Top Banner
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi elektronika saat ini sudah sedemikian pesatnya yang kadang-kadang berawal dari rangkaian-rangkaian sederhana yang biasa kita jumpai dalam buku-buku hobby elektronika. Kata robot yang, berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja, mulai menjadi populer ketika seorang penulis berbangsa Czech (Ceko), Karl Capek, membuat pertunjukan dari lakon komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUR(Rossum’s Universal 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). 1
44

Laporan Lengkap Line Follower

Aug 14, 2015

Download

Documents

line follower project
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Laporan Lengkap Line Follower

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi elektronika saat ini sudah sedemikian pesatnya yang kadang-

kadang berawal dari rangkaian-rangkaian sederhana yang biasa kita jumpai dalam buku-buku

hobby elektronika.

Kata robot yang, berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja, mulai menjadi

populer ketika seorang penulis berbangsa Czech (Ceko), Karl Capek, membuat pertunjukan dari

lakon komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUR(Rossum’s Universal 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).

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.

Saat ini perkembangan teknologi robotika telah mampu meningkatkan kualitas maupun

kuantitas produksi berbagai pabrik. Teknologi robotika juga telah menjangkau sisi hiburan dan

pendidikan bagi manusia. Salah satu jenis robot yang paling banyak diminati adalah jenis mobil

robot.

1

Page 2: Laporan Lengkap Line Follower

Ada dua macam robot line follower yaitu line follower biasa tanpa menggunakan

program (analog) dan line follower dengan program microkontroler (digital). Pada dasarnya cara

kerjanya sama yaitu membaca sebuah garis sebagai lintasannya dan line follower bergerak

mengikuti garis yang merupakan lintasannya. Hanya saja yang menggunakan program

microkontroler lebih komplek dan lebih sempurna jika di banding line follower yang tanpa

menggunakan program. Dari segi biaya sangat jelas bahwa line follower menggunakan program

microkontroller lebih mahal dalam pembuatannya.

1.2. Tujuan

Mengetahui dan memahami sistem dan cara kerja Line Follower

Mengetahui fungsi dari komponen-komponen untuk membuat sebuah line follower.

Mengetahui bagaimana cara membuat rangkaian robot line follower.

Dapat menjalankan sebuah line follower sesuai cara kerjanya dengan menggunakan

microkontroler

2

Page 3: Laporan Lengkap Line Follower

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.PCB (Printed Circuit Board)

Printed Circuit Board atau biasa disingkat PCB adalah sebuah papan yang digunakan

untuk mendukung semua komponen-komponen elektronika yang berada diatasnya, papan PCB

juga memiliki jalur-jalur konduktor yang terbuat dari tembaga dan berfungsi untuk

menghubungkan antara satu komponen dengan komponen lainnya.

Bahan yang digunakan untuk membuat PCB adalah sejenis fiber sebagai media isolasinya

yang dilapisi cat berwarna hijau, sedangkan untuk jalur konduktor menggunakan tembaga. Ada

beberapa macam jenis PCB menurut kegunaannya yaitu PCB 1 side (biasa digunakan pada

rangkaian elektronika seperti radio, TV, dll) PCB double side (maksudnya kedua sisi PCB

digunakan untuk menghubungkan komponen) dan PCB multi side ( bagian PCB luar maupun

dalam digunakan sebagai media penghantar, misalnya pada rangkaian-rangkaian PC).

2.2. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus

listrik dengan memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap

resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm:

3

Page 4: Laporan Lengkap Line Follower

Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan

merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari

bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan

resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat

dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi. Resistor

dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.

Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan

disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

Tiga buah resistor komposisi karbon

4

Page 5: Laporan Lengkap Line Follower

Resistor kaki aksial

2.3. Transistor

Pengertian Transistor adalah sebagai piranti komponen elektronika yang terbuat dari

bahan semikonduktor dan mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis), pengumpul

(kolektor) dan pemancar (emitor). Rangkaian ini berfungsi sebagai penguat sinyal, penyambung

(switching) dan stabilisasi tegangan.

Transistor berasal dari bahasa transfer yang artinya pemindahan dan resistor yang berarti

pengambat. Jadi pengertian transistor dapat di kategorikan sebagai emindahan atau peralihan

bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu tertentu.

Di bawah ini, gambar dan bentuk fisik dari Pengertian Transistor :

5

Page 6: Laporan Lengkap Line Follower

Fungsi dari transistor bermacam-macam, di mana dapat juga berfungsi semacam kran

listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan

listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus

dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus

output Kolektor.

