Senin, 15 Februari 2010


ABSTRAK

Di era globalisasi sekarang ini, ilmu pengetahuan dan teknologi semakin berkembang pesat. Ilmu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan pekerjaan dengan lebih mudah dan efesien. Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut agar mampu beradaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut. Sebenarnya intansi pendidikan di Indonesia dan negara lainnya telah menerapkan perkembangan iptek tersebut, salah satunya seperti adanya pembelajaran mengenai rangkaian elektronika pada jurusan teknikal diberbagai intansi pendidikan. Pembuatan rangkaian sensor cahaya menggunakan LDR dengan tujuan mendapat pembelajaran mandiri mengenai rangkaian elektronika dan memenuhi tugas pertama pratik rangkaian elektronika. Pratik ini akan tetap berguna untuk pratik-praktik selanjutnya.
Rangkaian sensor cahaya ini menggunakan aplikasi LDR sebagai sensornya..Maka dari itu disini saya akan membahas tentang pembuatan rangkaian robot line follower berbasis LDR, bahan yang digunakan antara lain PCB, Resistor, Potensio, IC, Transistor, LED, dan LDR
.

Kata kunci: Line follower,IC,Resistor,Potensio,LDR,

1.PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di dunia ini, maka hendaknya ilmu pengetahuan ini dikembangkan oleh manusia guna membantu mempermudah menyelesaikan tugas dan aktifitasnya agar lebih efisien. Disini penulis akan membahas tentang pembuatan robot line follower menggunakan sensor LDR. Secara sederhana, robot line follower adalah robot yang dapat bergerak mengikuti garis secara otomatis. Sebenarnya, jika pembaca googling, banyak sekali tutorial membuat robot line follower di internet, tapi hampir semuanya sukar dan menggunakan mikrokontroler yang belum banyak dimengerti oleh orang-orang pada umumnya.

Di samping ini contoh robot line follower.

Gambar 1.1: Robot Line Follower menggunakan sensor LDR

Terlihat dari gambar diatas ada sebuah ‘benda’ dengan roda yang dapat bergerak mengikuti garis / jalur berwarna hitam yang berbelok-belok. ‘Benda’ tersebut mengikuti garis dengan otomatis. 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.

. 2.KAJIAN PUSTAKA

2.1Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.


2.2Kapasitor
kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Salah satu jenis kapasitor adalah kapasitor keping sejajar. Kapasitor ini terdiri dari dua buah keping metal sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang disebut dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke baterai, kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan baterai. Jika baterai dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor

2.3LED (Light Emitting Diode).

LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya.


2.4Transistor

Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk transistor bipolar adalah emitor, basis, dan kolektor. Mereka dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P yang menjadi satu sebagai tiga kaki transistor.

Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut:
Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor, menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emitor menyebabkan hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang disebut transistor mati (off)
· Pada PNP transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari basis ke emitor ini akan membuat transistor mati (off).

2.5 Sensor Cahaya

Sensor cahaya resistor jenis lainnya adalah light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida, dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.

Gambar 2.3:cara kerja sensor LDR

2.6 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 tinggi sehingga tidak diperlukan adanya pull-up pada rangkaian output.

Gambar2.4:bentuk IC (Integrated Circuit)

2.7 Processor (Pendahuluan)

Processor yang kita gunakan di sini bukanlah processor canggih seperti intel dan amd. Bahkan, kita sama sekali tidak menggunakan mikrokontroler, karena saya anggap mikrokontroler cukup rumit

Dalam hal ini, kita gunakan 1 IC (integrated circuit) saja, yaitu 1 buah LM324 (Komparator). Gambar2.5: IC LM324

IC LM324 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 IC LM324

Gambar 2.6: data sheet IC LM 324

2.8 Comparator (OpAmp):

Comparator adalah perangkat/komponen yang membandingkan 2 input tegangan dan memberikan output sebagai High atau Low. Pada diagram rangkaian biasanya dinyatakan dalam bentuk segitiga dan memiliki inverting input (-), Non-Inverting input (+), Vcc, Ground dan Output.

Karakteristik dari komparator adalah sebagai berikut :
Jika V+ > V- maka Vo = Vcc (Digital High 1 Output), Jika V+ < vo =" 0">

Gambar2.7: perhitungan rangkaian line follower

Dari gambar diatas dapat kita lakukan perhitungan sebagai berikut :

Misalkan V+ = 3,5875 V, pada jalur warna putih (dengan cahaya) diperoleh nilai V-= 0,909V karena V+>V- dan Vo=Vcc=5V maka kita peroleh nilai High, sedangkan pada jalur hitam V-=3,333V sehingga V+Low

Untuk menguji kepekaan sensor, bisa kita lakukan dengan melakukan setting pada Vr (Potensiometer).

