Pengenalan Robot Line Follower
Pengertian Robot
Robot dapat diartikan sebagai sebuah mesin yang dapat
bekerja secara terus menerus baik secara otomatis maupun
terkendali. Robot digunakan untuk membantu tugas-tugas
manusia mengerjakan hal yang kadang sulit atau tidak bisa
dilakukan manusia secara langsung. Misalnya untuk menangani
material radio aktif, merakit mobil dalam industri perakitan
mobil, menjelajah planet mars, sebagai media pertahanan atau
perang, dan sebagainya. Pada dasarnya dilihat dari struktur dan
fungsi fisiknya (pendekatan visual) robot terdiri dari dua bagian,
yaitu non-mobile robot dan mobile robot. Kombinasi keduanya
menghasilkan kelompok konvensional (mobile dan non-mobile)contohnya mobile manipulator,
walking robot,dll dan non-konvensional (humanoid, animaloid, extraordinary). Saat ini robot
selain untuk membantu pekerjaan manusia juga digunakan sebagai hiburan.
Pengertian Line Follower Robot (LFR)
Line Follower Robot (Robot Pengikut Garis) adalah robot yang dapat berjalan mengikuti sebuah
lintasan, ada yang menyebutnya dengan Line Tracker, Line Tracer Robot dan sebagainya. Garis
yang dimaksud adalah garis berwarna hitam diatas permukaan berwarna putih atau sebaliknya,
ada juga lintasan dengan warna lain dengan permukaan yang kontras dengan warna garisnya.
Ada juga garis yang tak terlihat yang digunakan sebagai lintasan robot, misalnya medan magnet.
Bagaimana bisa mengikuti garis
Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan pada mengikuti jalan yang
ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki “mata” sebagai
penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki sensor garis yang berfungsi
seperti “mata” pada manusia.
Sensor garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan robot
tersebut, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor untuk diolah
sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau
motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya.
Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sensor garis (A-Kiri
dan B-Kanan), yang terhubung ke dua motor (kanan dan kiri) secara bersilang melalui sebuah
prosesor/driver (lihat gambar). Sensor garis A (Kiri) mengendalikan motor kanan, sedangkan
sensor garis B (kanan) mengendalikan motor kiri.
1. Ketika sensor A mendeteksi garis sedangkan sensor B keluar garis ini berarti posisi robot
berada lebih sebelah kanan dari garis, untuk itu motor kanan akan aktif sedangkan motor
kiri akan mati. Akibatnya motor akan berbelok kearah kiri.
2. Begitu sebaliknya ketika sensor B mendeteksi garis, motor kiri aktif dan motor kanan
mati, maka robot akan berbelok ke kanan.
3. Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan robot akan bergerak
maju.
Untuk menrangkai rangkaian elektroniknya kita perlu tahu dulu diagram blok sistem
yang akan kita bangun, dengan demikian akan menjadi mudah mengerjakannya. Blok sistem
yang akan kita bagun paling tidak tampak seperti gambar berikut. Sistemnya terdiri dari sensor
garis, rangkaian komparator, rangkaian logika NAND gate dan Driver motor.
Sensor garis
Apa itu sensor garis? Yang dimaksud sensor garis disini adalah suatu perangkat/alat yang
digunakan untuk mendeteksi adanya sebuah garis atau tidak. Garis yang dimaksud adalah garis
berwarna hitam diatas permukaan berwarna putih. Alat ini menggunakan teknik pantulan cahaya
inframerah yang ditangkap oleh photodiode dari sebuah LED.
Rangkaian Komparator
Rangkaian komparator berfungsi sebagai signal conditioning, artinya bahwa sinyal atau
tegangan yang dihasilkan oleh sensor garis akan dikondisikan ke level yang sesuai yang sesuai
yang dapat diterima oleh mikrokontroler sebagai logika”0″dan”1″atau sekitar 0-3V(logika”0″)
dan 3-5V (logika”1″).
Komparator sesuai namanya berfungsi untuk membandingkan 2 input tegangan pada
opamp dan akan menghasilkan output berupa tegangan logika 0 dan 5V. Dua tegangan tersebut
kita ambil yang pertama dari keluaran rangkaian sensor garis, dan sebagai pembanding sekaligus
tegangan referensinya kita hasilkan melalui potensiometer yang dihubungkan keVcc.
Motor
Kanan
Sensor
Garis
Rangkaian
Komparator
NAND
gate
Driver
Motor DC
Motor
Kiri
Pengenalan Komponen yang digunakan Robot Line Follower Analog
Yang kita bahas disini adalah komponen-komponen elektronik yang digunakan untuk
membuat robot Line Follower (Pengikut Jejak)Analog khususnya yang dirancang untuk SMA N
7 Yogyakarta. Karena setiap rancangan robot Line Follower berbeda, maka akan berbeda pula
komponen elektroniknya berdasarkan model layout papan rangkaiannya. Pada dasarnya
komponen elektronik dibagi menjadi dua yaitu komponen pasif dan komponen aktif.
Komponen aktif adalah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar
dapat bekerja dalam rangkaian elektronika yang dapat menguatkan dan menyearahkan
sinyal listrik, serta dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya
,contohnya adalah Dioda, Transistor dan IC (Integrated circuit) dan lain sebagainya.
Komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan
arus listrik sehingga tidak bisa menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak
dapat mengubah suatu energi ke bentuk lainnya ,contohnya adalah Resistor, Kapasitor
dan Induktor dan lain sebagainya.
Setelah mengenal komponen aktif dan pasif secara singkat maka selanjutnya dibahas
komponen yang digunakan berdasarkan rancangan untuk SMA N 7 Yogyakarta.
Komponen Pasif yang digunakan:
1. Resistor Karbon
Resistor merupakan komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan
hambatan tertentu, ukuran dari resistor adalah ohm (Ω). Banyak macam dan
bentuk dari resistor,untuk robotik kita biasa menggunakan resistor film
karbon (gambar di samping). Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna, resistor
film karbon hanya memiliki 4 buah gelang warna. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4
watt (sangat kecil), 1/2 watt(kecil), 1 watt, dan 2 watt (dapat dilihat perbedaannya berdasarkan
ukurannya). Kita ibaratkan resistor adalah kran air, dan air adalah arus listrik, misalkan kran air
kita buka sedikit (artinya penghambatnya besar sedangkan yang terbuka kecil) maka air(arus
listrik) yang mengalir adalah kecil, jika kran air kita buka lebih lebar (penghambatnya kecil
sedangkan yang terbuka lebih lebar) maka air (arus listrik) yang mengalir akan lebih besar,
seperti itulah gambaran sederhana kerja dari resistor. Pada rangkaian robot SMA N 7
Yogyakarta, coba kalian perhatikan pada rangkaian komparator, resistor yang dipasang di bawah
menyambung pada LED, fungsinya untuk membatasi arus yang masuk pada LED agar LED
tidak rusak.
Cara penghitungan hambatan resistor dengan gelang warna:
Pita 1 : Warna Merah, berarti = 2
Pita 2 : Warna Hijau, berarti = 5
Pita 3 : Warna Orange, menunjukkan angka 3 berarti = 000
Pita 4 : Warna emas memiliki toleransi 5%
Jadi nilai hambatannya adalah 25000 Ω = 25KΩ dengan toleransi 5%
artinya nilai aslinya bisa berkisar antara (23.750-26.250)Ω. Angka
23.750 didapat dari 25000-(25000x5%) dan angka 26.250 dari 25000+
(25000x5%).
Fungsi resistor dalam rangkaian elektronika :
• Sebagai beban rangkaian
• Untuk membagi tegangan atau arus Simbol Resistor
2. Variable Resistor (VR/ Trimpot)
Resistor Variabel adalah resistor yang nilai resistansinya dapat
dibuah secara langsung baik dengan tuas yang telah tersedia atau
menggunakan obeng. Ada 2 jenis resistor variabel yang ada dipasaran, yaitu
trimpot (trimer potensio) dan potensiometer. Bentuk fisik dari trimpot dapat
dilihat pada gambar di samping. Nilai resistansi dari trimpot tertulis pada
badan trimpot tersebut menggunakan kode angka. Nilai yang trertulis pada badan trimpot
merupakan nilai maksimum dari resistansi trimpot tersebut. Misal trimpot dengan nilai
103,artinya adalah 10 dan angka 3 adalah pangkat, atau bias dibaca 10x 10 3, berarti nilainya
10.000Ω =10KΩ. Maka Variable Resistor tersebut dapat diubah nilai resistansinya dari 0Ω
sampai 10KΩ. Pada robot SMA N 7 Yogyakarta
Variable Resistor digunakan pada rangkaian
Komparator (Lihat halaman Komparator).