Transistor pertama kali di temukan oleh William Shockley, John Barden, dan W. H

Brattain pada tahun 1948. Dan mulai di pakai dalam praktek pada tahun 1958. Ada 2 jenis

transistor, yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam sebuah rangkaian

elektronika. Seperti halnya dalam rangkaian analog yang di gunakan dalam amplifier (penguat).

Dalam sebuah rangkaian-rangkaian digital , transistor di gunakan sebagai saklar berkecepatan

tinggi. Beberapa pengertian transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi

sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Cara kerja transistor pada umumnya hampir sama dengan resistor, yang memiliki tipe-

tipe dasar modern. Ada dua tipe dasar modern, yaitu bipolar junction transistor (BJT atau

transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor juga memiliki jenis-jenis yang berbeda-beda. Secara umum transistor dapat

dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, seperti Materi semikonduktor, Kemasan

fisik, Tipe, Polaritas, Maximum kapasitas daya, Maximum frekuensi kerja, Aplikasi dan masih

banyak jenis lainnya.

2.4 Kapasitor

Pengertian Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan

muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan di pisahkan oleh bahan penyekat (bahan

dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau yang sering disebut kondensator

merupakan komponen listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan

listrik.

6

Page 7: Laporan Lengkap Line Follower

Prinsip sebuah kapasitor pada umumnya sama galnya dengan resistor yang juga termasuk

dalam kelompok komponen pasif, yaitu jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus

panjar. Kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan

penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut sebagai bahan (zat) dielektrik.

Di bawah ini, gambar dan bentuk dari komponen kapasitor dan pengertian kapasitor.

Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar komponen tersebut

dapat digunakan untuk membedakan jenis kapasitor. Beberapa pengertian kapasitor yang

menggunakan bahan dielektrik antara lain berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain

sebagainya.

Kegunaan kapasitor dalam rangkaian elektronika sangat di perlukan terutama untuk

mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, menyimpan

muatan atau energi listrik dalam rangkaian, memilih panjang gelombang pada radio penerima

dan sebagai filter dalam catu daya (power supply).

Fungsi Kapasitor adalah sebagai penyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC

kapasitor berfungsi sebagai isulator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC Kapasitor

berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik.

Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring, perata tegangan DC

yang di gunakan untuk mengubah tengangan AC ke DC,pembangkit gelombang ac atau oscilator

dan sebagainya.

2.5 LED (Light Emitting Diode)

7

Page 8: Laporan Lengkap Line Follower

Light-Emitting Diode atau LED adalah sejenis diode semikonduktor istimewa. Seperti

sebuah diode normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau

di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction.

Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektrode dengan voltase

berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah,

dan melepas energi dalam bentuk photon.

Contoh gambar LED

Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor yang dapat menyala apabila

dialiri tegangan listrik rendah (sekitar 1.5 volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari

lampu LED, disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.

2.6. Photodioda

Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, jika photodioda

terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat

cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga

arus listrik tidak dapat mengalir.

8

Page 9: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar: Photodioda

Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran

cahaya menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n

yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodioda ini mulai

dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.

Prinsip kerja, karena photodioda terbuat dari semikonduktor p-n junction maka cahaya

yang diserap oleh photodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang

akanmenghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika electron electron

yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah

positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber

tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun

hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang diserap oleh photodioda.

Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh

Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar

kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.

2.7 IC (Integrated Circuit)

IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika.

9

Page 10: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 2.6. IC

IC telah digunakan dimana-mana. Radio, televisi, komputer, telepon selular, dan

peralatan digital lainnya yang merupakan bagian penting dari masyarakat modern. Contohnya,

sistem transportasi, internet, dll tergantung dari keberadaan alat ini.

2.8 Motor DC

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller

pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik

digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala

disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar

70% beban listrik total di industri.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah

menjadi energy mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak

berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada

kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-

ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja

dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif

dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan

jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan

satu lilitan yang bias berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc

dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang

terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker

dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

10

Page 11: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 2.3 Motor DC Sederhana

Salah satu contoh motor DC adalah dynamo. Dinamo adalah mesin listrik atau

pembangkit tenaga listrik. Alat untuk mengubah energy kinetic menjadi tenaga listrik. Jika

dynamo itu menghasilkan arus bolak-balik (AC), maka sering disebut alternator.

