REALISASI HIGH PASS FILTER PADA DISKRET PROGRAMMING

High Pass Filter digunakan untuk melewatkan frekuensi tinggi. Batasan frekuensi yang akan dilewatkan disebut frekuensi cut off, dimana persamaan dari frekuensi cut off adalah:

Persamaan diskret dari penurunan High Pass Filter adalah:

REALISASI LOW PASS FILTER PADA DISKRET PROGRAMMING

Low Pass Filter digunakan untuk melewatkan frekuensi rendah. Batasan frekuensi yang akan dilewatkan disebut frekuensi cut off, dimana persamaan dari frekuensi cut off adalah:

Persamaan diskret dari penurunan Low Pass Filter adalah:

FUSION SENSOR ACCELEROMETER DAN GYROSCOPE MENGGUNAKAN ALGORITMA COMPLEMENTARY FILTER

Mengapa diperlukan penggabungan (fusion) sensor accelerometer dengan gyroscope?

Jawabannya: 

Accelerometer dapat memberikan pengukuran sudut kemiringan (tilt) yang akurat ketika sistem sedang diam (statis). Bila sistem sedang berotasi atau bergerak, accelerometer tidak bisa mengikuti pergerakan yang cepat dikarenakan responnya yang lamban dan memiliki noise. 

Gyroscope dapat membaca kecepatan sudut (angular rate) yang dinamis. Setelah melakukan komputasi menggunakan integral data dari waktu ke waktu, maka perpindahan sudut atau sudut kemiringan dapat dihitung. Tetapi sudut ini akan menjadi tidak akurat dalam jangka panjang karena efek bias yang dihasilkan oleh gyroscope.

Untuk lebih jelasnya tentang kelemahan sensor-sensor tersebut, saya telah melihat dan membuat grafik tentang respon output dari kedua sensor tersebut. Grafik ini saya dapatkan dengan mengirimkan data output masing-masing sensor ke komputer melalui komunikasi serial.

Accelerometer.

Accelerometer yang saya gunakan adalah MMA7260Q.
Untuk dapat mengkases dan membaca serta mengkalibrasi sensor ini, silakan klik disini.

Setelah saya lakukan kalibrasi, sensor tersebut saya gunakan untuk mengukur kemiringan sudut (tilt). Berikut adalah keluaran sensor accelerometer saat mengukur kemiringan sudut 0 derajat.

 

Dari output accelerometer terlihat jelas bahwa sinyal keluarannya masih memiliki noise.

Gyroscope
Gyroscope yang saya gunakan adalah LISY300 Gyroscope Module.
Untuk dapat membaca atau mengakses sensor ini silakan klik disini.
Gyroscope mempunyai cara kerja sebagai berikut: 

"Sensor gyroscope yang digunakan akan mempunyai nilai keluaran jika sedang berotasi. Ketika sensor gyroscope berotasi searah jarum jam pada sumbu Z, maka tegangan keluarannya akan mengecil. Sedangkan jika berotasi berlawanan arah jarum jam, maka tegangan keluarannya akan membesar. Jika sensor gyroscope tidak berotasi (keadaan diam) maka keluaran tegangan gyroscope akan bernilai sama dengan nilai offset-nya."

Berikut adalah ourput gyroscope ketika berotasi:

Label a menunjukkan bahwa sensor gyroscope berotasi searah jarum jam yang ditandai dengan mengecilnya nilai keluaran sensor gyroscope. Sedangkan label b, menunjukkan bahwa sensor gyroscope berotasi berlawanan arah jarum jam yang ditandai dengan membesarnya nilai keluaran sensor gyroscope.

TWO WHEELS BALANCING ROBOT

Balancing robot ini mempunyai dua buah penggerak yang dihubungkan ke roda yang terdapat disebelah kanan dan kiri robot. Cara kerja secara general untuk dapat menyeimbangkan robot ini adalah ketika robot akan terjatuh kesisi depan, maka untuk menstabilkan/menyeimbangkannya harus mengirimkan sinyal kontrol yang sesuai ke motor DC sehingga motor DC berputar ke arah depan dan mampu mengikuti pergerakan robot dan dapat kembali ke posisi semula (alias tegak lurus terhadap permukaan bumi), begitu juga sebaliknya jika robot akan terjatuh kearah belakang.

Balancing robot beroda dua ini pada dasarnya seperti pendulum terbalik yang sistemnya tidak stabil. sehingga diperlukan sebuah metode yang baik dan efisien sehingga mampu membuat robot tersebut stabil. Silakan cari di google saja untuk informasi lebih lengkap.

Video diatas masih menggunakan program yang masih versi 1, jadi blm cukup baik responnya, ntar saya upload lagi respon yang sudah lebih baik lagi

CATATAN: robot selalu bergerak maju dan mundur sambil berbelok... maklum salah satu gearbox motor DC saya bermasalah, sehingga kecepatan motor DC nya lamban sebelah... ketika mau beli lagi di internet stock barangnya sudah habis... jadi terpaksa masih dipakai.. tapi tetap stabil!!!

Update: Final two wheel balancing robot... more stable

Replace DC motor 12V, MT020201 gearbox ratio 34:1 to GM320051-SY4424 12-24V gearbox ratio 1:51

===HARDWARE===

*Microcontroller: AVR ATmega16
*Sensor: Accelerometer MMA7260Q & LISY300 Gyroscope Module
*Penggerak: Motor DC 12V, tipe MT020201 rasio gearbox 34:1
*Driver DC motor: H-Brigde (IRF540 & IRF9540, Photocoupler PC817)      //Thank's to helmi
*Penampil: LCD 16x2
*Roda: Bubut nylon sendiri, Diameter 10 cm lebar 2 cm
*Catu daya: 4 buah baterai 4.2 Volt 1000 mAh (3 buah diseri untuk motor DC dan rangkaian lainnya, 1 buah untuk LCD)

===SOFTWARE===

*Compiler: CodeVisionAVR
*Kontrol Proportional Integral (PI)
*ADC 10 bit untuk pembacaan sensor Accelerometer
*Komunikasi SPI untuk pembacaan sensor Gyroscope
*Complementary filter untuk penggabungan (fusion) Accelerometer & Gyroscope
*Timer 0 Interupsi Overflow untuk sampling data sensor setiap 10 ms
*Timer 1 mode fast PWM 8 bit

Pengembangan selanjutnya:
Balancing robot ini akan dikembangkan dapat melakukan tracking (berjalan maju, mundur, belok kiri dan kanan) dengan menggunakan remote control.

ROBOT SERANGGA BERKAKI EMPAT

Robot meyerupai serangga berkaki empat (tahap pembuatan)

Robot ini mempunyai 4 buah kaki dan tiap kakinya delengkapi oleh 2 buah motor servo dengan torsi yang cukup besar. Sehingga tiap kakinya mempunyai 2 derajat kebebasan (2 degree of freedom/2 DOF) atau dengan kata lain tiap kakinya dapat melakukan gerakan horizontal maupun vertikal.

Jika sudah selasai akan segera diposting... As Soon As Possible

Telah mendapat izin dari shuvit

MENGAKSES MODUL SENSOR GYROSCOPE LISY300 TERKALIBRASI MENGGUNAKAN CODEVISION AVR

[OVERVIEW]

Sensor gyroscope yang saya gunakan ini adalah sebuah modul yang terdiri dari sensor Gyroscope LISY300AL dan ADC serial ADC101S021 yang dikeluarkan oleh PARALLAX Inc. Pada modul ini pun telah dilengkapi dengan regulator tegangan 3.3 V sebagai supply nya. Modul Sensor Gyroscope LISY300AL dapat mendeteksi kecepatan sudut (angular rate) satu axis, yaitu sumbu Z (yaw). Dan mampu membaca sampai ± 300°/s full scale.  

PENGUKURAN KEMIRINGAN MENGGUNAKAN ACCELEROMETER MMA7260 DENGAN CODEVISION AVR TERKALIBRASI

Sensor accelerometer mma7260 buatan Freescale Semiconductor ini mempunyai 6 buah fungsi yaitu untuk mengukur gerakan (movement), getaran (vibration), jatuh (fall), kemiringan (tilt), posisi (positioning) dan benturan (shock).

 

Saya akan jelaskan bagaimana cara mengakses sensor accelerometer mma7260 untuk mengukur kemiringan (tilt measurement) yang ditampilkan pada LCD 2×16 menggunakan compiler CodeVision AVR.