BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III Perancangan dan Pembuatan Alat

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1

Gambaran Umum

Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan perangkat keras elektronik (hardware) dan pembuatan mekanik robot, perancangan perangkat keras disimulasikan terlebih dahulu menggunakan software Proteus. Sedangkan untuk pembuatan perangkat lunak dirancang dengan menggunakan bahasa pemrograman C dan software pendukungnya yaitu CodeVision AVR. Pembuatan perangkat mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanis yang mendukung aksi robot. Perencanaan ini terdiri dari pengaturan peletakan posisi sensor agar robot dapat bergerak dengan baik dan terdiri dari beberapa sensor pendukung diantaranya satu sensor warna yang dibuat dengan LED dan LDR sebagai input yang dipasang di badan robot bagian depan, limit swict untuk mengetahui adanya benda dan sensor garis yang menggunakan Infra Red untuk memandu jalan. Pada bagian output terdiri dari 2 motor DC untuk roda dan 3 motor

servo

untuk

lengan

penjepit

benda.

Pemasangan

motor

untuk

menggerakkan roda utama terdiri dari 2 roda belakang sedangkan roda depan berbentuk roller bisa kesegala arah berkerja hanya mengikuti sehingga roda bebas bergerak agar menjadi lebih dinamis dan seimbang. Pengaturan tata letak sistem lengan penjepit juga diperhatikan sehingga gerakan sesuai dengan yang diinginkan.

46


47

Sedangkan pembuatan perangkat keras elektronik terdiri dari pembuatan rangkaian sensor, modul driver motor DC, indikator sensor, regulator 7805 dan rangkaian sistem minimum mikrokontroller sebagai pusat pengontrolan gerak robot.

3.2

Konfigurasi Sistem

Robot ini terdiri dari sebuah lengan penjepit untuk membawa benda berwarna yang dapat bergerak naik-turun, ke kiri dan ke kanan dengan menggunakan motor Servo standart, dua buah roda penggerak yang terletak disebelah kiri dan kanan robot. Sebagai penggerak digunakan motor DC dengan torsi yang cukup besar dan robot dapat bergerak secara otomatis sesuai arena yang dibuat dengan mengandalkan enam pasang sensor garis yang ada dibawah robot, sensor tersebut dapat mendeteksi keberadaan garis hitam yang dibuat pada permukaan putih kemudian limit swict untuk mengetahui keberadaan benda didepan dan sensor warna untuk mendeteksi 3 warna merah, putih dan biru. Semua sistem diatas dikontrol oleh sebuah mikrokontroller ATmega8535 sesuai dengan instruksi program yang dituliskan pada mikrokontroller tersebut.

3.3

Diagram Blok Sistem

Gambar berikut ini memperlihatkan diagram blok sistem keseluruhan dari robot line follower berlengan dengan membedakan 3 warna berbasis atmega 8535, dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 47


48

Dari blok diagram diatas dapat dilihat bahwa mikrokontroller bertindak sebagai pusat dari semua sistem, mikrokontroller mengatur semua kegiatan input/output sistem. Sensor jarak berfungsi memberikan informasi keberadaan benda didepannya setelah itu sensor warna berfungsi memberikan informasi warna benda yang ada didepannya dan sensor garis berfungsi memberikan informasi kepada mikrokontroller berupa sinyal input 5 volt untuk kondisi high dan 0 volt untuk kondisi low. Sensor ini bekerja berdasarkan pembacaan garis hitam yang dibuat pada arena yang memiliki permukaan putih, apabila sensor mengenai warna hitam maka mikrokontroller akan mendapat kondisi high, dan sebaliknya apabila sensor mengenai warna putih maka mikrokontroller akan mendapat kondisi low. Semua sinyal input tersebut kemudian diproses oleh mikrokontroller dan dikeluarkan kembali dalam bentuk sinyal output yang mengatur kerja dari sistem output, yaitu motor servo dan motor DC. Untuk mendapatkan putaran motor DC secara CW (clock wise) maupun CCW (counter clock wise), digunakan driver motor DC. Motor DC ini digerakan menggunakan IC driver motor L298 yang mampu memberikan arus maksimum sebesar 1A ke tiap motor.

3.4

Perencanaan Perangkat Keras Elektronik

3.4.1

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATmega8535

Rangkaian sistem minimum mikrokontroller berfungsi sebagai pengontrol semua peralatan yang ada dalam sistem dengan acuan pembacaan data dari sensor garis maupun sensor warna. Pembacaan dari sensor garis dan sensor warna langsung dimasukkan ke dalam mikrokontroler yang kemudian diproses dan dijadikan acuan untuk pengambilan keputusan, yang dalam hal ini adalah menentukan warna merah, hijau, Biru dan untuk menentukan arah pergerakan robot dan kerja dari lengan penjepit. Subrutin inilah yang nantinya mengontrol perputaran dari motor DC pada robot line follower berlengan dengan membedakan 3 warna berbasis atmega 8535.


49

Rangkaian minimum sistem mikrokontroler ini terdiri dari rangkaian osilator, rangkaian reset dan rangkaian power supply seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.2 berikut.

Gambar 3.2 Sistem Minimum rangkaian Mikrokontroler Atmega8535

Pada tugas akhir ini dibuat rangkaian osilator yang berasal dari kristal 11.0592 MHz, sedangkan nilai kapasitor C1 dan C2 masing-masing 33pf. Kapasitor yang digunakan merupakan kapasitor keramik (non-polar). Untuk rangkaian reset, reset pada mikrokontroller terjadi apabila ada logika “1” (high) pada pin RESET. Setelah kondisi pin RESET kembali “0” (low), maka mikrokontroller akan menjalankan program kembali. Sebagai sumber tegangan +5 volt yang dibutuhkan oleh rangkaian mikrokontroller, digunakan IC regulator 7805 yang berfungsi menurunkan tegangan input sebesar 12 volt dari power supply (accu). Pada kaki input maupun output IC regulator dipasangkan kapasitor (elco) dengan nilai masing-masing 22µf/50V dan 22µf/16V.


3.4.2

50

Perancangan rangkaian power suplly

Rangkaian power suplly berfungsi sebagai sumber tegangan beberapa rangkaian pendukung robot seperti. sensor warna, sensor garis, LCD, motor servo dan driver motor dc. Rangkaian power suplai yang dibuat untuk menghasilkan tegangan 5 volt dan 12 volt. Untuk mengahasilkan tegangan 5 volt pada rangkaian power suplai digunakan regulator 7805. Regulator 7805 dapat menurunkan tegangan dari baterai 12 volt ke 5 volt. Tegangan 12 volt dari baterai diturunkan dengan

7805,

tegangan

tersebut

dapat

langsung

disambungkan

pada

mikrokontroller yang membutuhkan tegangan 5 volt. . Ic 7805 tidak memerlukan komponen tambahan untuk meregulasi tegangan, membuatnya mudah digunakan, ekonomis dan hemat ruang. Regulator tegangan lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk membantu peregulasian tegangan. Bahkan untuk regulator bersakelar, selain membutuhkan banyak komponen, juga membutuhkan perencanaan yang rumit. Seri ic 7805 memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas tinggi dan hubungsingkat, membuatnya hampir tak dapat dirusak. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 7805 tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya. Dari gambar 3.3 dapat dilihat gambar rangkain power suplai.

Gambar 3.3 Rangkain Power Supplay.


