Makalah robot Line Folowing

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG

ABSTRAK
Dalam makalah ini akan dibahas mengenai robot Line Follower. 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.

I. PENDAHULUAN
I.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 makalah ini akan dijelaskan rangkaian elektronika dari Line Follower beserta cara kerjanya.

I.2. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :
1. Komponen apa saja yang diperlukan dalam pembuatan Line Follower.
2. Bagaimana prinsip kerja pada Line Follower r.
3. Bagaimana cara membuat rangkaian Line Follower.

I.3. Tujuan dan Manfaat
 Mengetahui komponen-komponen elektonika yang menjadi fungsi-fungsinya sehingga dapat mengaplikasikannya dalam bentuk sebuah rangkaian.
 Mengetahui dan memahami sistem dan cara kerja Line Follower dengan segala kendala.
 Mengetahui bagaimana cara membuat rangkaian robot Line Follower.

I.4 Batasan Masalah
Dalam penyusunan makalah ini kami hanya membatasi materi mengenai :
1. Fungsi tiap komponen dalam rangkaian Line Follower yang terdiri dari rangkaian sensor, komparator, dan driver.
2. Prinsip kerja dari Line Follower.

II. DASAR TEORI
II.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

III. PEMBAHASAN
III.1. 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

III.2. 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.

B. 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.

C. 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

III.5.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

IV. KESIMPULAN
Line Follower r adalah suatu robot rangkaian elektronik yang tersusun dari beberapa komponen-komponen elektronik. Dalam Line Follower terdapat 3 bagian rangkaian utama, yaitu ; rangkaian sensor (menggunakan photo dioda sebagai sensor cahaya), komparator (menggunakan IC LM 324 sebagai pembanding suatu tegangan) dan driver (digunakan sebagai penggerak roda).
Hasil uji coba Line Follower ini menunjukkan mampu berjalan di beberapa medan, dintaranya medan lurus, belok, naik, dan menurun.

V. 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.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s