1. Dokumen tersebut membahas tentang rancangan kursi roda elektrik menggunakan joystick yang dikendalikan oleh mikrokontroler ATmega 8535. Tujuannya adalah membuat alat bantu bergerak untuk penyandang cacat. 2. Mikrokontroler ATmega 8535 digunakan sebagai pengendali utama sistem dengan fitur-fitur seperti I/O, ADC, timer dan memori. 3. Joystick berfungsi sebagai input gerakan sedangkan motor DC

1. KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
(Okta Dwika & Riski Widodo) 1
Kursi Roda Elektrik Menggunakan Joystik Berbasis Mikrokontroler
ATMEGA 8535
Okta dwika (5223093013)
Riski Widodo (5223093008)
Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
Termasuk dalam kategori jurnal keteknikan.
Pirhot Jetro Simangunsong
Mahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
No. Reg : 5223125013
ABSTRAK
Okta dwika, Riski Widodo,Kursi Roda Elektrik Menggunakan Joystik Berbasis
Mikrokontroler ATMEGA 8535, Tugas Akhir, Jakarta, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Teknik, Universitas Negeri Jakarta, Desember 2012.
Tugas Akhir dibuat dengan tujuan untuk membuat Kursi Roda Elektrik
menggunakan Joystick dengan kendali Mikrokontroler ATmega8535 dengan didukung
joystick sebagai modul input dan motor DC sebagai actuator . Pembuatan Tugas Akhir
dilakukan di ruang praktikum dan laboratorium , Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Negeri Jakarta yang dibuat terhitung dari bulan Agustus hingga Desember 2012.
Kursi roda merupakan salah satu alat bantu bagi penyandang cacat kaki dan orang yang
fisiknya lemah untuk dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Sering juga
dimaksudkan, bahwa kursi roda digunakan untuk meningkatkan kemampuan mobilitas bagi
orang yang memiliki kekurangan seperti orang yang cacat fisik, pasien rumah sakit yang
tidak diperbolehkan untuk melakukan banyak aktivitas fisik, orang tua (manula), dan orang -
orang yang memiliki resiko tinggi untuk terluka bila berjalan sendiri.
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau
dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual
pada perangkat elektronika.
Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam
pengontrolan robot . seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin
kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah
mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) ATmega 8535 yang menggunakan
teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat
karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program.
Kata Kunci : Kursi roda, Mikrokontroler ATMEGA 8535, IC, Teknologi RISC.

2. HAD3ELKA, Vol 098, No: 1 April 2013: 30-392
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam sejarahnya, penerapan ilmu
dapat dikembangkan dengan sejalannya
tuntutan masalah atau kasus kecil dalam
rutinitas kehidupan. Pencapaiannya dapat
dilihat dari berbagai pemikiran inovasi dan
kreatifitas. Ditambah lagi komunikasi yang
sudah melampaui batasannya, sehingga kita
bisa mendapatkan segala informasi dengan
sangat mudah dan cepat.
Kreatifitas dan ketekunan menjadi
tuntutan dalam pengembangan rumah sakit,
persaingan dalam hal hasil dan kecepatan
proses kinerja membuat pemikiran atas
peningkatan sistem kendali yang digunakan.
Banyaknya bidang alat kesehatan dalam
rumah sakit yang mulai menggunakan alat –
alat modern, untuk mendukung hasil yang
lebih efisien.
Rumah sakit mulai menunjukan
perannya dalam dunia teknologi. Salah
satunya, masih banyak rumah sakit yang
menggunakan kursi roda yang proses kerjanya
masih secara manual dan hasilnya kurang
efisien, terkadang mendapatkan masalah atau
kendala lainnya. Untuk mengatasi hal tersebut,
solusi yang dapat dilakukan rumah sakit yakni
mengubah sebagian sistem operasi kerja yang
ditangani oleh tenaga kerja perawat dengan
menggunakan sistem robot, khususnya dalam
menangani pasien penyandang cacat. Tenaga
dan ketahanan tenaga kerja perawat yang
terbatas menyebabkan kursi roda berjalan
cukup lambat dan tidak efisien.
