Transcript
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR 1
Simulasi Robot Line Follower Analog
Dengan Saklar Transistor
Khoerun Nisa Syaja’ah (1127030045)
Intan Dilia Nurhadi(1127030041)
Reychan Zahrotun N (1127030056)
Ricky Taufik Ramadhan(1127030057)
Tera Ummutaufiqah(1127030068)
Asisten Praktikum: Habib Jaenudin (1209703012)
20 September 2013
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2013
1
Abstract
The robot is a tool that usually mechanically created for physical
work with a program that has been created. Simple robot which is still
often used and made one of them is a line follower robot, the robot is
able to follow a line with a sensor which is arranged and designed along
with other electronic components, one light sensor. The light sensor
is one of the sensors that are widely used in the world of robotics
and technology of today. The working principle of the LDR sensor is
very sensitive to light so that it will change its resistance value when
there are changes in the level of light intensity. This principle would
then function separately in order to activate the transistor, drive a DC
motor. Changes in the value of the LDR resistance will lead to changes
in the input voltage at the base of each transistor, so the transistor will
be active
Ringkasan
Robot adalah sebuah alat yang diciptakan secara mekanik biasanya
dicipatakan untuk pekerjaan fisik dengan program yang telah dibuat.
Robot sederhana yang masih sering di gunakan dan dibuat salah sat-
unya adalah robot line follower, robot ini mampu mengikuti sebuah
garis dengan beberapa sensor yang dirangkain dan di desain bersama
dengan komponen elektronika yang lainnya, salah satunya sensor ca-
haya. Sensor Cahaya adalah salah satu sensor yang banyak digunakan
dalam dunia robotika dan teknologi masa kini. Prinsip kerja sensor
pada LDR ini sangat peka terhadap cahaya sehingga akan berubah nilai
hambatannya apabila ada perubahan tingkat intensitas cahaya. Prin-
sip inilah yang akan kemudian berfungsi utnuk mengaktifkan transis-
tor agar bisa, menggerakkan motor DC. Nilai hambatan yang berubah
pada LDR tersebut akan menyebabkan perubahan tegangan pada se-
tiap input basis transistor, sehingga transistor akan aktif atau seba-
liknya
1
1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
prinsip kerja LDR (Light Dependent Resistor) yang peka terhadap cahaya
bisa dijadikan sensor untuk bidang elektronika dan berbagai macam aplikasi
yang bisa ditemukan dalam alat - alat otomatis yang ada disekitar. untuk
itu kami mencoba menggunakan beberapa simulasi untuk mengetahui peng-
gunaan LDR sebagai sensor salah satu komponen yang digunakan dalam
membuat robot line follower analog menggunakan saklar Transistor
1.2 Tujuan
1. Mengetahui prinsip kerja LDR
2. Mengetahui Prinsipi Kerja Transistor NPN dan PNP
3. Mengentehui Prinsip Kerja LED
4. Mengetahui Prinsip kerja Motor DC
5. Mampu Mendesain Robot Line follower analog sederhana
1.3 Dasar Teori
Ada banyak defenisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Orang
awam beranggapan bahwa robot mengandung pengertian suatu alat yang
menyerupai manusia, namun struktur tubuhnya tidak menyerupai manusia
melainkan terbuat dari logam.(Novia, Leli, 2004). Beberapa ahli robotika
berupaya memberikan beberapa defenisi, antara lain :
1. Robot adalah sebuah manipulator yang dapat di program ulang untuk
memindahkan tool, material, atau peralatan tertentu dengan berba-
gai program pergerakan untuk berbagai tugas dan juga mengendalikan
serta mensinkronkan peralatan dengan pekerjaannya, oleh Robot In-
stitute of America.
2. Robot adalah sebuah sistem mekanik yang mempunyai fungsi gerak
analog untuk fungsi gerak organisme hidup, atau kombinasi dari banyak
fungsi gerak dengan fungsi intelligent, oleh official Japanese.
2
bagian dari robot line follower ini memamkai sensor cahaya LDR yang san-
gat peka terhadap cahaya. Sensor Adalah perangkat atau komponen yang
bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diper-
lukan oleh sistem kontroler. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana
seperti sensor ON/OF menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus
parallel, sistem bus serial, hingga sistem mata kamera.
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan satu jenis resistor yang peka
terhadap cahaya. Resistansi LDR akan berubah-ubah seiring dengan pe-
rubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada di sekitarnya.
Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10M dan dalam keadaan terang
sebesar 1K atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti
kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menye-
babkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya
resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk men-
gubah energi cahaya menjadi energi listrik. Selain itu LDR juga berfungsi
sebagai sensor cahaya.