3. DAFTAR KOMPONEN DALAM PENELITIAN

Untuk membuat robot line follower, dibutuhkan bahan-bahan sebagai berikut:

Resistor 560 Ohm

Resistor 33K

Resistor 1K

IC LM 324

Transistor 9013

Variable Resistor

LED

LDR

Kabel secukupnya

Timah secukupnya

Gear box

Batere 9V

Solder

PCB IC bolong

Lem lilin

Motor DC

Kaki PCB secukupnya

10 buah

2 buah

5 buah

1 buah

8 buah

2 buah

6 buah

2 buah

--------

--------

2 buah (kiri-kanan)

2 buah

1 buah

2 buah

1 buah

2 buah(kiri-kanan)

--------

4.HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Rangkaian Line Follower

Dari beberapa komponen di atas, maka dapat dihasilkan sebuah rangkaian Robot Line Follower. Rangkaian Robot Line Follower terdiri dari tiga bagian utama, yaitu rangkaian sensor, rangkaian komparator (pembanding) dan rangkaian driver.

Gambar 4.1:rangkaian robot line follower satu sisi

Dalam pembuatan robot line follower ini, penulis mengalami beberapa kendala antara lain, sulitnya mendapatkan komponen yang dibutuhkan, perlunya ketelitian dalam perakitan robot line follower, karena dari hasil yang dibuat masih terjadi beberapa kesalahan seperti kurang sensitifnya sensor sebelah kanan dikarenakan adanya kerusakan pada bagian variable resistor. Maka dari itu bagi para pembaca yang hendak membuat robot line follower perlu ketelitian dalam hal perakitan komponen karena itu hal yang paling penting.

Di bawah ini cara kerja sensor LDR:

Gambar 4.2: cara kerja sensor LDR.

Pada gambar diatas dapat kita simpulkan:

Ø Jika sensor LDR membaca garis putih, maka pantulan cahaya menjadi banyak dan recivier menerima banyak cahaya dan mengakibatkan hambatan atau resistansinya kecil.

Ø Jika sensor cahaya LDR membaca garis hitam, maka pantulan cahaya sedikit dan recivier menerima sedikit cahaya yang mengakibatkan hambatan atau resistansinya besar.

Gambar4.3: Robot line follower yang saya buat

Dibawah ini ilustrasi cara kerja driver motor pada robot line follower.

Gambar 4.4: robot ketika belok kanan.

Kemuadian, lihat ilustrasi di bawah ini ketika robot akan berbelok ke arah kiri.

Gambar4.5: robot ketika belok kiri.

Ketika robot bergerak lurus, motor akan menyala dua-duanya.

Gamabar4.6: robot ketika jalan lurus.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan
Berdasarkan analisa, data pengukuran, dan pembahasan dari seluruh rangkaian sensor dengan LDR maka dapat menyimpulkan beberapa hal diantaranya:

1) Tahanan LDR akan mengecil jika tidak terkena cahaya terang dan sebaliknya, tahanan LDR akan membesar jika terkena cahaya.

2) IC regulator merupakan IC yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan keluaran dari traffo.

3) Kapasitor merupakan komponen elektronika yang pada rangkaian ini berfungsi untuk menghindari terjadinya loncatan listrik pada rangkaian- rangkaian yang mengandung kumparan bila tiba-tiba diputuskan arusnya.

4) Rangkaian pendeteksi cahaya akan bekerja apabila sensor cahaya LDR tidak terkena cahaya atau ditempat gelap.

5.2Saran

1) Saat membuat layout PCB sebaiknya kita teliti dalam menentukan jarak kaki-kaki komponenn dan jalur – jalur komponen. Hal ini bertujuan agar tata letak komponen pada PCB agar terlihat lebih rapi.

2) Sebelum memasang transistor sebaiknya kita memperhatikan kakinya karena jika terjadi kesalahan pada penentuan kaki transistor dapat membuat rangkaian tidak bekerja.

3) Gunakanlah solder dengan mata solder yang masih baru agar hasil solderan bagus.

4) Gunakanlah timah RH 60 – 40 sebagai perekat solderan

6. DAFTAR PUSTAKA

1. Administrator.2009. Membuat Line Follower Sederhana. Jakarta: Media.

2. Ikshan.2009. Line Tracker / Robot Pengikut Garis. Surabaya: Media.

3. Electric and Computer Enggeneric. 2008. Line Tracker Robot. Bandung: Ganesha.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar