ROBOT
LINE TRACER ANALOG
Robot ini merupakan
salah satu bentuk robot beroda yang memiliki komponen utama diantaranya, seperti
resistor, dioda, transistor, Led yang dirangkai untuk menghasilkan jenis
kendaraan yang berjalan secara otomatis dengan kecepatan tertentu mengikuti
garis.
Di dalam rangkaian Line Follower terdapat 3 bagian utama, yaitu bagian sensor,
komparator dan driver. Untuk bagian sensor digunakan photodioda sebagai sensor
cahaya, sedangkan komparatornya menggunakan IC LM 324 sebagai pembanding
tegangan dan untuk drivernya digunakan 2 buah motor sebagai penggerak rodanya.
Hasil uji coba rangkaian Line Follower ini
menunjukkan performa yang mampu berjalan di beberapa medan, diantaranya medan
lurus, belok, naik, dan menurun.
1. Komponen-komponen
Line Follower
Komponen-komponen pada rangkaian Line Follower terdiri dari :
A. Resistor
Penggunaan resistor dalam
rangkaian berfungsi sebagai penghambatarus listrik, memperkecil arus dan
membagi arus listrik dalam suatu rangkaian. Satuan yang dipakai untuk
menentukan besar kecilnya nilai resistor adalah Ohm atau disingkat dengan Ω
(Omega).
Gambar 2.1. Simbol resistor
Gambar 2.2. Garis warna resistor
B. Transistor
Transistor adalah suatu bahan yang dapat merubah
bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik menjadi bahan penghantar atau
setengah menghantar arus listrik. Sifat ini disebut bahan semikonduktor.
Gambar 2.3. Bentuk transistor
( PNP )
( NPN )
Gambar 2.4. Simbol transistor
Cara kerja transistor :
°
Untuk NPN, jika ada arus yang mengalir dari basis menuju emitor maka
akan ada arus yang mengalir dari collector menuju emitor.
°
Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka
akan ada arus yang mengalir dari emitor menuju collector.
B = Ic / Ib, dimana Ic >> Ib
Dimana, B : besar penguatan
Ic : arus collector
Ib : arus basis
C. LED (Light
Emiting Diode) dan LED Superbright
LED
biasa berfungsi sebagai lampu indikator pada saat sensor bekerja, dan bekerja
pada bias forward. LED Superbright berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis
untuk dibaca sensor. Kerjanya ketika sumber tegangan masuk pada battery on,
maka arus masuk sehinnga Led superbrigth menyala dengan terang yang kemudian
dibiaskan pada photodioda.
Gambar 2.5 Simbol Led
Gambar 2.6 Led dan Superbright
D. Photo
Dioda
Photo dioda berfungsi sebagai sensor
cahaya. Cara pemasangannya
dengan LED indikator yaitu terbalik. Bekerja pada bias reverse.
Gambar 2.7. Simbol photo dioda
Gambar 2.8. Photo dioda
E. 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
adalah high sehingga tidak diperlikan adanya pull-up pada rangkaian output.
Gambar 2.9. IC
Gambar 2.10. Op-Amp dalam rangkaian IC
F. Motor Penggerak (Dinamo)
Motor adalah komponen yang
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dalam kasus perancangan robot,
umumnya digunakan motor DC, karena jenis motor tersebut mudah untuk
dikendalikan.
Kecepatan yang dihasilkan
oleh motor DC berbanding lurus dengan potensial yang diberikan. Untuk membalik
arah putarnya cukup membalik polaritas yang diberikan.
Gambar 2.11. Motor
2. Rangkaian Line Follower
Dari beberapa komponen diatas, maka dihasilkan
sebuah rangkaian Line Follower. Rangkaian Line Follower terdiri dari tiga
bagian
utama, yaitu rangkaian sensor, rangkaian komparator (pembanding) dan
rangkaian driver.
Gambar 3.1. Rangkaian
Line Follower
3. Cara Kerja Line Follower
Cara kerja dari
rangkaian-rangkaian tersebut adalah sebagai berikut :
A. Prinsip Kerja Sensor
Sensor yang digunakan terdiri dari photo
dioda. Sensor ini nilai resistansinya akan berkurang bila terkena cahaya dan
bekerja pada kondisi riverse bias. Untuk sensor cahayanya digunakan LED
Superbright, komponen ini mempunyai cahaya yang sangat terang, sehingga cukup
untuk mensuplai cahaya ke photo dioda.