51

Rangkaian power supplay pada gambar 3.2 memiliki 3 channel 12 volt dan 5 channel 5 volt dari satu input baterai 12 volt. Digunakan satu buah led sebagai indikator bahwa adanya tegangan 5 volt pada konektor. Tegangan masukan harus lebih tinggi dari tegangan keluaran (biasanya 2-3 volt). Ini membuatnya tidak tepat digunakan untuk penggunaan tegangan rendah, misalnya regulasi 5 volt dari sumber baterai 6 volt tidak akan bekerja dengan 7805. Sebagaimana regulator linier lainnya, arus masukan sama dengan arus keluaran. Karena tegangan masukan lebih tinggi daripada tegangan keluaran, berarti ada daya yang diboroskan. Dalam perencanaan rangkaian regulator digunakan software isis proteus dalam membuat rangkaian power supply. Setelah dibuat dalam program isis proteus, dibuat rangkaian layout pcb menggunakan ares proteus.

3.4.3

Rangkaian Sensor Garis

Sensor adalah bagian dari robot yang berinteraksi dengan lingkungan sekitar robot. Sensor dapat mendeteksi kondisi tertentu pada lingkungan sekitar robot. Sensor akan memberikan sinyal tertentu atas kondisi lingkungan yang dideteksinya. Beberapa contoh kondisi yang dapat dideteksi oleh sensor misalnya adalah tingkat intensitas cahaya. Pada rangkaian sensor garis ini digunakan pasangan LED Superbright sebagai pemancar (transmitter) dan Photodioda sebagai penerima (receiver). Komponen elektronika yang digunakan sebagai transmitter adalah IR LED. IR LED digunakan sebagai transmitter dengan alasan dapat memancarkan cahaya. Komponen elektronika yang digunakan sebagai receiver adalah photodioda. Photodioda digunakan sebagai receiver dengan alasan dapat memberikan reaksi (perubahan tegangan) bila terjadi perubahan intensitas cahaya. Rangkaian sensor garis dapat dilihat pada gambar 3.4


52

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Garis

Prinsip kerja dari sensor ini memanfaatkan sifat cahaya yang dipantulkan, apabila sensor mengenai garis berwarna terang maka cahaya akan dipantulkan, sebaliknya apabila sensor garis berwarna gelap maka cahaya akan diserap. LED Superbright berfungsi sebagai sumber cahaya dan untuk menangkap pantulan cahaya dari LED Superbright digunakan Photodioda. Photodioda akan menerima sedikit cahaya pantulan apabila sensor berada diatas garis hitam, tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka akan banyak cahaya yang diterima oleh Photodioda, berikut ilustrasi dari sensor. Gambar 3.5 dan 3.6.

Gambar 3.5 Sensor Mengenai Garis Hitam

Gambar 3.6 Sensor Mengenai Garis Putih


53

Sensor yang pasang pada robot ini adalah sensor garis. Sensor ini di letakan tepat di bawah badan robot. Sensor tersebut memiliki jenis dan cara kerja yang sama, yaitu dengan cara memantulkan cahaya dari IR LED ke suatu bidang dan menerimanya melalui sebuah photodioda. Sensor yang diletakkan di bagian bawah badan robot berfungsi untuk mendeteksi jalur yang akan dilalui robot. Jalur robot adalah lintasan berupa garis berwarna hitam (berwarna gelap) yang terletak di atas bidang berwarna terang. Perpindahan posisi sensor yang asalnya berada di atas bidang yang berwarna terang ke atas bidang yang berwarna gelap akan mengakibatkan sensor mengirimkan sinyal yang berbeda ke Operational amplifier. Hal sebaliknya juga akan terjadi, bila sensor berpindah posisi yang tadinya berada di atas bidang yang berwarna terang ke atas bidang yang berwarna gelap maka akan terjadi pengiriman sinyal yang berbeda ke Operational amplifier. Resistor yang dipasangkan pada LED berfungsi sebagai pembatas arus untuk menjaga arus LED dibawah arus maksimum, nilai R ditentukan oleh rumus berikut :

R

VCC VF IF

Keterangan : R

: Nilai Resistansi

IF

: Arus yang melalui LED

VF

: Tegangan LED (1.2 V – 1.3 V)

