BAB II Line follower berlengan-.doc

download

of 21

  • date post

    24-Dec-2015
  • Category

    Documents
  • view

    2
  • download

    1

Embed Size (px)

transcript

3

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Hasil Penelitian Sebelumnya

Sebelumnya telah ada penelitian yang serupa berjudul Sistem Pengaturan Kecepatan Motor Pada Robot Line Follower Berbeban Menggunakan Kontroler PID.

Sistem pengaturan kestabilan kecepatan motor pada robot line follower berbeban ini menggunakan Kontroler ProporsionalIntegral Differential (PID) berbasis ATMega8 dan ATMega16. PID merupakan gabungan dari tiga kontroler yaitu Kontroler Proporsional,Kontroler Integral dan Kontroler Differential. Gabungan dari ketiga kontroler ini diharapkan agar mendapat keluaran sistem yang stabil karena bisa saling menutupi kekurangan.Keuntungan dari kontroler PID adalah merupakan sebuah sistem yang sederhana sehingga lebih cepat dalam mengambil sebuah keputusan. Diharapkan dengan menggunakan kontroler PID kesetabilan kecepatan motor terjaga pada nilai yang diinginkan, dan reaksi sistem yang didapatkan cepat.2.2 Konsep Dasar

2.2.1 Robot Line Follower

Line Follower Robot adalah sebuah jenis robot yang termasuk kedalam kategori robot mobile yang di desain untuk bekerja secara autonomous dan memiliki kemampuan dapat mendeteksi dan bergerak mengikuti (follows) garis yang ada di permukaan. Sistem kendali yang digunakan dirancang untuk bisa merasakan jalur garis yang ada dan melakukan manuver gerakan agar tetap bisa mengikuti garis tersebut.Ada dua macam robot line follower yaitu line follower biasa tanpa menggunakan program dan line follower dengan program microkontroler.hanya saja yang menggunakan program microkontroler lebih komplek dan lebih sempurna jika di banding line follower yang tanpa menggunakan program.

Robot jenis ini lumayan banyak diminati bagi mereka yang baru belajar teknologi robot Bahkan kompetisi-kompetisi Line Follower Robot, secara rutin sering diadakan di berbagai universitas di indonesia. Dalam bidang industri, robot jenis ini sering digunakan untuk untuk memindahkan barang dari satu tempat ke tempat yang lain. Dengan memodifikasi sedikit sensornya maka robot line follower bisa dikembangkan menjadi Robot Wall Follower, sebuah robot yang bisa bergerak mengitari dinding.

Gambar 2.1 Robot Line Follower

2.2.2 Lengan Robot

Lengan robot dikenal sebagai manipulator yaitu sistem gerak yang berfungsi untuk memanipulasi (memegang, mengambil, mengangkat, memindah, atau mengolah) obyek. Pada robot industri fungsi mengolah ini dapat berupa perputaran (memasang mur-baut, mengebor/drilling, milling, dll.), tracking (mengelas, membubut, dll.) ataupun mengaduk (control proses).

Gambar 2.2 Lengan Robot

2.2.3Sistem Kontrol

Sistem kontrol (control system) adalah suatu alat (kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem.

2.2.3.1 Kontrol PID (Proportional Integral Derivative)

Kontrol PID (Proportional Integral Derivative) merupakan kontroler untuk menentukan kepresisian suatu sistem intrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik/feedback pada sistem tersebut. Komponen PID terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional,Integral dan Derivative.Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri, tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.

Gambar 2.3 Blok Diagram PID

Ada tiga macam control PID yaitu kontrol PI,PD dan PID. PI adalah kontrol yang menggunakan komponen proportional dan integrative. PD adalah kontrol yang menggunakan komponen proportional dan derivative. Dan PID adalah kontrol yang menggunakan komponen proportional,integrative dan derivative.

2.2.3.2 Kontrol PI

2.2.3.2.1 Kontrol Proportional

Kontroler yang merupakan sebuah penguat input sehingga hasil pada output tidak semakin menjadi kecil pada sebuah sistem. Output proportional adalah hasil perkalian antara kostanta proportional dengan nilai erornya. Perubahan yang terjadi pada sinyal input akan menyebabkan sistem secara langsung mengubah output sebesar kostanta pengalinya.

Gambar 2.4 Blok Diagram KPJika nilai kp kecil, kontroler proportional hanya mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan menghasilkan respon sistem yang lambat.

Gambar 2.5 Nilai Kp Kecil

Jika nilai kp besar, respon sistem menunjukan semakin cepat mencapai keadaan yang stabil, tetapi juga memungkinkan motor berputar diatas set point.

