Upload
muhammad-agus
View
233
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
1/12
I. PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi elektronika saat ini sudah sedemikian pesatnya yang
kadang-kadang berawal dari rangkaian-rangkaian sederhana yang biasa kita jumpai
dalam buku-buku hobby elektronika. Aplikasi dari Line Follower biasanya digunakan
sebagai motor mainan anak-anak dan juga sebagai sarana transportasi di area pabrik.
Jadi dalam laporan ini akan dijelaskan rangkaian elektronika dari Line Follower
beserta cara kerjanya.
Robot ini merupakan salah satu bentuk robot beroda yang memiliki komponen
utama diantaranya, seperti resistor, dioda, transistor, L! yang dirangkai untuk
menghasilkan jenis kendaraan yang berjalan secara otomatis dengan kecepatan
tertentu mengikuti garis. !i dalam rangkaian Line Follower terdapat " bagian utama,
yaitu bagian sensor, komparator dan dri#er. $ntuk bagian sensor digunakan photo
dioda, photo transistor atau L!R sebagai sensor cahaya, sedangkan komparator
sebagai pembanding tegangan dan untuk dri#ernya digunakan % buah motor sebagai
penggerak rodanya.
&asil uji coba rangkaian Line Follower ini menunjukkan per'orma yang mampu
berjalan di beberapa medan, diantaranya medan lurus, belok, naik, dan menurun.
1.2. Ruang Lingkup
a. (engenal komponen-komponen pada Line Follower
b. (enggunakan aplikassi A)L dalam mendesign rangkaian P*+c. (embuat program Arduino
d.
1.3. Tujuan
a. $ntuk mengetahui cara pembuatan robot Line Follower.
b. $ntuk mengetahui konsep kerja dari robot Line Follower.
c. $ntuk mengetahui bagaimana cara kerja dari sensor cahaya, dan dri#er motor.
d. $ntuk mengetahui pemrograman Arduino (ega untuk mengontrol unit robot agar
mampu mengikuti garis.
.. (an'aat
a. (ahasiswa dapat membuat mobile robot. b. (ahasiswa dapat menjalankan program Arduino
c. (ahasiswa dapat
d.
II. ISIII.1 Teori Daar
a. Robot Line Follower
(obile Robot atau lebih dikenal dengan nama Line Follower merupakan jenis
robot yang mempunyai tugas bergerak mengikuti lintasan yang dibuat berupasebuah garis hitam atau putih. !engan sedikit bantuan program dan modi'ikasi pada
1
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
2/12
robot, robot ini mampu bergerak sendirinya mengikuti garis yang dikehendaki.
ecara teknis, robot line 'ollower yang dibuat ini memiliki " unit kerja, yaitu sensor
garis sebagai input, arduino dan dri#er motor sebagai otak /*ontroller0 dari robot,
dan motor !* sebagai output penggerak dari robot.
b. Arduino (ega
Ar!uino adalah pengendali mikro single-board yang bersi'at open-source,
diturunkan dari 1iring plat'orm, dirancang untuk memudahkan penggunaan
elektronik dalam berbagai bidang. &ardwarenya memiliki prosesor Atmel A2R dan
so'twarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. aat ini Arduino sangat populer
di seluruh dunia. +anyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika
lewat Arduino karena mudah dipelajari. 3api tidak hanya pemula, para hobbyist
atau pro'esional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakanArduino. +ahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relati' sulit,
tetapi bahasa * yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka /libraries0
Arduino.
)ambar . Papan Arduino (ega
c. ensor
ensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan
lingkungan 'isik atau kimia. 2ariabel keluaran dari sensor yang diubah menjadi
besaran listrik disebut transduser.
Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan
orde nanometer. $kuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian danmenghemat energi.
ensor garis sering digunakan pada robot Line Follower /robot pengikut
garis0, digunakan juga sebagai pendeteksi objek dengan permukaan bidang pantul
yang kontras, sensor garis tersebut menggunakan sensor photodiode. elain
menggunakan photodiode dapat juga dirancang dengan menggunakan
phototranssistor , infra red , dan masih banyak lainnya.
0 Photodioda
2
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
3/12
Sensor
photodiode
adalah salah
satu jenis
sensor peka
cahaya
( photodetector ). Photodiode akan mengalirkan arus yang
membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang
diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density
(Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density
disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud
adalah arus bocor ketika photodiode tersebut disinari dan dalam
keadaan dipanjar mundur.
&ubungan antara keluaran sensor photodiode dengan intensitas cahaya yang
diterimanya ketika dipanjar mundur adalah membentuk suatu 'ungsi yang linier.
&ubungan antara keluaran sensor photodiode dengan intensitas cahaya
ditunjukkan pada )ambar berikut.
)ambar %. &ubungan keluaran photodiode dengan intensitas cahaya
Prinsip 4erja ensor
Pada rancangan sensor photodiode dibawah ini, nilai resistansinya akan
berkurang bila terkena cahaya dan bekerja pada kondisi riverse bias. $ntuk
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
4/12
pemberi pantulan cahayanya digunakan L!
superbright , komponen ini mempunyai cahaya
yang sangat terang, sehingga cukup untuk
mensuplai pantulan cahaya ke photodiode.
