Apa itu Robot Line Follower..? Robot Line Follower adalah robot yang dapat bergerak mengikuti garis secara OTOMATIS! tanpa remot yang mengaturnya...
Di bawah ini contoh robot line follower:
Nah..terlihat bukan di gambar ada
sebuah ‘benda’ dengan roda yang dapat bergerak mengikuti garis / jalur
berwarna hitam yang berbelok-belok. ‘Benda’ tersebut mengikuti garis
dengan otomatis loh. Prinsip dasarnya, sama seperti manusia, mata
digunakan untuk melihat, kaki/roda digunakan untuk berjalan, dan otak
digunakan untuk berpikir. 3 Komponen utama pada setiap robot : mata,
kaki, dan otak.
Sensor (Rangkaian Photo Dioda)
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.
Pada robot line follower, sensor robot yang dapat digunakan ada 3 jenis, yaitu LDR (Light Dependent Resistor), Photo Dioda, dan Photo Transistor.
Nah..gambar
di samping kanan adalah 1 pasang sensor yang akan kita gunakan pada
robot line follower. Bentuknya mirip seperti LED, yang berwarna ungu
bernama receiver (photo dioda) dan yang berwarna bening bernama
transmitter (infrared). Untuk membuat robot ini, kita gunakan 4 pasang
sensor seperti di kanan.
Kemudian, setelah kita mengetahui
sensor apa yang akan kita pakai, coba buat dulu rangkaian seperti di
bawah ini untuk setiap 1 pasang sensor :
Nah, untuk 4 pasang sensor..kita perlu
membuat 4 rangkaian seperti di atas ini. Cara kerjanya cukup sederhana,
hanya berdasarkan pembagi tegangan.Lambang LED yang berwarna hitam
adalah transmitter atau infrarednya yang memancarkan cahaya infrared
terus menerus jika disusun seperti rangkaian di samping. Lambang LED
yang kanan adalah receiver atau photo dioda-nya yang menangkap cahaya
infrared yang ada di dekatnya. INGAT masang
photo dioda-nya HARUS terbalik, seperti gambar rangkaian di samping.
Dari rangkaian sensor ini, kita ambil OUTPUT (to comparator, A/D
converter, dll) yang ditunjukkan oleh gambar di samping.
Sensor (Cara Kerja)
Berikut cara kerja sensornya :
Ketika
transmitter (infrared) 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.
Perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan
yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut.
Ilustrasinya seperti gambar di bawah ini.
Kalau cahaya yang dipancarkan ke bidang putih, sensor akan :
Sebaliknya, kalau cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam, maka sensor akan :
Setelah kita tahu ilustrasi sensor, tinjau kembali rangkaian sensornya, bisa kita analogikan seperti :
Tadi
kita tahu kalau hambatan receiver berubah-ubah, jadi otomatis
rangkaian sensor yang bagian kanan bisa kita analogikan seperti gambar.
Receiver bisa kita analogikan dengan resistor variabel, yaitu resistor
yang nilai hambatannya bisa berubah. Otomatis, dengan pembagi
tegangan, nilai tegangan di output rangkaian juga akan berubah-ubah
bukan? Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah
(sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan
tegangan tinggi (mendekati Vcc = 5 Volt). Untuk rangkaian sensor
pembaca bisa kita lihat gambar di bawah ini.
Processor (Pendahuluan)
Processor yang kita gunakan di sini
bukanlah processor” canggih Bahkan, kita sama sekali TIDAK menggunakan
mikrokontroler, karena saya anggap mikrokontroler cukup rumit untuk
ukuran smp dan sma. Dalam hal ini, kita gunakan 2 IC (integrated
circuit) saja, yaitu 1 buah LM339 (Komparator) dan 1 buah 74LS00 (NAND
gate). Di bawah ini gambar kedua IC tersebut :
Processor (IC LM339)
IC LM339 biasa disebut sebagai komparator. Gunanya adalah untuk meng-compare(membandingkan).
Dengan kata lain, sesuatu yang berbentuk analog harus dikonversi dulu
ke dalam bentuk digital (deretan biner) pada dunia elektronika. Hal ini
bertujuan untuk mempermudah processing. Gambar di bawah ini adalah datasheet LM339. Coba perhatikan :
Satu buah komparator terdiri dari 2 input, yaitu Vin (input masukan dari sensor) dan Vref (tegangan
referensi). Pada dasarnya, jika tegangan Vin lebih besar dari Vref,
maka Vo akan mengeluarkan logika 1 yang berarti 5 Volt atau setara
dengan Vcc. Sebaliknya, jika tegangan Vin lebih kecil dari Vref, maka
output Vo akan mengeluarkan logika 0 yang berarti 0 Volt.
Kemudian, jangan lupa untuk menambahkan
resistor pull-up di keluaran komparator (Vo). Hal ini disebabkan oleh
perilaku IC LM339 yang hanya menghasilkan logika 0 dan Z (bukan logika
1), sehingga si logika Z ini harus kita tarik ke Vcc dengan resistor
pull-up agar menghasilkan logika 1.
Setelah digabung dengan sensor, ilustrasi rangkaian menjadi seperti ini.
Processor (IC 74LS00)
IC 74LS00 merupakan “NAND gate” yang
berguna dalam teknologi digital. NAND gate terkait dengan logika 0 dan 1
serta merupakan gate yang paling simple dan bisa merepresentasikan
semua jenis gate yang ada. Saya rasa bocah smp atau sma blom bisa
memahami bagian ini. Di bawah ini adalah datasheet IC 74LS00.
Processor (Motor)
Sekarang kita tinjau, bagaimana cara
motor bekerja ketika robot berbelok ke kiri dan ke kanan. Lihat
ilustrasi di bawah ini ketika robot akan berbelok ke arah kanan.
Kemudian, lihat ilustrasi di bawah ini ketika robot akan berbelok ke arah kiri.
Nah..Ketika robot bergerak lurus, motor akan menyala dua”nya.
Processor (Transistor)
Output dari IC NAND tidak mungkin kuat
untuk mendrive transistor. Kalau saya tidak salah, output IC hanya
sekitar 2 V. Jadi, kita membutuhkan sambungan langsung motor ke baterai
untuk menggerakkannya.
Transistor dapat berfungsi sebagai
saklar / switch on off. Motor tidak menyala terus menerus bukan? Sudah
saya jelaskan di bab sebelumnya, pada jalur tertentu motor akan mati
dan menyala. Nah,, nyala mati motor tersebut diatur oleh transistor.
Transistor yang digunakan di sini adalah NPN.
Pada dunia elektronika, transistor terdiri dari dua jenis, yaitu PNP
dan NPN. Berikut ilustrasi gampangnya terkait dengan motor.
Jadi, sejauh ini kita punya rangkaian lengkap seperti di bawah ini.
Mekanik
Hmm..
sebenarnya,
saya juga kurang mengerti bagian mekanik. Soalnya saya bukan orang
mesin..hehe.. Saya cuma tahu sedikit tips, yaitu buat gear yang besar”
agar torsi-nya besar. Jadi, robotnya bisa berbelok dengan kuat. Kalau
torsi kecil, robot akan sulit untuk berbelok.
PCB Layout
Berikut ini pcb layout dari sensor
robot line follower, terdiri dari 4 sensor. Layout PCB ini dibuat
dengan menggunakan software eagle.
Di bawah ini layout pcb dari rangkaian processor, yang terdiri dari 1 IC NAND dan 1 IC komparator.
yang jadinya akan seperti gambar di bawah ini
Sekian dulu ya tentang Membuat Robot Line Follower Sederhana. Pasti kalian bisa membuatnya
Good Luck :)