Dalam dynamo, kumparan berada dalam ruangan bermedan magnet homogeny. Jika

kumparan berputar, maka fluks magnet yang menembus kumparan itu selalu berubah-ubah setiap

waktu. Menurut Faraday, hal ini akan mengakibatkan timbulnya arus listrik yang disebut arus

imbas (arus induksi) berupa arus bolak-balik (AC). Jika dilihat dengan osiloskop, grafik arus

listrik ini berupa fungsi sinusoida.

Gambar 2.7. Motor/Dinamo

Dalam kasus perancangan robot, umumnya digunakan motor DC, karena jenis motor

tersebut mudah untuk dikendalikan. Kecepatan yang dihasilkan oleh motor DC berbanding lurus

11

Page 12: Laporan Lengkap Line Follower

dengan potensial yang diberikan. Untuk membalik arah putarnya cukup membalik polaritas yang

diberikan.

2.9 Infrared

Infra red adalah gelombang yang panjangnya di bawah panjang gelombang cahaya.

infared menggunakan LED (Light Emitting Diode) atau laser untuk membangkitkannya.

gelombang ini tidak mampu menembus benda sehingga jarak yang mampu ditempuh relatif

pendek dan berjalan pada satu garis lurus (point to point). frekuensi dari gelombang infra red

berada pada 1001 Ghz-1000Thz. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William

Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari bahan

penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi kecerahan gambar matahari dalam tata

surya teleskop.

2.10 Crystal

Crystal lazimnya digunakan untuk rangkaian osilator yang menuntut stabilitas frekuensi yang

tinggi dalam jangka waktu yang panjang. Alasan utamanya adalah karena perubahan nilai

frekuensi kristal seiring dengan waktu, atau disebut juga dengan istilah faktor penuaan frekuensi

(frequency aging), jauh lebih kecil dari pada osilator-osilator lain. Faktor penuaan frekuensi

untuk kristal berkisar pada angka ±5ppm/tahun, jauh lebih baik dari pada faktor penuaan

frekuensi osilator RC ataupun osilator LC yang biasanya berada diatas ±1%/tahun.

Gambar 2.9. Kristal/Xtal

Kristal juga mempunyai stabilitas suhu yang sangat bagus. Lazimnya, nilai koefisien

suhu kristal berada dikisaran ±50ppm direntangan suhu operasi normal dari -20°C sampai dengan

12

Page 13: Laporan Lengkap Line Follower

+70°C. Bandingkan dengan koefisien suhu kapasitor yang bisa mencapai beberapa persen. Untuk

aplikasi yang menuntut stabilitas suhu yang lebih tinggi, kristal dapat dioperasikan didalam

sebuah oven kecil yang dijaga agar suhunya selalu konstan.

2.11 Electrolyt Condensator (ELCO)

Kondensator biasa di sebut dengan kapasitor dengan lambang C, merupakan komponen yang

dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu. Kondensator yang digunakan dalam

proyek ini adalah kondensator tetap yang merupakan nilai kondensator yang nilai kapasitasnya

sudah di tetapkan oleh pabrik pembuatnya.

2.12 ATmega16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis

arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-

purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal

dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power

saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System

Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

ATMega16.

ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz

membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus

kecepatan proses.

13

Page 14: Laporan Lengkap Line Follower

Pin-pin ATMega16 kemasan 40-pin

Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline

package)ditunjukkan oleh gambar 1. Guna memaksimalkan performa, AVR

menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk

program dan data).

Port sebagai input/output digital

ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB,

PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional

dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit,

yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili nama huruf dari port

sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address

DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat

pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction

Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai

pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.Bila

PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor

pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus

diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output.

Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada

saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1.

14

Page 15: Laporan Lengkap Line Follower

Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output

maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-

state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1)

maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled

(DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0).