+erikut ini prinsip dan gambaran kerja dari sensor photodiode.
)ambar ". ensor photodiode tidak terkena cahaya )ambar . ensor photodiode terkena
cahaya
%0 ensor in'ra merah
5n'rared merupakan sebuah sensor yang masuk dalam kategori sensor
optik. ecara umum seluruh in'ra red di dunia bekerja optimal pada 'rekuensi
"6,7 4h8. 4ur#a karakteristik in'rared membandingkan antara jarak yang
dicapainya. 4alau 'rekuensi di bawah puncak kur#a atau lebih dari puncak
kur#a, maka jarak yang dapat dicapai akan pendek.
Rangkaian sensor in'ra merah menggunakan 'oto transistor dan L! in'ra
merah yang dihubungkan secara optik. Foto transistor akan akti' apabila terkena
cahaya dari L! in'ra merah. Antara L! dan 'ototranssistor dipisahkan oleh
jarak. Jauh dekatnya jarak mempengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima
oleh 'oto transsistor. Apabila antara L! dan 'oto transsistor tidak terhalang
oleh benda,maka 'oto transisstor akan akti'. 3ransistor bc 79 akan tidak akti'
karena tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor +* 79. 4arena
transsistor tersebut tidak akti', maka tidak ada arus yang mengalir dari kolektorke emitor sehingga menyebabkan transsistor +!": tidak akti' dan outputnya
!
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
5/12
berlogik ;< dan L! padam. Apabila antara L! dan 'oto terhalang oleh benda,
'oto transistor akan tidak akti', sehingga transsistor +* 79 akan akti' karena
ada arus mengalir ke basis trnssistor +* 79. !engan transsistor dalam keadaan
=>, maka arus mengalir dari kolektor ke emitor sihingga menyebabkan
transsistor +!": => dan outputnya berlogik ;?< serta L! menyala.
d. !ri#er (otor
Jenis dri#er motor yang digunakan adalah 5* L%:"! yang merupakan jenis
5* yang didesain khusus untuk kontroller kecepatan motor !* yang
pengontrolannya dapat melalui rangkaian 33L maupun mikrokontroller. unit 5*
L%:"! memiliki channel dri#er yang dapat digunakan untuk mengontrol motor
serta kecepatannya secara terpisah, dengan kemampuan hantar arus pada masing @
masing channel sebesar Ampere.
>amun pada kesempatan ini kita akan mendesain agar channel dari dri#er
ini digunakan untuk mengontrol % buah motor !* namun tiap motor dapat
melakukan putaran % arah maupun kecepatannya.
)ambar 7. Pin @ =ut dri#er motor L%:"!
Fungsi Pin 5* L%:"! yaitu
a. Pin nable /,% > dan ", >0 ber'ungsi sebagai 4opling /akti#ator0 tiap
channel agar perintah yang diberikan pada Pin A dapat dieksekusi.
b. Pin 5nput /A, %A, "A dan A0 adalah pin input sinyal kendali untuk motor
!*.
c. Pin =utput /, %, " dan 0 adalah jalur =utput tiap channel yang
disambungkan ke terminal motor !*.
d. Pin upply /2** dan 2**%0 adalah jalur supply tegangan sumber untuk
5* itu sendiri sebesar 72 untuk 2**, dan jalur tegangan sumber untuk
(otor yang berkisar B @ "B 2 di 2**%.
e. Pin )>! /)round0 merupakan pin yang harus dihubungkan ke kanal
ground sistem. Pin )>! ini dapat disatukan dengan pelat kecil yang juga
ber'ungsi sebagai heatsink /Pendingin0.
5* L%:"! memiliki 'itur yang lengkap untuk sebuah dri#er motor !*
sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik dri#er motor !* dan dapat
"
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
6/12
digunakan untuk mengendalikan bebrapa jenis motor !* 5* L%:! sesuai dengan
datashet adalah sebagai berikut C
• 1hite supplay-#oltage rangeC .7 2 to "B #
• eparate input-logic supply
• 5nternal ! Protection
• 3hermal shutdown
• &igh-noise-immunity inputs
• Functionally similar to ) L%:" and ) L%:"!
• =utput current A per channel /.% A 'or L%:"!0
• =utput clamp diodes 'or inducti#e transient supression/L%:"!0
+lock diagram dari chip motor dri#er L%:"!
)ambar B. D!iagram +lok L%:"!
e. (otor !*
(otor !* merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah
energi listrik menjadi energi mekanik. nergi mekanik ini digunakan untuk
misalnya, memutar impeller pompa,'an atau blower, menggerakkan
kompresor,mengangkat bahan, dll. (otor listrik digunakan juga untuk di rumah
/miEer, bor listrik, 'an angin0 dan di industri. (otor listrik kadangkala disebut
kuda kerjaGnya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan
sekitar 9?H beban listrik total di industri.4euntungan utama motor !* adalah sebagai pengendali kecepatan, yang
tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. (otor ini dapat dikendalikan dengan
mengaturC
• 3egangan dinamo @ meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan
kecepatan motor.