3. Kapasitor Elektrolit / ELCO
Nama lainnya adalah kondensator. Adalah komponen yang terdiri
dari 2 pelat logam yang dipisahkan dengan isolator. Isolator ini
menunjukkan nama dari kapasitor tersebut. Fungsi kapasitor adalah untuk
menyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi sebagai isulator/penahan
arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik.
Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring,perata tegangan DC pada
pengubah AC ke DC,pembangkit gelombang ac atau oscilator dsb. Ukuran kapasitor adalah
Farad. Elektrolit / ELCO (kondensator yang memiliki polaritas, kaki + dan kaki -). Sifat
kapasitor adalah dapat menerima arus listrik dan menyimpannya dalam waktu yang relatif.
1 Farad (F) = 1.000.000 mikro Farad (F)
1 mikro Farad (F) = 1.000 nano Farad (nF)
1 nano Farad (nF) = 1.000 piko Farad (pF)
Penggunaan kapasitor dalam rangkaian :
• Sebagai perata arus Simbol pada rangkaian adalah C
• Sebagai penyimpan arus listrik
Cara Membaca Elco misalnya dibadan ELCO tertera tulisan 10uF/16v berarti ELCO
tersebut memiliki ukuran 10 mikro farad dan tegangan kerjanya maksimal 16v. Jika tegangan
yang diberikan lebih besar dari tegangan kerja maka ELCO akan rusak. Sisi ELCO yang terdapat
tanda panah menunjukkan kaki disisi tersebut adalah kaki negative (kaki yang pendek).
Kapasitor ini pada rangkaian robot SMA N 7 Yogyakarta terdapat pada rangkaian
Komparator, NAND gate,dan Rangkaian Driver.
4. Kapasitor Keramik
Pada dasarnya kegunaan Kapasitor ini sama dengan ELCO yang
membedakan adalah bahannya dan nilai kapasitansinya. Untuk Kapasitor
Keramik nilainya berkisar pada picoFarad (pF) atau lebih kecil dari ELCO.
Cara Membaca Kapasitor Keramik misalnya di badan kapasitor tersebut tertera tulisan 103
artinya :
• Angka I : melambangkan angka
• Angka II : melambangkan angka
• Angka III : melambangkan jumlah nol & ukurannya dalam piko Farad.
Jadi nilai kapasitor tersebut adalah 10.000 pF = 10 nF = 0,01uF.
1 pF → 1 piko Farad = 1 x 10 pangkat (-12) Farad.
Kapasitor Keramik dalam rangkaian robotic SMA N 7 Yogyakarta digunakan pada rangkaian
Driver.
Komponen Aktif yang digunakan:
1. Dioda
Dioda berfungsi terutama sebagai penyearah. Dioda
memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dioda
terbuat dari dua bahan atau yang biasa di sebut dengan dioda
semi konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode
sedangkan bahan tipe-n menjadi katode.
Secara umum semua dioda memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama. Macam-
macam dioda pada dasarnya terbentuk oleh sambungan PN yang secara fisik dioda dikenali
melalui nama elektrodanya yang khas yaitu, anode dan katode. Pada sambungan dua jenis
berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini
dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage,
yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, pengertian dioda bisa
berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif
sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila
bagian anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif).
Secara fisik kaki katoda ( K ) adalah kaki yang dekat
dengan tanda gelang yang terdapat pada body-nya. Jika
dilihat cara membedakan dioda 1 ampere dengan 2 ampere
atau 3 ampere adalah ukurannya yang berbeda, untuk dioda 1
ampere akan lebih kecil dari yang 2 ampere, dan yang 2
ampere akan lebih kecil dari yang 3 ampere. Sedangkan
Nomor seri dioda untuk mengetahui voltage (tegangan)
dioda, misalkan dioda IN 4002, memiliki tegangan 100 V dan arus 1 A. Simbol dioda
dilambangkan dengan huruf “D”. Pada robot Line Follower SMA N 7 Yogyakarta dioda
digunakan pada rangkaian Komparator dan Driver.
2. Dioda Germanium IN 4148
Fungsi dari Dioda IN4148 adalah untuk pengaman dari arus
dan tegangan lebih sehingga IC LM 324 (Komparator) tidak cepat
rusak dan sebagai pengaman rangkaian. Selain itu fungsi diode
IN4148 bertujuan untuk mempercepat pembuangan arus pada saat terjadi reset tidak sempurna
dan sebagai pengaman rangkaian minimum sistem, karena pada saat tegangan dimatikan maka
kapasitor akan membuang tegangan. Setelah arus sampai di reset maka akan menghidupkan
reset, sistem akan mati dan kembali ke kondisi semula atau default . Pada rangkaian Robot Line
Follower SMA N 7 Yogyakarta, dioda ini dipasang pada output IC LM 324 pada rangkaian
Komparator Robot.