15

Page 16: Laporan Lengkap Line Follower

BAB III

ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat

Solder Penyedot Timah Tang Bor

3.2 Bahan

o PCB

o Atmega 16

o Pin Header Jantan dan betina

o IC Regulator 7805

o IC Regulator 7809

o LED Camping

o Photodioda

o Inframerah

o Resistor 1 KΩ

o Resistor 330Ω

o Capasitor

o Capasitor Ceramic

o IC L293D

o Socket IC

o Push Buttom

o Cristal 12 Hz

o Heat Sink

o Gear Box

o Kabel Pelangi

o Motor DC 9 Volt

o Timah

o Lem Lilin

o Battere

o Ban

o Fiber

o Pelarut PCB

16

Page 17: Laporan Lengkap Line Follower

BAB IV

LANGKAH KERJA

4.1.1 BAGIAN UTAMA ROBOT

4.1.2 Rangka Dan Body

Gambar 41 Rangka dari Line Follower

Bagian ini digunakan untuk meletakkan semua komponen yang melengkapi robot seperti

minimum sistem, baterai, sensor, driver motor, dan lain – lain. Bagian ini juga yang menentukan

kestabilan dari pergerakkan robot tersebut.

17

Page 18: Laporan Lengkap Line Follower

4.1.3 Minimum System

Gambar 2.2 Minimum system ATMEGA 16 pada Line Follower

Minimum sistem merupakan bagian utama dari robot ini, dimana pada bagian ini

digunakan untuk meletakkan semua komponen dari mikrokontroller baik ATMEGA 16,

port I/O, supply utama, dan lain – lain.

4.1.4 Sensor

18

Page 19: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 2.3 Sensor garis pada Line Follower

Sensor digunakan sebagai input dari robot, pada sensor ini terdapat 8 buah photo diode,

8 buah infra red, dan beberapa resistor sebagai pembagi tegangan. Pada gambar dibawah

diperlihatkan salah satu penggunaan photo diode dan infra red sebagai input.

Gambar 2.4 Perangkaian Photo Diode dan Infra Red

Dengan rangkaian diatas kita dapat memperoleh perbedaan nilai yang ditangkap oleh

photo diode melalui Output CN1, output tersebut kita jadikan input pada mikrokontroller melalui

port A (ADC)

4.1.5 Motor

19

Page 20: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 2.7 Motor pada Line Follower

Motor yang kami gunakan disini adalah motor DC 9 Volt, tepatnya motor untuk pemutar

kaset, motor ini dapat dibeli ditoko elektronik terdekat. Kelemahan dari motor ini adalah tidak

mempunyai torsi yang cukup besar untuk menahan beban, walaupun mempunyai kecepatan yang

cukup baik.

4.2 SKEMATIK ROBOT LINE FOLLOWER

20

Page 21: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 5.6. Sistem Minimum ATmega16

5.1.1. SKEMATIK SENSOR

Gambar 5.7. Sistem Minimum Sensor

5.1.2. SKEMATIK DRIVER MOTOR L293D

21

Page 22: Laporan Lengkap Line Follower

Gambar 5.8 skematik driver motor IC293D

5.2. Program/*****************************************************This program was produced by theCodeWizardAVR V1.24.5 EvaluationAutomatic Program Generator© Copyright 1998-2005 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.http://www.hpinfotech.come-mail:[email protected]

Project : Version : Date : 7/13/2011Author : Freeware, for evaluation and non-commercial use onlyCompany : Comments:

Chip type : ATmega16Program type : ApplicationClock frequency : 12.000000 MHzMemory model : SmallExternal SRAM size : 0Data Stack size : 256*****************************************************/

22

Page 23: Laporan Lengkap Line Follower

#include <mega16.h>#include <delay.h>#include <stdio.h>

int i;int Mu,Ma;char LCD_buffer[16];char buffer1[16],buffer2[16], buffer3[16],buffer4[16],ref, sensor[8], n_sensor ;unsigned int ADCIN0, ADCIN1, ADCIN2, ADCIN3, ADCIN4, ADCIN5,

ADCIN6, ADCIN7;unsigned char x,input,td,start=0,parkir=0,counting,loop,pwm_kiri,pwm_kanan;eeprom unsigned char max_speed;eeprom unsigned char ref0,ref1,ref2,ref3,ref4,ref5,ref6,ref7;

// Alphanumeric LCD Module functions#asm .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC#endasm#include <lcd.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x00interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)// Place your code here TCNT0=0xEE; x++; if(x>=pwm_kiri) PORTD.4=0; else PORTD.4=1; if(x>=pwm_kanan) PORTD.5=0; else PORTD.5=1;// Read the AD conversion resultunsigned int read_adc(unsigned char adc_input)ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltagedelay_us(10);// Start the AD conversionADCSRA|=0x40;//0x40;// Wait for the AD conversion to completewhile ((ADCSRA & 0x10)==0);