• Arus medan @ menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
#
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
7/12
)ambar 9. (otor Penggerak
II.2 Alat !an Ba"an
a. Alat
0 3ang kecil /capit buaya0
%0 3ang potong
"0 +or P*+
0 Amplas
70 )ergajiB0 (ultimeter
90 older
b. +ahan
II.3 #o$ponen
II.% Langka" #erja
$ntuk pembuatan robot Line Follower sendiri memerlukan beberapa tahapan
penting, dimulai dari mendesain rangkaian elektronik, perancangan koneksi dengan processornya, pembuatan mekanik robot /chasis dan aktuator0, pemasangan elektronik
$
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
8/12
pada chasis, sampai pemrograman Arduino (ega nya itu sendiri agar robot dapat
menjalankan tugasnya.
$ntuk lebih jelas maka ikuti langkah-langkah berikut
. +uka aplikasi A)L, klik Ne& dan rangkai seperti gambar dibawah ini C
ensor
Arduino
5* (otor !*
%
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
9/12
%. etelah selesai maka tekan 'A( PR)'ESS)R , maka akan muncul jendela
+oard. Pada awalnya rangkaian akan berantakan. $ntuk itu kita harus rapikan
hingga >ampak seperti dibawah iniC
ensor
Arduino
". etelah itu pada jendela +oard klik kembali *A( PR=*=R. maka akan
muncul jendela " *am Processor. seperti gambar berikut . dan ttekan process Job
&
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
10/12
. etelah itu akan terdapat 'ile baru untuk *orel !raw. elanjutnya dit hingga
>ampak seperti gambar berikutC
7. etelah itu, gambar diatas diprint ke kertas )losy atau kertas undangan dengan
Print laser /supaya hasilnya bagus0.
B. Potong papan P*+ sebesar gambar Layout yang sudah di print.
9. etelah itu setrika gambar yang telah tadi di print ke papan P*+ yang telah dipotong.
Langkah ini dilakukan supaya tinta dapat melengket ke papan P*+.
1'
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
11/12
6. etelah dianggap cukup maka rendam papan P*+ kedalam air, diamkan selama 7
menit,dan buka kertas yang tertempel hingga yang tersisa tinggal tinta.
:. +uat campuran Air ,&*L dan &%=% dengan perbandingan ?? C C . *ampuran ini
berguna untuk menghilangkan timah pada papan P*+ selain yang terkena tinta.
?. etelah itu gosok papan P*+ menggunakan kertas amplas. ini berguna supaya timah
dapat melengket dengan baik pada papan P*+.
. etelah itu siapkan peralatan menyolder. dan solder semua komponen berdasarkan
rangkaian yang telah dibuat. /perhatikan positi' dan negati#e setiap komponen yang
mengandung polaritas0. etelah selesai maka >ampak seperti gambar berikutC
%. Proses selanjutnya adalah pembuatan rangka. +uat lah rangka dengan ukuran
seperti berikut C
11
8/17/2019 Lapoan Lengkap Line Follower
12/12
4arena processor robot untuk kali ini digunakan Arduino (ega, maka P*+
design yang dibuat akan menyerupai &5L! Arduino. hield pada Arduino
merupakan hardware pelengkap dari arduino yang penggunaannya cukup
dipasangkan pada Arduino karena pada P*+ nya sudah terdapat Pin =ut yang pas
dengan Arduino.
+erikut !esain hield Line Follower yang sudah dibuat
". Rancangan (ekanik
. Pemograman Arduino
III. PENUTUPIII.1 #ei$pulan
(embuat robot itu mudah, tidak sesulit seperti apa yang kita bayangkan, asalkan
kita mau belajar dan mau mendalami serta memahami hal-hal mengenai robotika.
(emang pada awalnya membuat robot terlihat ribet dan ruwet, akan tetapi apabila kita
sudah mulai mengerjakan, maka dapat dengan mudah kita melanjutkannya dan
menikmati hasilnya.
Alat dan bahan yang digunakan untuk membuat robotika juga dapat kita jumpai
dengan mudah, karena dijual di toko-toko elektronik terdekat. 3ak sedikit dari bahan
yang digunakan harganya murah, karena untuk mendapatkan hasil yang berkualitas
baik maka kita harus rela mengeluarkan uang untuk membeli keperluan lain-lain.
!engan membuat robot, maka kita dapat menciptakan imajinasi dan menambahkekreati#itasan kita, serta dapat lebih mendalami penguasaan mengenai ilmu
pengetahuan dan teknologi dasar. ehingga, tidak hanya cenderung mengenal teorinya
saja, akan tetapi juga dapat langsung praktiknya.
III.2 Saran
12