(http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-
ldr-light-dependent-resistor/)
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, se-
bagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,
modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi
semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegan-
gan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat aku-
rat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3
terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Colector (C). Tegangan yang
di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus
dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada kelu-
aran tegangan dan arus output Kolektor. Transistor merupakan kompo-
nen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian
analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog
melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat
sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan se-
bagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai
sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi
3
rangkaian-rangkaian lainnya.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor)
Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu
lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi
untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut. Misalnya
pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan LED indikator un-
tuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu LED power dan
power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor
yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah (sekitar 1.5 volt
DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED, disesuaikan
dengan kebutuhan dan fungsinya.
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah
sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua
terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas
dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula.
Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah
putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal
menentukan kecepatan motor.
Motor DC memiliki 2 bagian dasar :
1. Bagian yang tetap/stasioner (stator). Stator ini menghasilkan medan
magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnet) ataupun
magnet permanen.
2. Bagian yang berputar (rotor). Rotor ini berupa sebuah koil dimana
arus listrik mengalir.
(Tim Sains Fisika, 2005)
4
2 Metode Praktikum
2.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini berlangsung pada tanggal 20 September 2012 bertempat di
lab Fisika Universitas Islam Negri Sunan Gunung Djati Bandung. Fakultas
Sains dan Teknologi
2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:
1. Laptop/notebook
2. Software Proteus ISIS Profesional
2.3 Prosedur Percobaan:
2.3.1 Robot Line Follower anaalog dengan seonsor LDR diatas
garis hitam
susun rangkaian seperti figure 1
gunakan software proteus untuk simulas
atur intensitas cahaya yang diberikan pada LDR
analisis tegangan output yang dihasil oleh transistor NPN dan PNP
5
2.3.2 Robot Line Follower analog dengan seonsor LDR diatas
permukaan putih
susun rangkaian seperti figure 2
gunakan software proteus untuk simulasi
atur intensitas cahaya pada permukaan LDR
analisis perubahan tegangan output pada masing - masing transistor
2.3.3 Robot Line Follower analog dengan seonsor IC komparator
diatas permukaan putih
susun rangkaian seperti figure 3
gunakan software proteus untuk simulasi
atur intensitas cahaya pada permukaan LDR
analisis tegangan output yang dihasil oleh transistor NPN dan PNP
6
2.3.4 Robot Line Follower analog dengan seonsor IC komparator
diatas permukaan hitam
susun rangkaian seperti figure 3
gunakan software proteus untuk simulasi
atur intensitas cahaya pada permukaan LDR
analisis tegangan output yang dihasil oleh transistor NPN dan PNP
7
3 Hasil dan Pembahasan
3.1 Data Hasil Pengamatan
3.1.1 Posisi Sensor LDR Pada Permukaan Hitam Dengan Saklar
Transistor
1. Ketika LDR Terang
Tegangan (V)
Transistor NPN Transistor PNP
Q1 Q4 Q2 Q3
4.99 4.99 5.00 5.00
2. Ketika LDR Gelap
Tegangan (V)
Transistor NPN Transistor PNP
Q1 Q4 Q2 Q3
1.33 1.33 3.38 3.38
3.1.2 Posisi Sensor Pada Permukaan putih Dengan Saklar
Transistor
3. Ketika LDR Terang
Tegangan (V)
Transistor NPN Transistor PNP
Q1 Q4 Q2 Q3
0.82 0.82 2.94 2.94
4. Ketika LDR Gelap
Tegangan (V)
Transistor NPN Transistor PNP
Q1 Q4 Q2 Q3
4.99 4.99 5.00 5.00
8
3.1.3 Posisi Sensor IC komparator Pada diatas garis hitam
Dengan Saklar Transistor
5. Ketika LDR Terang
Tegangan (V)
Transistor NPN LDR
Q1 Q2 LDR1 LDR2
5.00 5.00 0.24 0.24
6. Ketika LDR Gelap
Tegangan (V)
Transistor NPN LDR
Q1 Q2 LDR1 LDR2
1.53 1.53 4.95 4.95
3.1.4 Posisi Sensor IC komparator Pada diatas garis putih
Dengan Saklar Transistor
7. Ketika LDR Terang
Tegangan (V)
Transistor NPN LDR
Q1 Q2 LDR1 LDR2
1.37 1.37 0.05 0.05
8. Ketika LDR Gelap
Tegangan (V)
Transistor NPN LDR
Q1 Q2 LDR1 LDR2
3.73 3.73 4.76 4.76
3.2 Pembahasan
hasil pengamatan kami dari ketiga percobaan diatas berhungan dengan
fungsi kapasitor sebagai penghantar sinyal dan juga saklar kemudian prin-
sip kerja motor DC dan LDR intensitas cahaya dimana akan mengacu pada
sebuah komponen yaitu LDR salah satu sensor cahaya yang akan berubah
nilai hambatanya apabila cahaya mengenai permukaannya, ini sesuai dengan
hasil tegangan untuk setiap intensitas cahaya yang berdeda.Semakin rapat
pola garis di permukaannya biasanya perubahan hambatannya akan semakin
9
besar (lebih sensitif terhadap cahaya).Resistansi LDR berubah seiring den-
gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap
resistansi LDR sekitar 10M dan dalam keadaan terang sebesar 1K.