23

Page 24: Laporan Lengkap Line Follower

ADCSRA|=0x10;return ADCW;

// Declare your global variables herevoid maju() //mundur PORTD.0=1; PORTD.1=0; PORTD.2=1; PORTD.3=0;

void mundur() //maju PORTD.0=0; PORTD.1=1;PORTD.2=0; PORTD.3=1; void b_kanan() //belok kanan PORTD.0=0; PORTD.1=1;void b_kiri() //belok kiri PORTD.2=0; PORTD.3=1; void s_kanan() PORTD.2=1; PORTD.3=0; void s_kiri() PORTD.0=1; PORTD.1=0; void mtr_kanan() PORTD.0=0;PORTD.3=1; PORTD.2=1; PORTD.1=0; void mtr_kiri()PORTD.0=1;PORTD.3=0; PORTD.2=0; PORTD.1=1; void stop() //stop PORTD.0=0;PORTD.1=0;PORTD.2=0;PORTD.3=0;void scaning() unsigned char xsensor; //maju(); // n_sensor=~PINA; // n_sensor=n_sensor & 0b00000000; switch(n_sensor) case 0b11111110: mtr_kanan();pwm_kiri=200; pwm_kanan=200; td=1;

break; case 0b11111101:

mtr_kanan();pwm_kiri=200;pwm_kanan=max_speed+200; td=1; break; case 0b11111000: maju();pwm_kiri=200;pwm_kanan=200; td=1; break; case 0b11111001: maju(); pwm_kiri=200; pwm_kanan=100; td=1;

break; case 0b11111011: maju(); pwm_kiri=200; pwm_kanan=100; td=1;

break; case 0b11110011: maju(); pwm_kiri=240; pwm_kanan=150; td=1;

break; case 0b01111111: mtr_kiri();pwm_kiri=max_speed+150;pwm_kanan=150 ;

td=2; break;

24

Page 25: Laporan Lengkap Line Follower

case 0b11110111: maju(); pwm_kiri=250; pwm_kanan=250; td=1; break;

case 0b11100111: maju(); pwm_kiri=250; pwm_kanan=250; break; case 0b11101111: maju(); pwm_kiri=100; pwm_kanan=250; break; case 0b11001111: maju(); pwm_kiri=200; pwm_kanan=200; td=2;

break; case 0b11011111: mtr_kiri(); pwm_kiri=max_speed+200;

pwm_kanan=200; td=2; break; case 0b00011111: maju(); pwm_kiri=max_speed+50; pwm_kanan=250;

td=2; break; case 0b10111111: mtr_kanan(); pwm_kiri=max_speed+200;

pwm_kanan=200; td=2; break; case 0b00111111: mtr_kiri();pwm_kiri=max_speed+0;pwm_kanan=200 ;

td=2; break; case 0b10111110:

mtr_kanan();pwm_kiri=max_speed+150;pwm_kanan=150 ; td=1; break; case 0b01011111: mtr_kiri();

pwm_kiri=max_speed+200;pwm_kanan=max_speed+200 ; td=2; break; if(td==2)

mtr_kiri();pwm_kiri=max_speed+30;pwm_kanan=max_speed+30; if(td==1)

mtr_kanan();pwm_kiri=max_speed+30;pwm_kanan=max_speed+30; break;

void main(void)

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00;DDRA=0x00;

// Port B initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In

25

Page 26: Laporan Lengkap Line Follower

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00;DDRB=0xff;

// Port C initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;DDRC=0x00;

TCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;ICR1H=0x00;ICR1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;

// Port D initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;DDRD=0xff;

// Timer/Counter 0 initialization// Clock source: System Clock// Clock value: 1382.400 kHz// Mode: Normal top=FFh// OC0 output: DisconnectedTCCR0=0x03;TCNT0=0xee;OCR0=0x00;;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initializationTIMSK=0x01;

// Analog Comparator initialization

26

Page 27: Laporan Lengkap Line Follower

// Analog Comparator: Off// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: OffACSR=0x80;SFIOR=0x00;

// ADC initialization// ADC Clock frequency: // ADC Voltage Reference: AREF pin// ADC Auto Trigger Source: NoneADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;ADCSRA=0x84;//0x84;

// LCD module initializationlcd_init(16); #asm("sei") lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("tes"); while (1) //mtr_kiri();pwm_kanan=200;pwm_kiri=200; //PORTD.5=1; // mtr_kanan(); // lcd_gotoxy(0,0); //lcd_putsf("Bismillah"); scaning();