Gambar 2.6 Nilai Kp Besar

2.2.3.2.2 Kontrol Integratif

Kontroler proportional tidak akan mampu menjamin output dari sistem akan menuju ke keadaan yang diinginkan kalau sebuah plant tidak memiliki unsur integrator. Pada kontroler integral, respon kepada sistem akan meningkat secara kontinu dan terus-menerus kecuali nilai eror yang diintegralkan dengan batasan atas t dan batasan bawah 0 (nol).

U(t) = Ki e(t) dtPada diagram blok kontroler integral, menunjukan hubungan antara nilai eror dan output. Kontroler integral membantu menaikan respon sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

Gambar 2.7 Blok Diagram Kontrol Integral

2.2.4 Aktuator

Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir. Jenis lain dari bagian keluara digunakan untuk mengindikasi status kontrol sistem atau aktuator.

Actuator adalah elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan pada robot. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator dapat dipasang sistem gearbox.

2.2.4.1 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback dimana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian control yang ada di dalam motor servo.Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer, dan rangkaian kontrol. Motor servo biasa bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinu seperti motor DC. Motor servo mempunyai torsi cukup besar,biasa digunakan untuk aplikasi pergerakan lengan robot pada mainan mobil remot kontrol dan lain sebagainya.

Motor servo memiliki beberapa keunggulan antara lain :

1. Output yang besar walaupun bentuknya kecil.

2. Memiliki encorder untuk member tahu apabila ada eror.

3. Efisiensi yang tinggi

4. Memiliki torsi yang besar.Selain itu motor servo juga beberapa kelemahan antara lain :1. Membutuhkan proses tunning untuk menstabilkan feedbacknya

2. Motor akan terus bergerak walaupun ada sesuatu yang menahannya

3. Lebih kompleks dalam menggunakannya karena menggunakan encorder.

4. Brushnya mempunyai umur pakai 2000 jam, sehingga dibutuhkan service

5. Apabila membawa beban berlebihan motor akan rusak

Gambar 2.8 Motor Servo2.2.4.2 Motor DC

Motor DC (direct current) merupakan salah satu jenis motor yang paling banyak digunakan dalam dunia eketronika maupun robotika. Umumnya motor banyak digunakan untuk aplikasi peralatan yang memerlukan gerak memutar secara konstan, misalnya kipas angin, bor listrik, mesin gerinda, pompa air, mixer, dan lain sebagainya.Untuk memutar motor DC cukup diberi tegangan DC saja, sedangkan untuk mengatur arah perputaran, tinggal membalik polaritas tegangan nya saja.

Gambar 2.9.Motor DC

2.2.5ATMEGA32

Mikrokontroller ATMEGA32 adalah mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel.mikrokontroler ini memiliki clock dan kerjanya tinggi sampai 16 MHz, ukuran flash memorinya cukup besar, kapasistas SRAM sebesar 2 KiloByte, 32 buah port I/O yang sangat memadai untuk berinteraksi dengan LCD dan keypad.

Gambar 2.10. ATMEGA 32

Secara fungsional konfigurasi pin ATMega32 adalah sebagai berikut:a.VCC. Tegangan sumber

b.GND (Ground).Ground

c.Port A (PA7 PA0)

Port A adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin memilki internal pull-up resistor. Output buffer port A dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port A digunakan sebagai input dan di pull-up secara langsung, maka port A akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin dari port A memiliki fungsi khusus yaitu dapat berfungsi sebagai channel ADC (Analog to Digital Converter) sebesar 10 bit. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port A dapat ditabelkan seperti yang tertera pada table dibawahTabel 2.1. Fungsi Khusus Port APortAlternate Function

PA7ADC7 (ADC input channel 7)

PA6ADC6 (ADC input channel 6)

PA5ADC5 (ADC input channel 5)

PA4ADC4 (ADC input channel 4)

PA3ADC3 (ADC input channel 3)

PA2ADC2 (ADC input channel 2)

PA1ADC1 (ADC input channel 1)

PA0ADC0 (ADC input channel 0)

d. Port B (PB7 PB0)Port B adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin mengandung internal pull-up resistor.Output buffer port B dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port B digunakan sebagai input dan di pull-down secara external, port B akan mengalirkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan.

Pin-pin port B memiliki fungsi-fungsi khusus, diantaranya :

a) SCK port B, bit 7

Input pin clock untuk up/downloading memory.

b) MISO port B, bit 6

Pin output data untuk uploading memory.

c) MOSI port B, bit 5Pin input data untuk downloading memory.

Fungsi-fungsi khusus pin-pin port B dapat ditabelkan seperti pada table dibawahTabel 2.2. Fungsi Khusus Port BPortAlternate Functio