Gambar 3.2. Rangkaian sensor
Cara kerjanya :
Gambar 3.3. Sensor tidak terkena cahaya
Jika photo dioda tidak
terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan
tak hingga. Sehingga arus yang mengalir pada komparator sangat kecil atau dapat
diasumsikan dengan logika 0.
Gambar 3.4. Sensor terkena cahaya
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.
4. Prinsip Kerja Komparator
Komparator pada rangaian
ini menggunakan IC LM 324 yang didalamnya berisi rangkaian Op Amp digunakan
untuk membandingkan input dari sensor. Dimana input akan dibandingkan dari Op
Amp IC LM 324 yang output berpulsa high. Sehingga tidak perlu adanya pull up
pada outputnya. IC ini dapat bekerja pad range 3 volt sampai 30 volt dan dapat
bekerja dengan normal mulai tegangan 6 volt.
Dalam rangkaian ini juga
terdapat 4 LED, yang berfungsi sebagai indikator. Untuk mengatur tagangan pada
pembanding, disambungkan Variable Resistor
(VR) diantara kedua OP Amp IC LM 324.
Gambar 3.5. Rangkaian komparator
► Jika tidak ada arus yang
mengalir dari rangkaian sensor ke rangkaian ini maka tegangan masukan untuk
rangkaian ini adalah 0 Volt, akibatnya pada IC 1 tegangan di terminal (+) >
(-), maka LED-A on, sedangkan pada IC 2 sebaliknya LED-B off.
► Jika ada arus yang mengalir dari rangkaian
sensor ke rangkaian ini maka tegangan masukan untuk rangkaian ini mendekati
Vcc, akibatnya pada IC 2 tegangan di terminal (+) < (-), maka LED-B on,
sedangkan pada IC 1 sebaliknya maka LED-A off.
Kondisi antara titik A dan b akan selalu keterbalikan.
5. Prinsip Kerja Driver Motor
Driver adalah rangkaian
yang tersusun dari transistor yang digunakan untuk menggerakkan motor DC.
Dimana komponen utamanya adalah transistor yang dipasang sesuai
karakteristiknya.
Gambar 3.6. Rangkaian driver
Pada saat input A berlogika 1, maka ada arus yang
mengalir pada rangkaian, akibatnya transistor 1 dan 4 on karena basis terbias,
sehingga motor berputar. Sehingga saat input A berlogika 1 maka input B akan
berlogika 0, jadi transistor 2 dan 3 akan off.
Pada saat input B berlogika 1, maka ada arus yang
mengalir pada rangkaian, akibatnya transistor 2 dan 3 on karena basis terbias,
sehingga motor berputar tapi dengan arah yang berlawanan.
IV.4. Uji Coba Line Follower
Hasil uji coba Line Follower
ini menunjukkan mampu berjalan di beberapa medan, dintaranya medan lurus,
belok, naik, dan menurun.
► Hasil
: 3 detik jarak =100 cm 
Gambar 3.7. Medan lurus
► Hasil
: 4 detik jarak =100 cm
Gambar 3.8. Medan naik
► Hasil
: 2 detik jarak =100 cm
Gambar 3.9. Medan turun
► Hasil
: 5 detik jarak =100 cm
Gambar 3.10. Medan belok
► Hasil
: 15 detik jarak =275 cm
Gambar 3.11. Medan kombinasi
6.Komponen Yang
Dibutuhkan
Dalam pembuatan rangkaian
Line Follower ini dibutuhkan beberapa komponen-komponen elektronika, yaitu
sebagai berikut :
|
Komponen
|
Jumlah (buah)
|
|
1. IC LM 324
2. Resistor 33 KΩ
3. Resistor 10 KΩ
4. Resistor
560 Ω
5. Transistor (TR) 9013
6. Variable Resistor (VR)
7. LED Indikator
8. LED Superbright
9. Photodioda
10. Motor 3 Volt
11. PCB Metrik
12. Baterai
13. Saklar Togle
|
1
2
4
10
8
2
4
2
2
2
1
1
1
|
DAFTAR PUSTAKA
1. Dedy Rusmadi, Aneka Rangkaian Elektronika Alarm dan Bel Listrik, Pioner Jaya,
Bandung, 2005.
2. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Pelatihan Line Tracer, ITS, 2006.