//max_speed++;//max_speed--;//counting++;//if (PINC.1==0)max_speed++;delay_ms(50);//if (PINC.0==0)max_speed--;delay_ms(50); //sprintf( buffer4,"%3u",max_speed );//lcd_gotoxy(7,1);//lcd_puts(buffer4);//if (PINC.5==0)

mtr_kanan();pwm_kiri=max_speed+0;pwm_kanan=max_speed+0; //if (PINC.4==0)

mtr_kiri();pwm_kiri=max_speed+0;pwm_kanan=max_speed+0;

27

Page 28: Laporan Lengkap Line Follower

//if (PINC.2==0)start=1;parkir=0; //if (start==1)(scaning()); //if (PINC.3==0)(parkir=1);(start=0); //if (parkir==1)(stop()); //if (PINC.5==0)mtr_kanan();pwm_kiri=40;pwm_kanan=40;delay_ms(500); //if (PINC.4==0)mtr_kiri();pwm_kiri=40;pwm_kanan=40;delay_ms(500); //sprintf( buffer1,"%03u,%03u,%03u,

%03u",read_adc(0),read_adc(1),read_adc(2),read_adc(3)); //sprintf( buffer2,"%03u,%03u,%03u,

%03u",read_adc(4),read_adc(5),read_adc(6),read_adc(7));//lcd_gotoxy(0,0);lcd_puts(buffer1); //lcd_gotoxy(0,1);lcd_puts(buffer2); ADCIN0=read_adc(0);ADCIN1=read_adc(1);ADCIN2=read_adc(2);ADCIN3=re

ad_adc(3); // pembacaan pohotodioda sebagai masukan ADC.ADCIN4=read_adc(4);ADCIN5=read_adc(5);ADCIN6=read_adc(6);ADCIN7=re

ad_adc(7); if (ADCIN0<120)sensor[0]=0;else sensor[0]=1; //di samping adalah

data hasil dari refrensi warna hitam dan putih..if (ADCIN1< 140)sensor[1]=0;else sensor[1]=1; //refrensi

adalah data bilangan hitam tambah bilangan putih bagi 2. Atw H+P/2= ref. if (ADCIN2< 100)sensor[2]=0;else sensor[2]=1;if (ADCIN3< 120)sensor[3]=0;else sensor[3]=1;if (ADCIN4< 160)sensor[4]=0;else sensor[4]=1; if (ADCIN5< )sensor[5]=0;else sensor[5]=1;if (ADCIN6< 40)sensor[6]=0;else sensor[6]=1;if (ADCIN7< 30)sensor[7]=0;else sensor[7]=1;

/*if (ADCIN0<ref0)sensor[0]=0;else sensor[0]=1; //di samping adalah

data hasil dari refrensi warna hitam dan putih..if (ADCIN1< ref1)sensor[1]=0;else sensor[1]=1; //refrensi adalah

data bilangan hitam tambah bilangan putih bagi 2. Atw H+P/2= ref. if (ADCIN2< ref2)sensor[2]=0;else sensor[2]=1;if (ADCIN3< ref3)sensor[3]=0;else sensor[3]=1;if (ADCIN4< ref4)sensor[4]=0;else sensor[4]=1; if (ADCIN5< ref5)sensor[5]=0;else sensor[5]=1;if (ADCIN6< ref6)sensor[6]=0;else sensor[6]=1;if (ADCIN7< ref7)sensor[7]=0;else sensor[7]=1; */ n_sensor=((sensor[0]*1)+(sensor[1]*2)+(sensor[2]*4)+(sensor[3]*8)+

(sensor[4]*16)+(sensor[5]*32)+(sensor[6]*64)+(sensor[7]*128));

28

Page 29: Laporan Lengkap Line Follower

//sprintf( buffer1,"%1u-%1u-%1u-%1u-%1u-

%1u",sensor[0],sensor[1],sensor[2],sensor[3],sensor[4],sensor[5]); //sprintf( buffer2,"%1u-%1u",sensor[6],sensor[7]);//sprintf( buffer3,"%3u",n_sensor);//lcd_gotoxy(0,0);lcd_puts(buffer1); // disamping adalah perintah untuk

manampilkan pembacaan ADC di LCD//lcd_gotoxy(12,0);lcd_puts(buffer2); //lcd_gotoxy(13,1);lcd_puts(buffer3); ;

Pada tahap awal hal yang perlu dibuat adalah rangkaian minimum system ( perangkat

Mikrokontroller ) , proses awal yang perlu dilakukan dalam membentuk minimum system ini

yaitu menata letak dari komponen , kemudian membentuk jalur dari susunan komponen tersebut

dalam bentuk skema di kertas. Setelah itu skema tersebut dipindahkan ke dalam PCB , jika

digambar dengan proses manual maka kita menggunakan spidol OHP / Permanent namun dapat

juga digambar dengan proses pencetakan gambar dengan teknik menyetrika.