3. LED (Light Emitting Diode)
Light Emiting Diode (LED) adalah suatu jenis dioda yang lain
yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan forward bias. Bila anoda
diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda diberi forward
bias . Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display.
LED memiliki dua kutub yaitu (+) dan (-), cirinya adalah kaki (+) lebih panjang disbanding kaki
(-). Pemasangan LED juga tidak boleh terbalik karena bias menyebabkan kerusakan pada LED.
Warna dari LED bermacam-macam,yang biasa kita temui
dipasaran adalah kuning, hijau, biru, merah dan putih. Pada
rangkaian Komparator, NAND gate, dan Driver ,LED ini
digunakan sebagai indicator, sedangkan pada rangkaian sensor
digunakan sebagai pemancar cahaya untuk membaca Line (garis)
yang kemudian pantulan cahayanya ditangkap oleh Photodioda.
4. Photodioda
Photodioda atau dioda foto mempunyai sifat yang
berkebalikan dengan LED yaitu akan menghasilkan arus listrik
bila terkena cahaya. Besarnya arus listrik tergantung dari
besarnya cahaya yang masuk.
Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan
yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb,
InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup:
2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Photodioda juga memiliki dua
kutub yaitu (+) dan (-), cirinya adalah kaki (+) lebih panjang disbanding kaki (-).
Pemasangannya juga tidak boleh terbalik. Dilihat secara fisik Photodioda sangat mirip dengan
LED, perbedaannya adalah jika photodiode dilihat dari atas maka akan tampak titik hitam di
tengah-tengahnya. Photodioda digunakan sebagai sensor penerima cahaya pada rangkaian
sensor pada robot Line Follower .
5. Transistor Bipolar Junction Transistor (BJT)
Transistor adalah komponen elektronika terbuat dari alat
semikonduktor yang banyak di pakai sebagai penguat, pemotong
(switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak
lagi fungsi lainnya. Pengertian Transistor pada alat semikonduktor
mempunyai 3 elektroda (triode), yaitu dasar (basis), pengumpul
(kolektor) dan pemancar (emitor). Dalam rangkaian analog ini komponen transistor dapat di
gunakan dalam penguat (amplifier). Untuk Rancangan robot Line Follower SMA N 7
Yogyakarta, kita menggunakan transistor jenis BJT dengan tipe N-P-N. Transistor NPN (katoda
anoda katoda / kaki anoda yang disatukan).
Transistor memiliki 3 kaki yaitu :
• EMITOR (E)
• BASIS (B)
• COLECTOR (C) Skema kaki transistor N-P-N
Kita menggunakan transistor dengan seri BC 357 BK032, transistor ini dipasang pada
rangkaian Driver dan NAND gate.
6. Transistor FET
FET bentuk fisiknya seperti transistor. Fungsinya adalah untuk
menaikkan tegangan atau menurunkan tegangan. FET memiliki tiga
kaki juga yaitu :
• GATE (G) adalah kaki input
• DRAIN (D) adalah kaki output
• SOURCE (S) adalah kaki sumber
Kakinya biasanya sudah pasti yaitu bila kita hadapkan FET ke arah kita maka urutan
kakinya dari kiri ke kanan adalah GATE, DRAIN, SOURCE. Dalam rangkaian robot Line
Follower SMA N 7 kita menggunakan FET pada rangkaian Driver, yang kita gunakan adalah
tipe IRF 630 dan IRF 9630. IRF 630 digunakan sebagai penaik tegangan sedangkan IRF 9630
digunakan sebagai penurun tegangan.
7. IC Regulator
Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai
dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power
supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya
outputan tegangan.
Dalam Robot rancangan SMA N 7 yogya, menggunakan IC
regulator dengan tipe 7805. IC regulator 7805 adalah regulator untuk
mendapat tegangan +5 volt. Dipasang pada rangkaian Komparator.
8. IC Komparator
IC adalah gabungan dari beberapa komponen yang disatukan.
Untuk menetukan baik tidaknya IC tidak bisa diukur dengan multitester
tapi langsung dicoba ke rangkaian.