Oleh karena itu, dirancang suatu Kursi
Roda Elektrik menggunakan Joystick Berbasis
ATmega8535 yang dapat membantu tenaga
kerja perawat khususnya dalam membantu
pasien yang tidak mampu berjalan dengan
sistem kendali joystick. Jika joystick di
aktifkan maka kursi roda ini akan bergerak
kearah yang dituju sesuai dengan arah mana
yang diinginkan oleh pengguna. Hal tersebut
meringankan beban para penderita penyandang
cacat dan dapat memperoleh hasil yang lebih
bermanfaat.
1.1 Indentifikasi Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah
diuraikan di atas, maka dapat
diidentifikasi masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana cara membuat dan merencanakan
alat berbasiskan Mikrokontroler ATmega 8535
yang dapat menggerakkan aktuasi dari joystick
?
2. Bagaimana prinsip kerja dari motor DC
sebagai penggerak pada kursi roda berjalan
dan aktuasi joystick ?
3. Bagaimana merancang suatu rangkaian input
dan output yang dapat dikendalikan melalui
Mikrokontroller ATMega8535?
4. Dapatkah sistem Mesin dikendalikan oleh
Mikrokontroller ATMega8535?
5. Bahasa pemrograman apakah yang dapat
dipergunakan dalam membuat program untuk
menggerakkan kursi roda elektrik tersebut?
1.2 Pembatasan Masalah
Dengan mempertimbangkan latar
belakang dan identifikasi masalah, dimana
khususnya pada alat kursi roda elektrik hanya
dapat bergerak mengikuti instruksi input
joystick yang akan menggerakkan motor DC
sebagai aktuator kursi roda elektrik dengan
menggunakan Mikrokontroler AVR Atmega
8535 sebagai pengendali.
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang,
indentifikasi masalah serta pembatasan
maalah, maka pada Tugas Akhir, dirumuskan
masalah ebagai berikut:
”Bagaimana membuat kursi roda
elektrik berbasis Mikrokontroler AVR Atmega
8535 dan joystick sebagai pengendali?”
1.4 Tujuan
Berdasarkan hasil penelitian, maka
tujuan pembuatan Kursi Roda Elektrik
menggunakan Joystick Berbasis
Mikrokontroller AVR ATmega8535 adalah :
1. Tujuan dari penelitian Tugas Akhir adalah
untuk membuat Kursi Roda Elektrik
menggunakan Joystick dengan kendali
Mikrokontroler ATmega8535 dengan
didukung joystick sebagai modul input dan
motor DC sebagai actuator.
2. Untuk memenuhi mata kuliah Tugas Akhir
sebagai syarat kelulusan Program Studi
Diploma III Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas
Negeri Jakarta dan memperoleh gelar Ahli
Madya.
3. Mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh
selama kuliah dalam perancangan Tugas
Akhir.
4. Memberikan ide dan inovasi baru dalam
bidang rumah sakit.
1.5 Manfaat

3. KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
(Okta Dwika & Riski Widodo)
33
Berdasarkan hasil penelitian, maka
manfaat pembuatan Kursi Roda Elektrik
menggunakan Joystick Berbasis
Mikrokontroler AVR ATMega 8535 adalah :
1.Dapat di aplikasikan dalam bidang rumah sakit
untuk mempermudah orang penyandang cacat.
2.Dapat dijadikan media pembelajaran serta
meningkatkan kreativitas dalam
perkembangan teknologi otomasi dan
instrumen kendali.
3.Dapat di jadikan bahan penelitian atau
perbandingan oleh para peneliti atau akademisi
lainnya yang akan membuat atau
memodifikasi sistem otomasi dan kendali.
1.6 Kegunaan Penelitian
Kegunaan dari pembuatan
TugasAkhir, nantinya dapat diaplikasikan
sebagai alat multi fungsi sesuai aplikasi serta
bidang yang ditentukan. Selain itu, juga
diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan
referensi pembelajaran guna menambah
pengetahuan dibidang robotika pada umumnya
serta mengakrabkan masyarakat dengan
teknologi khususnya sistem kontrol
mikrokontroler.
1.7 Sistematik Penulisan
Dalam penyusunan Laporan Tugas
Akhir tersusun atas 6 bab dengan sistematika
berikut :
2.1 Kajian Teoritis
2.1.1 Definisi Kursi Roda
Kursi roda merupakan salah satu alat
bantu bagi penyandang cacat kaki dan orang
yang fisiknya lemah untuk dapat berpindah
dari satu tempat ke tempat lain. Sering juga
dimaksudkan, bahwa kursi roda digunakan
untuk meningkatkan kemampuan mobilitas
bagi orang yang memiliki kekurangan seperti
orang yang cacat fisik, pasien rumah sakit
yang tidak diperbolehkan untuk melakukan
banyak aktivitas fisik, orang tua (manula), dan
orang - orang yang memiliki resiko tinggi
untuk terluka bila berjalan sendiri.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Deskripsi Mikrokontroler ATmega 8535.
Gambar 2.1 Bentuk Mikrokontroler IC
ATmega 8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat
diprogram berulang kali, baik ditulis atau
dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya
digunakan untuk pengontrolan otomatis dan
manual pada perangkat elektronika.
Beberapa tahun terakhir,
mikrokontroler sangat banyak digunakan
terutama dalam pengontrolan robot . seiring
perkembangan elektronika, mikrokontroler
dibuat semakin kompak dengan bahasa
pemrograman yang juga ikut berubah. Salah
satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and
Vegard’s Risc Processor) ATmega 8535 yang
menggunakan teknologi RISC (Reduce
Instruction Set Computing) dimana program
berjalan lebih cepat karena hanya
membutuhkan satu siklus clock untuk
mengeksekusi satu instruksi program.
Mikrokontroler AVR ATmega8535
telah dilengkapi dengan ADC internal,
EEPROM internal, timer/counter, PWM,
analog comparator, dll (M.Ary Heryanto,
2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap
ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler
keluarga AVR dengan lebih mudah efisien,
serta dapat mengembangkan kreativitas
penggunaan mikrokontroler ATmega 8535.
2.2.2 Diagram Blok Mikrokontroler
Perangkat input/output atau
peripheral i/o digunakan oleh processor
untuk berkomunikasi dengan dunia luar .
contohnya pemakaian perangkat i/o adalah
serial komunikasi pada keyboard, dan
paralel komunikasi pada printer. Perangkat
input dan output merupakan piranti
pengkondisi sinyal sebelum dapat diolah
oleh processor atau setelah diolah
processor sehingga dapat dikeluarkan
berupa output data digital.
Ada 3 cara input/output untuk
berkomunikasi dengan processor,
diantaranya sebagai berikut dan diperjelas
pada gambar 2.2:
1. Programmed i/o, processor mengirim dan
menerima data pada i/o sesuai instruksi.
2. Interrupt-driven i/o, sinyal dari luar mengatur
eksekusi intruksi processor. Sinyal luar akan
menghentikan eksekusi program yang

4. HAD3ELKA, Vol 098, No: 1 April 2013: 30-394
dijalankan saat itu, dan menjalankan fungsi
program interrupt.
3. Direct memory Acces (DMA), memungkinkan
transfer data langsung antara peripheral i/o
dan memori tanpa keterlibatan processor.
Biasanya digunakan pada sistem yang
membutuhkan transfer data cepat.
Gambar 2.2 Diagram Blok ATmega8535.
2.2.3 Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535
Konfigurasi pin ATmega8535 dengan
kemasan 40 pin DIP ( Dual Inline Package)
dapat dilihat pada gambar 2.3 dari gambar
dibawah dapat dijelaskan fungsi dari masing-
masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai
masukan catu daya.
2. GND merupakan pin Ground.
3. Port A (Port A0 s.d, Port A7) merupakan pin
input/output dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (Port B0 s.d. Port B7) merupakan pin
input/output dua arah dan pin fungsi khusus
yaitu Timer/Counter, komparator analog dan
SPI.
5. Port C (Port C0 s.d. Port C7) merupakan pin
input/output dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu TWI, komparator analog dan Timer
Oscillator.
6. Port D (Portn D0 s.d. Port D7) merupakan pin
input/output dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu komparator analog, interpurt eksterna
dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk
me-reset mikrokontroler.
8. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan
clock external.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan
untuk ADC.
10.AREFF merupakan pin masukan tegangan
referensi ADC.
Gambar 2.3 Konfigurasi pin ATmega 8535
(Data Sheet AVR)
2.2.4 Fitur-fitur
Fitur-fitur mikrokontroler ATmega
8535 adalah sebagai berikut:
a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A,
port B, port C, dan port D.
b. ADC internal sebanyak 8 saluran.
c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan
pembandingan.
d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
e. SRAM sebesar 512 byte.
f. Memori Flash sebesar 8kb dengan
kemampuan Read While Write.
g. Port antarmukaSPI.
h. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat
diprogram saat operasi.

5. KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
(Okta Dwika & Riski Widodo)
55
i. Antarmuka komparator analog.
j. Port USART untuk komunikasi serial.
k. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC
dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2.2.5 Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki
3 jenis memori, yaitu memori program,
memori data dan memori EEPROM.
Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori
program sebesar 8 byte yang terpetakan dari
alamat 0000h s.d. 0FFFh dimana masing-
masing alamat memiliki lebar data 16 bit.
Memori program terbagi menjadi 2 bagian
yaitu bagian program boot dan bagian program
aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori
data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3
bagian yaitu register serba guna, register I/O
dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte
register serba guna, 64 byte register I/O yang
dapat diakses sebagai bagian dari memori
RAM (menggunakan instruksi IN atau OUT),
dan 512 byte digunakan untuk memori data
SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM
sebesar 512 byte yang terpisah dari memori
program maupun memori data. Memori
EEPROM ini hanya dapat diakses dengan
menggunakan register-register I/O yaitu
register EEPROM Address, register EEPROM
Data, dan register EEPROM Control. Untuk
mengakses memori EEPROM ini diperlakukan
seperti mengakses data eksternal, sehingga
waktu eksekusinya relative lebih lama bila
dibandingkan dengan mengakses data dari
SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR
yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC
internal dengan fidelitas 8 bit. Dalam mode
operasinya, ADC ATmega8535 dapat
dikonfigurasi, baik secara single ended input
maupun differential input. Selain itu, ADC
ATmega8535 memiliki konfigurasi
pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi,
dan kemampuan filter derau yang amat
fleksible, sehingga dengan mudah disesuaikan
dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega8535 memiliki 3 modul timer
yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan
1 buah timer/counter 16 bits. Ketiga modul
timer/counter ini dapat diatur dalam mode
yang berbeda secara individu dan tidak saling
mempengaruhi satu sama lain. Selain itu,
semua timer/counter juga dapat difungsikan
sebagai sumber interupsi. Masing-masing
timer/counter memiliki register tertentu yang
digunakan untuk mengatur mode dan cara
kerjanya.
Serial peripheral Interface (SPI)
merupakan salah satu mode komunikasi serial
synchronous kecepatan tiinggi yang dimiliki
oleh ATmega8535. Universal Synchronous
and AsynchronousSerial Receiver and
Transmitter (USART) juga merupakan salah
satu mode komunikasi serial yang dimiliki
oleh ATmega8535. USART merupakan
komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi,
yang dapat digunakan untuk melakukan
transfer data baik antar mikrokontroler
maupun dengan modul-modul eksternal
termasuk PC yang memiliki fitur USART.
USART memungkinkan transmisi data
baik secara synchronous maupun
asynchronous, sehingga dengan memilki
USART pasti kompatibel dengan UART. Pada
ATmega8535, secara umum pengaturan mode
synchronous maupun asynchronous adalah
sama.. Perbedaanya hanyalah terletak pada
sumber clock saja.
Jika pada mode asynchronous masing-
masing peripheral memilki sumber clock
sendiri, maka pada mode synchronous hanya
ada satu sumber clock yang digunakan secara
bersama-sama. Dengan demikian, secara
hardware untuk mode asynchronous hanya
membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD,
sedangkan untuk mode synchronous harus 3
pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
2.2.6 Bahasa Pemprograman ATmega8535
Pemrograman mikrokontroler
ATmega8535 dapat menggunakan low level
language (assembly) dan highlevel language
(C, Basic, Pascal, Java, dll) tergantung
compiler yang digunakan (Widodo Budiharto,

6. HAD3ELKA, Vol 098, No: 1 April 2013: 30-396
2006). Bahasa Assembler mikrokontroler AVR
memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika
pemrograman satu jenis mikrokontroler satu
jenis mikrokontroler AVR sudah dikuasai,
maka akan dengan mudah menguasai
pemrograman keseluruhan mikrokontroler
jenis mikrokontroler AVR. Namun bahasa
assembler relative lebih sulit dipelajari dari
pada bahasa C.
Untuk pembuatan suatu proyek yang
besar akan memakan waktu yang lama serta
penulisan programnya akan panjang.
Sedangkan bahasa C memiliki keunggulan
dibanding bahasa assembler yaitu independent
terhadap hardware serta lebih untuk
menangani proyek yang besar. Bahasa C
memiliki keuntungan-untungan yang memiliki
bahasa assembler (bahasa mesin), hampir
semua operasi yang dapat dilakukan oleh
mesin, dapat dilakukan dengan bahasa C
dengan penyusunan program yang lebih
sederhana dan mudah. Bahasa C terletak
diantara bahasa pemrograman tingkat tinggi
dan assembly (Agus Bejo,2007).
2.3 Penggerak (actuator)
2.3.1 IC Driver Motor EMS
Embedded Module Series (EMS) 30 A
H-Bridge merupakan driver H-Bridge yang
didisain untuk menghasilkan drive 2 arah
dengan arus kontinyu sampai dengan 30 A
pada tegangan 5,5 Volt sampai 16 Volt. Modul
ini dilengkapi dengan rangkaian sensor arus
beban yang dapat digunakan sebagai umpan
balik ke pengendali. Modul ini mampu men-
drive beban-beban induktif seperti misalnya
relay, solenoida, motor DC, motor stepper, dan
berbagai macam beban lainnya.
Gambar 2.4 Ic Driver Motor EMS
Pengaturan kecepatan kedua motor
dilakukan dengan cara pengontrolan lama
pulsa aktif (mode PWM – Pulse width
Modulation) yang dikirimkan ke rangkaian
motor driver oleh pengendali (mikrokontroler
basic stamp).Duty cycle PWM yang
dikirimkan menentukan kecepatan putar motor
DC.
2.3.2 PWM (Pulse Width Modulation)
PWM (Pulse width Modulation),
adalah sebuah metode untuk pengaturan
kecepatan perputaran, dalam hal ini
adalah motor DC untuk gerak robot.
PWM dapat dihasilkan oleh empat
metode, sebagai berikut :
1) Metode analog
2) Metode digital
3) IC diskrit
4) Mikrokontroler
Pada robot ini, metode PWM
dikerjakan oleh mikrokontroler. Metode
PWM ini akan mengatur lebar atau
sempitnya periode pulsa aktif yang
dikirimkan oleh mikrokontroler ke driver
motor. Pada pengaturan kecepatan robot,
nilai PWM mulai dari 0-255.
Secara analog besaran PWM
dihitung dalam persentase, nilai ini didapat
dari perbandingan : T high / (T high + T
low ) x 100%. DimanaT adalah periode
atau waktu tempuh untuk sebuah pulsa,
yang terbagi menjadi bagian puncak
positif (T high) dan puncak negatif (T
low).
Gambar 2.5 gelombang PWM
Semakin rapat periode antar pulsa,
maka frekuensi yang dihasilkan akan
semakin tinggi, ini berarti kecepatan akan
bertambah. Semakin lebar jarak antar pulsa,
maka frekuensi semakin rendah ini berarti
kecepatan berkurang atau menurun.
Kondisi pemberian kecepatan harus
disesuaikan dengan kondisi track yang akan
dilewati oleh robot, misal pada saat jalan lurus,

7. KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
(Okta Dwika & Riski Widodo)
77
naik atau turun harus mendapatkan nilai PWM
yang tepat.
2.3.3 Motor DC
Suatu rangkaian elektronika terutama
yang menjadikan mikrokontroler sebagai
rangkaian pemproses, banyak menggunakan
beberapa jenis motor dalam pengaplikasikan
output. Seperti robot atau elektronika lainnya.
Jenis Motor DC adalah salah satu alternative
yang sangat familiar utuk digunakan.
Motor DC merupakan arus motor
searah. Pengertian dari motor arus searah
adalah suatu bentuk mesin listrik yang dapat
mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik, yaitu dalam suatu bentuk tenaga
gerak putar atau rotasi. Sehingga merupakan
suatu bentuk rangkaian motor yang dapat
merubah suatu besaran listrik menjadi suatu
bentuk system gerak atau mekanik dan dapat
mengatur secara luas putaran motor tersebut.
Pada motor DC diperlukan sumber listrik
secara searah agar dapat mengkonversi dalam
bentuk gerak atau mekanik.
Pada motor DC kumparan medan
disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan
kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang
berputar). Bentuk fisik dan konstruksi motor
DC dapat gambar 2.6(a)dan (b).
(a) (b)
Gambar 2.6 (a) Bentuk Fisik Motor DC (b)
Konstruksi Motor DC
Pada prinsipnya cara kerja dari motor
searah adalah sama dengan generator arus
searah, yang membedakan adalah pada
generator arus searah tenaga mekanik dapat
menghasilkan tenaga listrik, sebaliknya
dengan prinsip kerja motor DC yakni ketika
daerah kumparan medan yang dialiri arus
listrik akan menghasilkan medan magnet yang
melingkupi kumparan jangkar dengan arah
tertentu.
Konversi dari energi listrik menjadi
energi mekanik (motor) atau pun sebaliknya
berlangsung melalui medan magnet, maka
medan magnet selain berfungsi sebagai tempat
untuk menyimpan energi, sekaligus berfungsi
sebagai tempat berlangsungnya proses
perubahan energi.
Dengan mengacu pada hukum kekekalan
energi yakni :
“Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan”
Proses energi listrik = energi mekanik +
energi panas+ energi didalam medan magnet
Agar pada proses perubahan energi
mekanik berlangsung secara sempurna,
tegangan sumber harus lebih besar dari pada
tegangan gerak yang disebabkan oleh reaksi
lawan. Dengan memberikan arus pada
kumparan jangkar yang terlindungi oleh
medan maka akan menimbulkan perputaran
pada motor.
Pada saat mesin arus searah dialiri arus
listrik pada kumparan medan terjadi
penguatan, akan timbul gaya Lorentz pada
setiap sisi kumparan jangkar tersebut. Arah
gaya Lorentz ditentukan berdasarkan kaidah
tangan kiri yakni:
a. Ibu jari menunjukkan arah gaya.
b. Jari telunjuk menentukan arah medan (dari
kutub utara ke kutub selatan).
c. Jari tengah menunjukkan arah tegangan atau
arus.
Prinsip dasar motor arus searah ialah
pada saat sebuah kawat berarus diletakkan
diantara kutub magnet utara dan selatan, maka
pada kawat akan timbul gaya yang
menggerakkan kawat.
Arah gerak kawat tersebut dapat
ditentukan dengan kaidah tangan kiri yang
berbunyi apabila tangan kiri terbuka dan
diletakkan antara kutub U dan S, sehingga

8. HAD3ELKA, Vol 098, No: 1 April 2013: 30-398
garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara
menembus telapak tangan kiri dan arus
didalam kawat mengalir searah dengan
keempat jari, maka kawat tersebut akan
mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan
arah ibu jari.
Lihat gambar 2.7 berikut:
Gambar 2.7. Gambar kaidah tangan Kiri
(azzahratunnisa.wordpress.com)
Gaya pada kawat berarus yang berada
dalam medan magnet disebut gaya lorentz,
yang besarnya adalah :
F = B L I Sin teta Newton
Keterangan :
B adalah kerapatan fluk magnet dalam satuan
weber
L adalah pajang penghantar dalam satuan
meter
I adalah arus listrik yang mengalir
dalam satuan ampere
Teta adalah sudut yang terbentuk
diantara arah medan magnet dengan arah arus
yang mengalir pada kawat dalam satuan
derajat (°).
Jika sebatang kawat terletak diantara
kutub U – S dengan garis-garis gaya yang
homogen, sedangkan didalam kawat mengalir
arus listrik yang arahnya menjauh (+), maka
disebelah kanan kawat garis gaya kutub
magnet dan garis gaya arus listrik sama
arahnya dan disebelah kiri kawat arahnya
berlawanan, sehingga bentuk medan magnet
akan berubah. Lihat gambar 2.8.
(a) Sebelum Perubahan (b) Sesudah
Perubahan
Gambar 2.8.Perubahan garis gaya di sekitar
kawat berarus
Jika sebuah lilitan terletak pada medan
magnet yang homogen, dan kedua sisi lilitan
mempunyai arus yang arahnya berlawanan,
sehingga arah gerakan seperti yang ditunjukan
pada perumusan masalah ditekankan pada
bagian gambar 2.9. berikut :
Gambar 2.9.Lilitan Arus yang terletak dalam
medan magnet
Rotor pada motor arus searah memiliki
jumlah kumparan tidak hanya satu. Rotornya
terdiri dari kumparan dan komutator yang
berjumlah banyak untuk mendapatkan momen
gaya yang secara terus menerus (continue),
lihat gambar 2.10.