Setelah itu PCB dilarutkan dengan larutan FeCl , kemudian setelah dilarutkan kemudian

masuk ke proses Pengeboran. Ukuran mata bor sesuai dengan ukuran kaki komponen ( 0,8 mm ).

Setelah itu pasangkan komponen minimum system , komponen yang dipergunakan pada

minimum system seperti Elco 10 uF, resistor 1 kiloohm dan 10 kiloohm, push button , socket

( 40 kaki / AT89S51 ), pin brush , pin header , Kondensator Keramik 33 pF, Kristal 12 MHz, dan

LED sebagai indikato pada rangkaian minimum system .

Lakukan selanjutnya penyolderan pada komponen tersebut , sebelum melakukan

penyolderan dilakukan proses penggosokan pada jalur agar timah mampu melebur dengan

sempurna pada jalur. Kemudian lakukan proses testing pada rangkaian agar mengetahui apakah

terdapat trouble pada rangkaian ?. Setelah membuat minimum system kemudian masuk pada

proses pembuatan Driver untuk Line Follower. Sedikit penjelasan minimum system. Minimum

System merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai pememroses dalam rangkaian Line

Follower. Minimum System mengolah input dari sensor kemudian memproses Input , kemudian

mengolahnya lalu menentukan Output.

29

Page 30: Laporan Lengkap Line Follower

1. Driver Line Follower

Pembuatan Driver Line Follower kurang lebih sama dengan tahap pada proses perancangan dan

pembuatan Minimum System. Namun pada proses pembuatan terdapat juga perbedaan. Seperti

pada pembentukan jalur dan pemasangan komponen sebab pada PCB Minimum System lebih

membutuhkan ruang yang lebih sedikit dibanding dengan Driver Line Follower sebab pada

Driver Line Follower terdapat komponen actuator berupa motor DC sehingga membutuhkan

ruang lebih untuk komponen tersebut. Pada bagian Driver Line Follower komponen yang

dibutuhkan seperti Transistor NPN 9013, Resistor 560 Ohm, Motor DC Mainan + gear set ( 5 V )

, dan Kabel Secukupnya. Selain itu pada bagian Driver disisipkan juga Tempat Sumber

( Baterai ). Setelah proses Perancangan, Pembuatan, dan Penyolderan Komponen , maka

dilakukan proses Testing rangkaian tersebut agar mengetahui apakah terdapat trouble , jika

terdapat trouble maka lakukan proses pengecekan secara terperinci dan tepat pada rangkaian.

Setelah itu masuk pada perancangan dan pembuatan rangkaian Sensor Line Follower. Penjelasan

mengenai Driver Line Follower , Driver berfungsi sebagai penggerak dari Line Follower.

2. Sensor Line Follower

Melangkah ke rangkaian selanjutnya yaitu rangkaian Sensor Line Follower. Sebelum itu sedikit

penjelasan mengenai Sensor Line Follower , memiliki fungsi sebagai pendeteksi jalur. Sensor

memiliki prinsip membaca warna yang gelap ( mengarah ke warna Hitam ) namun jika sensor

bertemu pada warna cerah seperti Putih maka sensor secara otomatis tidak mampu berfungsi.

Jika pada jalur yang warna hitam maka sensor mengirimkan data menuju ke minimum system

namun jika sensor bertemu warna cerah maka sensor tidak mengirimkan input ke minimum

system. Data yang dikirim minimum system berupa tegangan , input tersebut menuju ke port

minimum system.