IC memiliki seri-seri tertentu. IC ada yang memiliki 3 pin (kaki),
8 pin, 16 pin, dan sebagainya. Dalam Rrangkaian Komparator kita menggunakan IC LM 324. IC
LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi
sebagai comparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 V sampai +15V untuk +Vcc dan
-5V sampai -15V untuk -Vcc. Adapun definisi dari masing-masing pin IC LM324 adalah sebagai
berikut:
a. Pin 1,7,8,14 (Output).
Merupakan sinyal output.
b. Pin 2,6,9,13 (Inverting Input.)
Semua sinyal input yang berada di pin
ini akan mempunyai output yang
berkebalikan dari input.
c. Pin 3,5,10,12 (Non-inverting input).
Semua sinyal input yang berada di pin
ini akan mempunyai output yang sama
dengan input (tidak berkebalikan).
d. Pin 4 (+Vcc)
Pin ini dapat beroperasi pada tegangan
antara +5 Volt sampai +15 Volt.
e. Pin 11 (-Vcc)
Pin ini dapat beroperasi pada tegangan
antara -5 Volt sampai -15 Volt.
9. IC NAND
Dalam rangkaian NAND gate yang dipasang pada bagian bawah
rangkaian Komparator, kita menggunakan IC 74LS00. IC 74LS00
merupakan NAND gate (gerbang digital NAND)yang sangat berguna
dalam teknologi digital. NAND gate terkait dengan logika 0 dan 1
sebagai sinyal keluarannya yang akan disalurkan pada rangkaian Driver.
Komponen Tambahan yang digunakan:
1. Socket IC
Socket IC adalah dudukan /tempat kaki IC yang langsung disolder
dengan papan rangkaian (layout rangkaian) Socket IC berfungsi sebagai
pelindung IC ketika dilakukan pensolderan, karena IC sangat mudah
rusak jika terkena suhu yang tinggi seperti solder. Socket yang kita
gunakan adalah socket dengan jumlah kaki 14, karena IC yang kita gunakan adalah LM 324 dan
74LS00 yang jumlah kakinya 14 buah.
2. Pin/ Socket Deret
Socket deret berbentuk seperti sisir ini berfungsi sebagai soket
sambungan/ sebagai penyambung antar rangkaian yang terletak pada
papan rangkaian terpisah. Terdapat dua jenis yaitu pin deret lurus dan
yang bengkok seperti huruf L. Dalam penggunaannya socket ini dapat
dipotong-potong sesuai kegunaan.
3. Papan PCB polos
Papan PCB polos ini bagian depan merupakan lempeng
tembaga yang sangat baik untuk mengahtarkan arus listrik. Dalam
pembuatan robot, papan PCB polos ini nantinya dicetak menjadi
papan rangkaian baik itu untuk Komparator, Sensor, Driver, dan
lain-lain. Cara pencetakannya dibahas pada petunjuk pencetakan
papan rangkaian.
Petunjuk Pencetakan Layout
1.
Siapkan papan PCB polos .Papan PCB polos
dapat dibeli di toko elektronik.
2.
Cuci bersih papan PCB dengan serabut besi
yang biasa untuk mencuci piring, agar
permukaannya sedikit kasar dan bersih. Lalu
keringkan.
3.
Siapkan gambar layout yang akan dicetak
pada PCB. Syarat gambar bisa dicetak,
gambar harus diprint menggunakan print
laser atau difotocopy, dan kertasnya harus
kertas gloss atau Art Paper. Potong bagian
yang akan dicetak. Kemudian tempelkan
gambar pada PCB, jika susah dapat juga
menggunakan isolasi. Letak gambar
menghadap ke PCB.
4.
Kemudian setrika bagian belakang kertas,
suhu setrika jangan terlalu panas. Pastikan
disetrika hingga merata kurang lebih 15
menit, hingga gambar menjadi timbul atau
kertas menjadi gosong dan menempel pada
PCB, setelah itu diamkan hingga agak
dingin.
5.
Kemudian rendam di dalam air kurang lebih
5 menit agar kertas menjadi lembek, lalu
sambil diguyur air, lepaskan kertas dari PCB
6.
Setelah dikeringkan, hasilnya akan seperti
pada gambar, jika ada bagian yang rusak,
maka dapat disambung atau ditutupi dengan
spidol permanen.
7.
Setelah itu potong sesuai dengan ukuran,
atau sesuai keinginan asal tidak merusak
gambar/memotong layout.
8.
Kemudian siapkan bubuk Feriklorida
secukupnya,semakin banyak maka akan
lebih baik, asal tidak terlalu banyak,
tuangkan pada wadah kemudian beri air
jangan terlalu banyak, Perhatian: zat ini
panas, jadi jangan dipegang langsung
dengan tangan. Lalu masukkan PCB yang
sudah dicetak kedalam larutan,lalu
goyangkan wadah hingga lapisan tembaga
pada PCB yang tidak tertutup gambar
melarut dengan sendirinya. Kalau bisa saat
melarutkan diusahakan di tempat terbuka
dan dekat sumber air. Setelah larut, maka
angkat PCB dengan bantuan kayu atau alat.
Kemudian cuci hingga bersih, dan sisa
larutan dibuang pada saluran pembuangan
air, atau tempat kusus agar tidak mencemari.
9.
Setelah dicuci hasilnya akan seperti gambar
diatas kemudian gosok bagian yang tertutup
hitam dengan serabut besi.
10.
Maka hasilnya akan seperti gambar diatas
jika sudah dibersihkan.
11.
Kemudian yang terakhir tinggal dibor
bagian lubang yang akan di pasang
komponen. Bor menggunakan bor listrik
kecil.
Petunjuk Teknik Menyolder
Dalam praktek elektronika, memasang atau melepas
komponen diperlukan solder. Menyolder harus ada teknik dan
cara-cara tertentu. Tidak boleh asal menyolder karena hasilnya
bisa jadi tidak memuaskan atau rangkaian menjadi tidak bekerja
sesuai dengan semestinya. Menyolder adalah kemampuan yang
penting didalam elektronika.
Tiap titik sambungan komponen harus disolder. Penyolderan yang tidak sempurna dapat
menyebabkan rangkaian tidak bekerja. Teknik menyolder adalah sebagai berikut :
1. Pilih solder yang berdaya 60-80 Watt untuk hasil yang sempurna.
2. Buatlah tatakan untuk menyolder jika diperlukan.
3. Gunakan timah yang bagus untuk hasil yang sempurna.
4. Sebelum kawat (kaki) komponen disolder, lebih baik dibersihkan / dikerik dulu dengan
cutter untuk memudahkan menempelnya timah pada kawat / kaki komponen tersebut.
5. Pastikan solder sudah panas untuk memulai penyolderan
6. Pasang kaki komponen pada PCB kemudian tempelkan mata solder pada kawat / kaki
komponen sebentar (agar panas dan memudahkan timah menempel), kemudian
tempelkan timah sedikit demi sedikit sesuai dengan kebutuhan. Jangan terlalu banyak
karena hasilnya menjadi tidak rapi. Ujung solder dan ujung timah menempel pada pad
PCB dengan arah berlawanan. Jangan memberikan timah yang terlalu banyak.
Berikut posisi yang salah yang membuat
hasil solderan tidak maksimal.
Petunjuk Rangkaian Komparator
Bahan:
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) pada kaki Inverting Op Amp (Lihat data sheet pada halaman pengenalan komponen) yang
dibandingkan dengan tegangan dari sensor yang masuk pada kaki Non-Inverting Op Amp.
Dipasang di bagian bawah
Dipasang di bagian bawah
CATATAN: Pada intinya prinsip Kerja Komparator adalah untuk membandingkan tegangan yang masuk
dari sensor dengan tegangan masuk dari Variable Resistor (VR). Kemudian outputnya masuk
ke rangkaian selanjutnya (NAND gate) untuk diproses lagi.
Rangkailah komponen
sesuai letak pada gambar
1 Buah IC Regulator 7805
4 Buah Variable Resistor 50KΩ
4 Dioda IN 4148
4 Buah Resistor ¼ watt 330Ω untuk bagian bawah
2 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ untuk bagian atas
4 Buah LED 3mm
1 Buah Dioda IN 5392 2A
1 Buah Dioda IN 4007 1A
1 Buah Kapasitor 1000µF/25 V
1 Buah Socket IC 14 kaki
1 Buah pin deret bengkok 8 kaki untuk bagian atas
1 Buah pin deret lurus 8 kaki untuk bagian bawah
+ -
+ -
-
+
Pada rangkaian ini kita menggunakan IC LM 324
Petunjuk Rangkaian NAND gate
Bahan:
Pada dasarnya baik rangkaian komparataor maupun rangkaian NAND gate keduanya
mengunakan IC(Integrated Circuit). Dalam IC terdapat gerbang logika,dalam ilmu elektronika
gerbang logika ini erat kaitannya dengan teknologi digital. Mengenai gerbang logika, tidak akan
dibahas di sini, karena akan sedikit sulit untuk dipahami baik oleh anak SMP maupun SMA.