Sensor yang digunakan terdiri dari photo dioda. Sensor ini nilai resis-
tansinya akan berkurang bila terkena cahaya dan bekerja pada kondisi ri-
verse bias. Untuk sensor cahayanya digunakan LED Superbright, komponen
ini mempunyai cahaya yang sangat terang. Jika photo dioda tidak terkena
cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak
hingga. maka pada percobaan pertama pada saat LDR diberikan cahaya
yang gelap hasil output tegangan akan kecil, diasumsikan robot line follower
tidak akan berfungsi jika tidak diberi cahaya. sensor LED ini juga berfungsi
untuk menyebabkan arus yang mengalir pada komparator sangat kecil atau
dapat diasumsikan dengan logika 0 Jika photo dioda terkena cahaya, maka
photo dioda akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya
akan menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator
dan berlogika 1, hal ini sesui seperti pada percobaam keempat dan ketiga
yang menggunakan komponen komparator, maka ketika diberikan sumber
cahaya mengenai LDR ketika gelap nilai hambatannya pada masing - masing
LDR dan transistor lebih besar pada waktu terang
10
3.3 Analisis Data
simulasi menggunakan proteus memang meudahkan pengujian dan analisi
namun dalam praktikum ini akan lebih mudah dipahami ketika menggunaka
atau praktik secara langsung dengan komponen - komponen yang bersangku-
tan agar praktikan lebih memahami maksud dari jenis dan banyak fungsi
dari setiap komponen dari sebuah rangkaian. meskipun tidak eksperimen
langsung tapi hasil uji simulasi tidak jauh dari hasil teori dan bisa dipahamai
lebih lanjut.
11
4 Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja
LDR sebagai sensor cahaya yang sangat peka terhadap cahaya dan intensi-
tas cahaya yang mengenai permukaannya, semakin besar intensitas cahaya
yang diberikan maka semakin kecil pula hambatan yang diberikan namun
sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya yang diberikan nilai hambatan
akan besar. motor DC ataupun LED akan berfungsi ketika diberikan tegan-
gan. Transistor PNP ataupun NPN pada rangkaian berfusngsi sebagai peng-
hantar sinyal ataupun saklar dengan komponen basis kolektor dan emitor
sebagai penghantar arus dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan
yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan
dan arus output Kolektor.
12
References
[1] Abdullah, Mikrajuddin. ”Diktat Fisika”.(Bandung)
[2] Elex .” Informasi Praktis Elektronika.Erlangis ”Jakarta
[3] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/klasifikasi-
transistor-dan-pengkodean-transistor/
[4] http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-
cahaya-ldr-light-dependent-resistor/
[5] Resnick,Halliday .” Fundamental of Physics 8th Edition .Er-
langga”Jakarta
[6] Tim Sains Fisika. ”Sains Fisika 3”.(2005).Demak. Aneka Ilmu
[7] William H, dkk .2005.”Rangkaian Listrik Edisi Keenam Jilid 1. Er-
langga ”.Jakarta
13
LAMPIRAN
1. Robot Line Follower analog dengan seonsor LDR diatas garis hitam
Figure 1: Tegangan output pada LED saat LDR gelap
Figure 2: Tegangan output pada LED saat LDR terang
2. Robot Line Follower anaalog dengan seonsor LDR diatas garis putih
Figure 3: Tegangan output pada LED saat LDR terang
14
Figure 4: Tegangan output pada LED saat LDR terang
3. Robot Line Follower analog dengan sensor LDR IC komparator diatas
garis hitam
Figure 5: Tegangan output pada LED saat LDR terang
Figure 6: Tegangan output pada LED saat LDR terang
15
top related