Proses pembentukan Sensor Line Follower kurang lebih sama dengan proses sebelum –

sebelumnya. Seperti perancangan jalur , kemudian menggambarkan pada PCB , Pelarutan,

Pengeboran dan Penyolderan. Komponen pada sensor line follower seperti LED, LDR, resistor

220 ohm & 3 kilo ohm, dan Kabel Penghubung. Kemudian lakukan proses Testing , dengan

melakukan pengukuran pada output yang menuju ke minimum system. Namun ada antisipasi

yang baik untuk bagian sensor ini , yaitu dengan memasang rangkaian indikator. Berupa LED,

jadi rangkaian tersebut dipasang berhubungan dengan Sensor Line Follower. Jadi ketika Sensor

mendapatkan tegangan maka secara otomatis indikator akan menunjukkan output dari rangkaian

sensor tersebut. Apabila sensor menghasilkan output maka LED akan menyala dan jika tidak

30

Page 31: Laporan Lengkap Line Follower

menghasilkan maka LED akan padam. Ini juga menjadi indikasi apakah bagian sensor

mengalami trouble.

1. Perakitan

Pada bagian ini seluruh rangkaian yang yang tadi dibuat kemudian dihubungkan Rangkain

Minimum System menjadi CPU , Sensor Line Follower berfungsi sebagai Input dan Driver Line

Follower sebagai output. Setelah seluruh rangkain terhubung lakukan proses testing lagi. Untuk

mengetahui apakah seluruh rangkaian telah terhubung. Lakukan dengan dengan mengecek

tegangan yag keluar dari Sensor kemudian tes lagi bagian driver dengan memberikan tegangan

dan lihat apakah motor mampu bergerak sesuai dengan keinginan. Setelah rangkaian line

follower telah selesai kemudian masuk ke bagian membuat Program / Instruksi.

2. Pembuatan Instruksi / Program

Setelah pembuatan fisik Line Follower , kemudian berlanjut ke pembuatan program /

instruksi. Dalam mikrokontroller , program merupakan bagian terpenting dari line follower sebab

instruksi yang menentukan action yang akan dilakukan oleh driver. Susunan instruksi ini yang

mengatur dari kerja seluruh line follower. Jadi ketika input diterima maka mikrokontroller akan

segera membandingkan input dengan instruksi , kemudian mikrokontroller akan menentukan

instruksi yang akan dieksekusi ke driver sehingga driver akan bergerak.

Setelah melalui proses pembuatan program, kemudian progam didownload ke

mikrokontroller. Dan kemudian aktifkan line follower untuk melihat apakah program line

follower telah sukses. Dapat dilakukan perubahan yang pada program untuk mendapat kan Line

Follower yang mampu bergerak secara smooth.

31

Page 32: Laporan Lengkap Line Follower

BAB VI

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

Photo dioda atau pendeteksi chaya akan berlofika 1 jika cahaya yang d pamcarkan oleh

led sebagian besar d terima oleh photo dioda i. Dan berlogika 0 jika hanya sedikit cahaya

yang di terima nya.

Photo dioda akan bekerja apabilaa cahaya yang di serapnya sangat sedikit atau pancaran

lampu led mengenai permukaan gelap.

6.2. Saran

Adapun kritik dan saran kami adalah sebagai berikut:

1) Saat membuat layout PCB sebaiknya kita teliti dalam menentukan jarak kaki-kaki

komponen dan jalur-jalur komponen. Hal ini bertujuan agar tata letak komponen pada PCB

terlihat lebih rapi.

32

Page 33: Laporan Lengkap Line Follower

2) Sebelum memasang transistor sebaiknya kita memperhatikan kakinya karena jika terjadi

kesalahan pada penentuan kaki transistor dapat membuat rangkaian tidak bekerja.

3) Gunakan solder dengan mata solder yang masih baru agar hasil solderan bagus dan

terlihat rapi.

4) Kami juga menyarankan kepada pembimbing agar lebih meningkatkan kerja sama

dan komunikasi yang jelas dengan mahasiswa, agar hasil praktek dapat terselesaikan sesuai

dengan yang diinginkan, semoga kedua belah pihak mendapatkan hasil yang positif dengan

diadakannya praktek kali ini.

BAB VII

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor

http://www.sisilain.net/2010/12/pengertian-pcb-printed-circuit-board.html

http://komponenelektronika.net/pengertian-kapasitor.htm

http://indo-ware.indonetwork.co.id/group+143447/ic-regulator.htm

http://nonoharyono.blogspot.com/2009/12/saklar-tekan-push-button.html

http://diary-mybustanoel.blogspot.com/2012/04/photodioda.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode_pancaran_cahaya

http://pengertianpengertian.blogspot.com/2012/06/pengertian-infrared.html

33