Lapoan Lengkap Line Follower

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


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


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


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

!


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

"


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.

#


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

$


8/12

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 !*

%


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

&


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'


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


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

Lapoan Lengkap Line Follower

Documents