Gambar 2.10Momen gaya total pada mesin
berkutup empat
Besaran momen gaya pada rotor adalah :
Keterangan :
P adalah jumlah kutup.
A adalah jumlah cabang parallel lilitan pada
motor.
Z adalah jumlah kawat penghantar pada kumparan
lilitan rotor(sisi kumparan).
Ia adalah arus yang mengalir pada rotor .
Untuk dapat membalik arah putaran
motor DC dilakukan dengan cara membalik
arah arus jangkar. Motor DC magnet
permanen adalah jenis motor DC yang
digunakan pada penelitian. Motor bergerak
dengan dikendalikan oleh suatu rangkaian
yang mempunyai dua masukan, sehingga
motor dapat merubah arah putaran secara
bergantian. Gambar 2.11. menunjukkan
simbol dari motor listrik.

9. KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
(Okta Dwika & Riski Widodo)
99
Gambar 2.11. Simbol Motor DC
2.4 Power Supply
2.4.1 Lead-acid Battery Accu/Aki
Dari awal ditemukan tahun 1880,
terjadi perubahan pada bentuk ke masan,
bahan kemasan dan sistem produksi, sehingga
batere lebih meningkat daya simpan listriknya,
memperpanjang umurnya dan lebih bisa
diandalkan, te tapi prinsip kerja baterai sampai
sekarang masih tetap sama dengan ketika
pertama kali ditemukan. Baterai kering yang
sekarang mulai populer, sebenarnya tidak
benar-benar kering, karena listrik yang timbul
pada batere adalah karena terjadinya reaksi
kimia. Lihat gambar 2.12.
Gambar 2.12. Accu Kering /Aki Kering.
Ditemukan pada pertengahan tahun
1970, cairan electrolyte pada baterai biasa di
baterai kering dibuat menjadi gel yang tidak
akan terjadi tumpahan cairan electrolyte, beda
dengan baterai basah yang harus tetap tegak
supaya cairan tidak tumpah. Baterai kering
ukuran besar untuk mobil nama teknisnya.
2.4.2 Rangkaian Pengisi Aki Otomatis
Rangkaian Pengisi Aki Otomatis
adalah rangkaian yang berfungsi untuk
mengisi aki secara otomatis. Rangkaian ini
akan memberikan arus pengisian ke aki secara
konstan, kemudian setelah muatan terisi penuh
maka rangkaian pendeteksi tegangan penuh
akan memutus arus pengisian secara
otomatis.lihat gambar 2.13.
Gambar 2.13. Rangkaian Pengisian aki
Rangkaian ini tidak menggunakan
relay sebagai pemutus arusnya,
tetapi menggunakan SCR sehingga memiliki
ketahanan yang lebih baik. Rangkaian
Automatic Lead Acid Battery Charger ini
dapat digunakan untuk mengisi aki 6, 12 dan
24 volt, tergantung dari seting pada trimport
VR. Kapasitas accu yang bisa diisi maksimal
adalah 60Ah, jika menginginkan kapasitas
yang lebih besar maka komponen SCR BT151
dapat diganti dengan tipe yang lebih besar.
2.5 Pengontrolan
2.5.1 Joystick
Sebuah joystick pada dasarnya terdiri
dari dua buah potensio yang terbentuk seperti
pada gambar 2.14 dimana potensio pertama
akan berputar saat joystick digerakkan ke kiri
dan kanan dan potensio kedua akan berputar
saat joystick digerakkan keatas dan bawah.
Keluaran dari potensio menghasilkan tegangan
analog yang berubah sebanding dengan
gerakan putaran potensio yang merupakan
hasil gerakan joystick.
Gambar 2.14 joystick
Agar perubahan ini dapat diterima
oleh mikrokontroler maka perubahan nilai
resistansi ini harus dikonversi menjadi
perubahan tegangan, kemudian perubahan
nilai tegangan akan dikonversi menjadi data
digital oleh modul ADC.

10. HAD3ELKA, Vol 098, No: 1 April 2013: 30-3910