Pada intinya dalam robot Line Follower Analog kalau rangkaian komparator berguna sebagai
pembanding input yang masuk dari sensor, maka rangkaian NAND ini berfungsi mengolah input
dari komparator sehingga menghasilkan output yang dapat dibaca oleh Rangkaian penggerak
motor (Rangkaian Driver).
4 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ
2 Buah Resistor ¼ watt 4700Ω
1 Buah Resistor ¼ watt 330Ω
1 Buah Socket IC 14 kaki
1 Buah pin deret bengkok 4kaki
2 Buah soket female pin deret 3 kaki
1 Buah soket female pin deret 2 kaki
1 Buah Kapasitor 47µF/25 V
2 Buah Transistor BC 547
Input dari komparator
Output ke Driver
+
-
+ -
1 Buah LED 3mm
+
-
Garis abu-abu yang di tunjuk oleh panah adalah jumper dari kawat apa saja yang bisa menghantarkan listrik, jumper dalam rangkaian ini dipasang paling pertama
Pada rangkaian ini kita menggunakan IC 74LSOO
Catatan: Letak IC pada gambar adalah yang terletak di tengah-tengah
yang memiliki banyak kaki
Petunjuk Rangkaian Sensor
Bahan:
Sensor dapat dianalogikan sebagai „mata‟ dari sebuah robot. Mata di sini digunakan
untuk „membaca‟ garis hitam dari track robot. Kapan dia akan berbelok ke kanan, kapan dia
berbelok ke kiri. Semua berawal dari mata bukan? Kita sebagai manusia tahu arah kita berjalan
karena kita memiliki mata. Yaah, sama seperti robot.
Disamping adalah gambar transmitter (pemancar) dan receiver
(penerima). Yang berwarna putih bening adalah LED sebagai transmitter
(pemancar cahaya) dan yang berwarna hitam adalah photodiode sebagai
receiver (sensor penangkap cahaya).
Cara Kerja:
Ketika transmitter (LED) memancarkan
cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan
dipantulkan hampir semuanya oleh bidang
berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika
transmitter memancarkan cahaya ke bidang
berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan
banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke receiver tinggal
sedikit. Nah, artinya kita sudah bisa membedakan pembacaan garis dari sensor bukan? Kalau kita
sudah tahu, perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang
berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut.
+ -
+ -
- +
- + - +
- +
+ -
+ -
4 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ 4 Buah Resistor ¼ watt 330Ω
4 Buah LED 3mm warna putih
4 Buah photodiode 3mm
Lanjutan Rangkaian Sensor
Kalau cahaya yang dipancarkan ke bidang putih, sensor akan :
Sebaliknya, kalau cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam, maka sensor akan :
Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah (sekitar 0 Volt) dan
baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi.
Petunjuk Rangkaian Driver
Bahan:
Cara Kerja Driver:
Driver adalah rangkaian yang tersusun dari
transistor yang digunakan untuk menggerakkan motor
DC. Dimana komponen utamanya adalah transistor
yang dipasang sesuai karakteristiknya. Driver motor
yang kita bangun menggunakan 6 buah transistor, 4
transistor FET (bentuknya kotak), dan 2 transistor BC
547. Knapa kita pakai transistor? Transistor dapat
berfungsi sebagai saklar / switch on off. Motor
(dinamo) tidak menyala terus menerus bukan? pada
jalur tertentu motor akan mati dan menyala. Nah, nyala
mati motor tersebut diatur oleh transistor. Transistor
yang digunakan di sini adalah transistor BC 547 (tipe
NPN). Sekarang kita tinjau, bagaimana cara motor
bekerja ketika robot berbelok ke kiri dan ke kanan.
Lihat ilustrasi di samping ini ketika robot akan
berbelok arah.
