Cara Membuat Robot Line Follower Analog Sederhana

STARS (Smasta Robotec) meraih juara II dan III pada lomba Line Follower yang diadakan Himpunan  Mahasiswa Electro Universitas Udayana Tahun 2016

Robot line follower adalah sebuah robot yang dapat mengikuti sebuah jalur contohnya jalur hitam diatas arena yang berwarna putih. Robot dapat mengikuti jalur karena terdapat perbedaan pembacaan sensor saat berada diatas jalur hitam dan saat sensor berada diatas arena putih. Pada robot ini saya menggunakan IC (Integrated Circuit) bukan Mikrocontroller. Sebenarnya fungsi dari IC dan Mikrocontroller ini sama saja, akan tetapi pada mikrocontroller terdapat tambahan fitur yang dapat membuat robot mengikuti jalur sesuai dengan program yang di buat, dan tentunya Mikrokontroller ini sangat bagus untuk robot line follower. Pada Postingan ini saya akan membahas tentang pembuatan robot Line Follower analog dengan menggunakan 2 sensor .

Bahan dan alat yang dibutuhkan untuk pembuatan robot Line Follower:

A.    Bahan rangkaian.

1.      PCB Matriks   (1 buah)

   

2.      Resistor 560Ω (10 buah)

 

3.      Resistor 1kΩ  (4 buah)

 

4.      Resistor 33kΩ (2 buah)

 

5.      Resistor variable 20kΩ
                            (2 buah)

 

6.      Transistor c9013  (8 buah)

 

7.      LED indicator                   (4 buah)

 

8.      IC LM324 + soket (1 buah)

 

 

       B.     Bahan Sensor

1.      Photodioda   (2 buah)

 

2.      LED Superbrige (2 buah)

 

 

C.     Bahan Mekanik

1.      PCB Matriks (2 buah)

 

2.      Motor Dc  (2 buah)

 

3.      Gear box (2 set)

 

 

      D.    Bahan Lainnya

1.      Timah (2 meter)

 

2.      Kabel pelangi (1 meter)

 

3.      Baterai 9V (1 buah)

 

 

 

Kemudian di bawah ini Rangkaian yang kami pakai untuk membuat line follower..

1.     Skema Rangkaian LF Analog.

 

2.     Rangkaian komparator dan Driver motor

Membuat Schematic rangkaian dapat menggunakan software Proteus (dapat didownload di google)  dan sesuaikan dengan schematic diatas

 

Tampak Bawah

 

 

  

Tampak Atas.

 

 

  

 

3.     Rangkaian Sensor

 

 

 

LANGKAH-LANGKAH

1.      Tahap pembuatan sensor

A. Memasang komponen  pd pcb dot matrik

  Penyolderan komponen sensor pada pcb dot matrik sesuai dengan skema.  

2. Tahap pembuatan comparator dan driver.

a. Pemasangan komponen pada pcb dot matrik. 

b. Menyolder komponen, membuat layout, dan menyambung kaki komponen sesuai dengan skema.

3.Tahap pembuatan mekanik dan pemasangan ger bok pada mekanik.

a. Disini kami membuat mekanik menggunakan pcb matriks dan gear motor dari mainan.

b. Pemsangan gear box dan motor pada mekanik. kemudian kami potong ger bok tersbut menjadi dua bagian, untuk roda kanan dan roda kiri.

4. Terakhir penyatuan sensor, comparator dan driver pada mekanik.\

 

Rangkaian dan Komponen-Komponen Line Follower

Rangkaian Line Follower adalah salah satu rangkaian robot yang memiliki prinsip kerja dan juga rangkaian yang sangat sederhana. Apalagi saat ini memang rangkaian robot memang menjadi salah satu bentuk rangkaian yang bisa membantu kinerja manusia dalam melakukan aktifitasnya. Tidak terkecuali dengan rangkaian robot sederhana tersebut. Dan rangkaian robot itu sendiri memang memiliki kinerja yang tentunya berbeda-beda. Dan Rangkaian line follower ini bisa menjadi langkah awal bagi anda untuk membuat rangkaian robot.

