CARA MEMBUAT ROBOT LINE TRACER

Oleh Bebas

Tuesday, May 3, 2016

Mengenal Robot Line Tracer

Dari berbagai jenis robot yang telah dijelaskan sebelumnya, maka dapat diketahui bahwa definisi dari robot itu sangatlah luas sekali, dapat berada di bidang mana saja, dan dapat digunakan oleh siapa saja. Salah satu robot yang dapat kita pelajari saat ini adalah robot Line Tracer. Robot Line Tracer merupakan robot yang memiliki tugas untuk bergerak dengan mengikuti suatu garis tertentu sebagai lintasan bergeraknya. Secara dasar sistem kerjanya, Robot Line Tracer terbagi menjadi dua jenis, yaitu Robot Line Tracer berbasis mikrokontroller dan Robot Line Tracer berbasis non mikrokontroller, atau disebut juga sebagai Robot Line Tracer Analog.

Gambar. Robot Line tracer

Pada dunia pendidikan saat ini, robot Line Tracer sudah menjadi robot yang sangat populer, baik untuk tingkat SMA, SMP, hingga untuk bangku pendidikan tingkat SD. Hal ini dapat dilihat dari tingginya tingkat antusiasme peserta pelajar di tiap perlombaan robot line tracer yang ada.

Dasar Elektronika

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang mempunyai karakteristik membatasi/menghambat arus listrik yang melaluinya. Resistor merupakan komponen pasif dan pada rangkaian elektronika, resistor biasanya digunakan sebagai pembatas arus, pembagi arus dan pembagi tegangan. Setiap bahan memiliki nilai resistansi yang berbeda, besarnya hambatan listrik pada suatu bahan ditentukan dengan menggunakan rumus :

Dimana :

R = Resistansi (ohm)
ρ = Hambatan jenis bahan (ohm m)
A = Luas penampang (m2)
l = Panjang (m)

Jenis Rangkaian resistor :
Rangkaian seri

GambarRangkaian Seri Resistor

Rtotal = R1 + R2 + R3
 Dapat digunakan sebagai pembagi tegangan
 Memperbesar nilai resistansi
Rangkaian Paralel

Gambar Rangkaian Paralel resistor

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
 Dapat digunakan sebagai pembagi arus
 Memperkecil nilai resistansi
Tabel nilai warna resistor

2. Transistor

Fungsi dari transistor dapat digunakan sebagai komponen penguat dan switching.

Jenis transistor terbagi menjadi dua jenis, yaitu jenis NPN dan PNP.

Gambar Simbol dan arah arus transistor NPN dan PNP

Gambar di atas adalah lambang trasistor NPN dan PNP. Dapat kita lihat terdapat tiga kaki yang terdapat pada transistor, yaitu kaki emitor (e), basis (b), dan collector (c). Fungsi daripada kaki-kaki transistor tersebut dapat dijelaskan pada bagian cara kerja transistor di bawah ini.

Cara kerja komponen transistor adalah:

 Untuk transistor NPN, jika terdapat arus yang mengalir masuk dari basis menuju emitor maka akan ada arus yang mengalir dari kolektor menuju emitor.

 Untuk transistor PNP, jika terdapat arus yang mengalir masuk dari emitor menuju basis maka akan ada arus yang mengalir dari emitor menuju kolektor.

Dengan sifat dan cara kerja yang demikian, maka pada robot line tracer ini, transistor digunakan sebagai switch electric. Yakni sejenis saklar yang dapat diaktifkan melalui arus-arus listrik.

Bagian Robot Line tracer

Secara garis besar, robot line tracer dapat dibagi menjadi 3 bagian besar. Bagan tersebut adalah:
1. Sensor
2. Comparator & Driver
3. Mekanik

Gambar Bagian Line Tracer

3. Sensor

Dalam mengenali warna pada lintasan yang dilaluinya, robot line tracer tentunya membutuhkan suatu bagian yang mampu mengubah kondisi cahaya lintasan menjadi sebuah bentuk sinyal informasi yang dapat dipahami oleh robot tersebut. Bagian tersebut adalah sensor cahaya. Sensor cahaya ini sendiri terdiri dari dua bagian, dimana masing-masing memiliki fungsinya tersendiri dan bekerja saling berhubungan. Kedua bagian itu adalah bagian transmitter (pemancar) yang menggunakan komponen LED superbright, dan bagian receiver (penerima) yang menggunakan komponen photodioda.