Pin deret yang diberi tanda silang
merah tidak digunakan
1 Buah LED 3mm
4 Buah Dioda IN 4002 1A
1 Buah Kapasitor 220µF/25 V
2 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ 3 Buah Resistor ¼ watt 4700Ω
Nampak atas
Nampak samping
2 Buah Transistor FET IRF 9640
2 Buah Transistor FET IRF 640
2 Buah pin deret bengkok 2kaki
1 Buah pin deret bengkok 4 kaki
2 Buah Transistor BC 547
1 Buah Induktor ruang udara 6 lilitan. Catatan: Dibuat sendiri
4 Buah kapasitor keramik 3000 pico Farad (simbol angka 33)
Catatan: Untuk jalan lurus, kedua dinamo
berjalan maju
IRF 9640 IRF 9640
IRF 640 IRF 640
Petunjuk Merangkai Mekanik dan Chassis
Tahap terahir pada pembuatan robot Line Follower adalah perangkaian mekanik dan
chassis. Robot Line Follower bergerak dengan menggunakan Motor(dynamo) DC, oleh karena
itu tahap pembuatan mekanik kita harus merancang Gear Set-nya dan membuat Gear Box.
1. Pembuatan Gear Set
Untuk Gear set kita menggunakan 3 buah gear,
tetapi dapat juga kita menggunakan 2 buah
gear (gear langsung). Setting rasio Gear tengah
dan Gear roda menggunakan gear yang besar .
Keuntungannya adalah torsinya besar. Torsi
dibutuhkan agar putaran mesin tidak mudah
berhenti ketika terhambat.
Untuk gear dynamo, terhubung langsung pada
motor Dc, sedangkan gear tengah kita
menggunakan double gear artinya ditengah-
tengahnya ada gear lagi dengan ukuran yang
lebih kecil sebagai penghubung ke gear roda.
2. Perangakaian Gear Box
Untuk Gearbox, susunanya dapat
dilihat pada gambar di samping, kita
membuat gearbox dari dua papan
PCB yang ditempatkan di kiri dan
kanan Gear (lihat gambar) untuk
menjaga gear tetap pada tempatnya.
Gear box ini menyambung langsung
pada Dinamo Motor Dc (penggerak)
dan Roda. Jangan lupa untuk gear
tengah harus diberi batang besi (as)
agar gear tengah tetap pada
tempatnya.
Gear Dinamo
Gear Tengah (double gear)
Gear Roda
Plat Gearbox, dapat menggunakan papan PCB Mur dan Sekrup
Nampak Atas
Gear Tengah (double gear)
Gear Roda
Gear Dinamo
Mur dan Sekrup
Dinamo Motor DC
Plat PCB, untuk Gearbox (tempat Gear)
Roda
3. Pembuatan Chassis
Depan
Tahap berikutnya adalah pembuatan Chassis. Chassis
adalah bagian dasar atau rangka. Sama halnya dengan mobil,
robot Line Follower juga memerlukan chassis. Chassis ini dapat
kita buat dengan plat besi atau juga bisa dengan plat PCB. Di
samping adalah contoh gambar chassis. Biasanya Chassis robot
Line Follower untuk lomba memiliki ukuran maksimal 20cm x
20cm x 20cm, tinggi,panjang,dan lebar. Oleh karena itu
usahakan panjang chassis dari depan ke belakang adalah kurang
dari 20 cm. Bahan chassis juga perlu diperhitungkan, gunakan
bahan yang ringan dan kuat, karena untuk lomba, akan ada batas
maksimal berat robot.
Belakang
4. Perakitan Robot
Tahap awal adalah
pemasangan part
berikut:
Pasang rangkaian Sensor di bawah Chassis dengan sekrup
Pasang kedua susunan Gearbox di atas chassis seperti pada gambar.
Tahap kedua,
memasang rangkaian
driver di atas chassis
dengan sekrup seperti
pada gambar.
Kemudian pasang
rangkaian NAND di
bawah Rangkaian
Komparator, seperti
gambar di samping.
Pasang kedua kabel Motor DC merah dan hitam seperti pada gambar,jika laju motor terbalik, maka balik warna hitam ke merah dan sebaliknya.
Rangkaian Komparator di atas
Rangkaian NAND gate di bawah
Setelah kedua
rangkaian tersebut
digabungkan kemudian
pasang kedua rangkaian
tersebut paling atas di
Chassis dengan sekrup
seperti pada gambar di
samping. Yang terakhir
adalah menyambungkan
kabel-kabel, kabel pada
sensor di sambungkan ke 6
pin bengkok komparator
paling depan. Kemudian 4
pin deret bengkok
rangkaian NAND
disambung ke 4 pin
bengkok rangkaian Driver.
Dengan begini
rangkaian robot sudah jadi
dan siap dicoba di lintasan.
Input Batrei
+ -