Prinsip kerja dari rangkaian line follower tersebut berupa robot analog yang akan diperintahkan guna mengikuti sebuah garis bantu dengan cara yang cukup sederhana. Dan anda sendiri bisa membuat rangkaian line follower ini dengan mudah. Ditambah lagi dengan banyaknya komponen yang bisa anda dibeli di beberapa toko elektronik. Berikut beberapa penjelasang mengenai komponen di dalam rangkaian line follower ini.

Komponen Sensor

Komponen ini memang memiliki fungsi untuk mengubah varian masukan atau input mulai dari suara hingga panas menjadi tegangan atau aliran arus. Dan di dalam rangkaian line follower ini, sensor akan berfungsi sebagai indera pada manusia. Sensor akan memerintahkan robot untuk mengikuti garis yang terdeteksi. Lampu LED di dalam rangkaian ini akan berfungsi sebagai transmitter atau Photodiode yang berguna menerima pesan.

Komponen Prosesor

Di dalam rangkaian ini terdapat IC LM 339 yang akan bertugas sebagai komparator. IC LM 339 ini bertugas mengubah sinyal yang akan didapatkan dari sensor yang diubah menjadi sinyal digital.

Transistor

Sedangkan transistor akan ditugaskan untuk saklar on/off di dalam rangkaian line follower ini.

Dinamo

Tentu saja tugas dinamo untuk menggerakkan rangkaian line follower tersebut. Ada berbagai macam dinamo yang bisaanda gunakan di rangkaian line follower tersebut. Apalag dinamo Tamiya sendiri juga sudah banyak ditemukan dengan mudah.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Salah satu jenis kapasitor adalah kapasitor keping sejajar. Kapasitor ini terdiri dari dua buah keping metal sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang disebut dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke baterai, kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan baterai. Jika baterai dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor

LED (Light Emitting Diode).

LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya.

Transistor

Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk transistor bipolar adalah emitor, basis, dan kolektor. Mereka dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P yang menjadi satu sebagai tiga kaki transistor.

Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut: 

Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor, menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emitor menyebabkan hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang disebut transistor mati (off) 

· Pada PNP transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari basis ke emitor ini akan membuat transistor mati (off).

Sensor Cahaya

Sensor cahaya resistor jenis lainnya adalah light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida, dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.

IC (Integrated Circuit)

Komponen IC memilki bentuk fisik kecil, terbuat dari bahan Silikon dan berwarna hitam. Komponen IC memiliki banyak kaki dan pada umumnya jumlah kakinya sangat tergantung dari banyaknya komponen yang membentuk komponen IC tersebut. Letak kaki-kaki disusun dalam bentuk dua baris atau Dual In Line (DIL). IC yang digunakan adalah IC LM 324. IC disini digunakan sebagai komparator, yaitu membandingkan antara tegangan input dari sensor dengan tegangan input dari variable resistor. Pulsa outputnya tinggi sehingga tidak diperlukan adanya pull-up pada rangkaian output.

Comparator (OpAmp):

Comparator adalah perangkat/komponen yang membandingkan 2 input tegangan dan memberikan output sebagai High atau Low. Pada diagram rangkaian biasanya dinyatakan dalam bentuk segitiga dan memiliki inverting input (-), Non-Inverting input (+), Vcc, Ground dan Output.

Karakteristik dari komparator adalah sebagai berikut : 

Jika V+ > V- maka Vo = Vcc (Digital High 1 Output), Jika V+ < vo =" 0">

Misalkan V+ = 3,5875 V, pada jalur warna putih (dengan cahaya) diperoleh nilai V-= 0,909V karena V+>V- dan Vo=Vcc=5V maka kita peroleh nilai High, sedangkan pada jalur hitam V-=3,333V sehingga V+Low

Untuk menguji kepekaan sensor, bisa kita lakukan dengan melakukan setting pada Vr (Potensiometer).

Demikian yang bisa kami sampaikan tentang pembuatan robot Line Follower....

Semoga bermanfaat bagi kita semua....