Gambar Rangkaian sensor garis

Pada saat sensor terletak pada lintasan berwarna gelap, maka photo diode akan menerima sedikit cahaya, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian pembanding. Sedangkan saat sensor terletak pada lintasan berwarna terang, maka photo dioda akan menerima banyak intensitas cahaya, sehingga photo diode akan bersifat sebagai tegangan dan terdapat arus yang masuk ke rangkaian pembanding. Sehingga pada tahapan ini, terdapat dua kondisi, yaitu :

 Ketika pada lintasan terang, terdapat arus menuju rangkaian pembanding,

 Ketika pada lintasan gelap, tidak terdapat arus menuju ke rangkaian pembanding.

4. Komparator

Komparator adalah suatu komponen yang dapat difungsikan sebagai pembanding besar dua potensial yang diberikan pada kaki-kaki inputnya.

Gambar Simbol Komparator

Bagian input dari komparator tersebut terdapat dua jenis yaitu input (+) dan input (-). Cara kerja dari komparator adalah, ketika kedua kaki input nya menerima tegangan, maka komparator akan membandingkan kedua tegangan tersebut. Ketika tegangan pada input (+) lebih besar daripada tegangan pada kaki input (-), maka akan memunculkan tegangan pada kaki output. Sedangkan ketika tegangan pada input (-) lebih besar daripada tegangan pada kaki input (+), maka tidak akan muncul tegangan pada kaki output.

Pada robot line tracer ini, kita menggunakan empat komponen komparator. Keempat komponen tersebut dapat didapatkan secara sepaket yaitu di dalam IC dengan jenis LM324. Bentuk fisik IC LM324 tersebut adalah:

Gambar Konfigurasi pin IC LM324

Jika rangkaian sensor telah sempurna, maka dilanjutkan dengan rangkaian pembanding, kemudian dengan langkah yang sama dengan diberikan dasar terang dan gelap, kedua perbedaan kondisi yang diberikan akan ditunjukan oleh nyala LED A atau B

Gambar Rangkaian Sensor dan Pembanding

Pada rangkaian ini telah ditentukan tegangan referensinya dengan dengan mengatur variable resistor sebagai tegangan pembanding. Jika tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian ini dari rangkaian sensor maka tegangan masukan untuk rangkaian ini adalah 0V, akibatnya pada IC1 tegangan di kaki input (+) > input (-), maka muncul keluaran tegangan pada kaki output, sehingga LED A yang terhubung pada kaki output tersebut menjadi menyala, sedangkan pada IC2 terjadi kondisi sebaliknya sehingga LED B tidak menyala.

5. Driver

Driver motor merupakan bagian pada robot line tracer yang bertugas untuk menjalankan motor baik dan arah putaran motor tersebut. Jenis driver motor diantaranya adalah rangkaian driver motor H-bridge.

Rangkaian driver motor H-bridge ini pada dasarnya menggunakan 4 buah transistor untuk switching (saklar) dari putaran motor dan secara bergantian untuk membalik polaritas dari motor.

Gambar Gambar Rangkaian Driver H-bridge

Setelah kesemua bagian rangkaian robot line tracer tersebut telah selesai, maka untuk rangkaian line tracer seutuhnya, hanya tinggal menyusun dari beberapa bagian rangkaian tersebut. Sehingga rangkaian robot line tracer secara keseluruhan menjadi seperti berikut

Gambar Rangkaian Line Tracer

Desain PCB

Setelah menentukan rangkaian skematik dari robot line tracer seperti pada gambar di atas, tahap berikutnya adalah proses pembuatan PCB Line Tracer. Pembuatan desain PCB Line Tracer ini dibuat dengan dasar desain skematik rangkaian yang telah kita buat sebelumnya, hingga kurang lebih menjadi seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar Design Layout PCB Line Tracer

6. Mekanik

Tahap selanjutnya adalah membuat bagian motor dan chasis dari robot line tracer. Untuk penggunaan roda, dapat digunakan motor yang telah dilengkapi dengan gearbox sehingga menghasilkan torsi yang cukup untuk menggerakkan robot line tracer. Secara teori, penempatan struktur letak dari roda, dan sensor, yang paling ideal adalah ketika ketiga bagian tersebut berada pada posisi dengan jarak satu sama lain membentuk segitiga sama sisi. Untuk selengkapnya, dapat dilihat struktur penempatan roda dan sensor pada gambar di samping

Gambar Gambar struktur chasis robot

Saling Berbagi Pengetahuan