Sensor MPU-6050 berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Sensor ini sangat akurat dengan fasilitas hardware internal 16 bit ADC untuk setiap kanalnya. Sensor ini akan menangkap nilai kanal axis X, Y dan Z bersamaan dalam satu waktu.

Gambar GY – 521

Berikut adalah spesifikasi dari Modul GY-521 : 

Berbasis Chip MPU-6050



Supply tegangan berkisar 3-5V



Gyroscope range + 250 500 1000 2000 ° / s



Acceleration range: ± 2 ± 4 ± 8 ± 16 g



Communication standard I2C



Chip built-in 16 bit AD converter, 16 bits data output



Jarak antar pin header 2.54 mm



Dimensi modul 20.3mm x 15.6mm

 Hasil Percobaan Pada percobaan pertama kita menggunakan sensor CMPS 03, kita berhasil menjalankan program yang menunjukkan arah seperti pada kompas dalam nilai derajat mulai dari 0⸰ sampai 359⸰ . Jadi saat sensor diputar pada serial monitor akan menunjukkan nilai dalam derajat yang akan berubah ubah sesuai titik sudutnya. Pada percobaan kedua kita menggunakan sensor GY-521, hasilnya ketika sensor diputar searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam maka servo yang sebagai output akan bergerak sesuai arah putar dari sensor gyroscope.  Cara Kerja Soal Pada soal pertama kita mencari contoh codingan sensor CMPS 03 pada internet dan juga menambahkan data library lC2 pada arduino setelah itu kita menambahkan output pada serial monitor dan juga menambahkan ASCI derajat(o). Karena pada contoh codingan menggunakan arduino UNO sedangkan dalam praktikum arduino Mega maka kita menyesuaikan pin dengan port sensor Pada soal kedua kita mencari contoh coding sensor gyroscpoe GY-521 pada internet dan juga menambahkan data library MPU-6050 pada arduino. Karena pada contoh codingan menggunakan arduino UNO sedangkan dalam praktikum arduino Mega, maka kita menyesuaikan pin dengan port sensor.

 Koding 1. Koding sensor CMPS03 #include <Wire.h> #include #define addr 0x60 LiquidCrystal lcd(22,23,24,25,26,27); byte hb,lb; void setup(){ lcd.begin(16,2); Wire.begin(); Serial.begin(9600); } void loop(){ Wire.beginTransmission(addr); Wire.write(2); Wire.endTransmission(); Wire.requestFrom(addr,2); while(Wire.available()<2); hb=Wire.read(); lb=Wire.read(); int kompas =((hb<<8)+lb)/10; lcd.setCursor(0,0); Serial.print(" "); Serial.print(kompas); Serial.println("°"); delay(100); } 2.

#include "Wire.h" #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050.h" #include "Servo.h" MPU6050 mpu; int16_t ax, ay, az; int16_t gx, gy, gz; Servo myservo; int val;

int prevVal; void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(38400); Serial.println("Initialize MPU"); mpu.initialize(); Serial.println(mpu.testConnection() ? "Connected" : "Connection failed"); myservo.attach(9); } void loop() { mpu.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz); val = map(ay, -17000, 17000, 0, 179); if (val != prevVal) { myservo.write(val); prevVal = val; } delay(50); }  Analisa Koding 1. Pada baris pertama memangil fungsi I2C, memangil fungsi LCD, Inisialisasi alamat register, konfigurasi LCD, variabel hb=highbyte, lb=lowbyte,instalasi LCD 16x2, memulai I2C, memulai transmisi dengan mengirim reg 0x60, menuliskan nilai 2, mengakhiri transmisi, meminta data dari sensor, membaca nilai highbyte dari sensor, membaca nilai lowbyte dari sensor, kalkulasi untuk mendapatkan nilai dari sensor, mengatur koordinat lcd, tampilkan nilai sensor pada serial monitor, tunda 100ms. 2. Koding pada percobaan sensor GY-521 ini menggunakan servo sebagai output dari sensor GY-521 ini dimana saat sensor di gerakan ke kanan maka servo bergerak ke kanan juga begitu juga sebaliknya.Fungsi-fungsi pada koding diatas outputnya berupa gerakan servo yang dihasilkan dari sensor GY-521.

KESIMPULAN Untuk mempelajari penggunaan sensor pada CPMS03 dan juga GY-521 dapat dipelajari di example codingan. Kedua sensor bisa digunakan sebagai mode GPS pada perangkat seperti robot guna sebagai petunjuk dan penggerak arah. Dan penggunaan sensor yang mudah di pelajari.