V CC

: Tegangan input

Sedangkan untuk resistor yang dipasangkan pada Photodioda berfungsi sebagai resistor beban ( R L ) yang membatasi arus ( I E ) pada Photodioda. Berikut rumus untuk menghitung nilai R L :

V

R L = CC IE


54

Keterangan :

RL

: Nilai resistansi resistor beban

V CC

: Tegangan input

IE

: Arus yang melalui Photodioda

3.4.4 Rangkaian LDR Untuk Mendeteksi Warna

Sensor yang dipergunakan pada badan robot untuk membedakan warna adalah sensor pendeteksi warna. Sensor pendeteksi warna ini menggunakan LDR ( Light Dependent Resistor ) LDR atau light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang, semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya. Sensor LDR ini akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR, mampu mencapai 1 M ohm. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm saja. Dalam aplikasi, dianjurkan untuk mengukur nilai Rmax dan Rmin dari LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat gelap dan pengukuran Rmin dilakukan saat terang. Berikut ini gambar rangkaian sensor LDR. Yang dibuat diproteus gambar 3.7, setelah membuat rangkaian sibaiknya di coba kinerjanya terlebih dahulu seperti pada rangkaian percobaan pada gambar 3.8, dan bentuk sensor LDR untuk mendeteksi warna Gambar 3.9.


55

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Warna Mengunakan ADC.

Gambar 3.8 Percobaan Kinerja Rangkaian Dengan Software Proteus.

Rangkaian ini dibuat dengan software proteus dengan mengunakan metode ADC rangkaian ini memerlukan input 5 volt DC. Keluaran dari sensor warna ini adalah dalam bentuk sinyal analog yang ditampilkan di display LCD untuk memudahkan robot dikalbrasi.


56

Gambar 3.9 Bentuk sensor LDR untuk mendeteksi warna

Cara kerja sensor LDR untuk membedakan warna dalam keadaan terang maka hambatan dari LDR menjadi sangat kecil sehingga Vin menjadi kecil, jika tegangan Vin < Vref, maka output komparator akan menjadi high (+ 5V). Sedangkan saat dalam keadaan gelap hambatan dari LDR menjadi sangat besar sehingga Vin menjadi besar dan jika Vin > Vref maka output dari komparator akan menjadi low (0 V). Dengan prinsip kerja ini rangkaian mampu mendeteksi keadaan gelap ± terang dari lingkungan sekitar dengan memberikan output high (+5 V) saat keadaan terang dan low (0 V) saat keadaan gelap. Karena kerja dari komparator hanya membandingkan Vin dengan Vref-nya maka dengan mengatur Vref, kita sudah mensiasati kepekaan sensor dengan diatas sensor ditaruh pelastik berwarna masing – masing LDR ditaruh pelastik berwarna merah, putih dan biru. Dan tiap sensor LDR yang sudah di tutup pelastik di sampingnya terdapat 4 LED yang berguna untuk memantulkan cahaya dari benda berwarna yang kemudian di baca oleh LDR terhadap perubahan tingkat intensitas cahaya yang terjadi oleh benda berwarna merah, putih dan biru masing – masing berbeda. Dimana semakin rendah Vref semakin sensitif komparator terhadap perubahan tegangan Vin yang diakibatkan oleh perubahan intensitas cahaya.

3.4.5

Rangkaian Downloader

Rangkaian ini merupakan perangkat yang menghubungkan antara PC dengan mikrokontroller yang diperlukan oleh robot, yang berfungsi untuk menyimpan program pada mikrokontroller ATmega 8535. Berikut gambar rangkaian downoder DB25. Gambar 3.10.


57

Gambar 3.10 Rangkaian Downoader DB25

Perangkat yang digunakan yaitu konektor DB25, pin 18 sampai dengan pin 25 dihubungkan secara seri terhadap GROUND. Pin 6 sebagai SCK, pin 7 sebagai MOSI, pin 9 sebagai RESET dan pin 10 sebagai MISO. Semua pin tersebut dihubung seri dengan tahanan berupa resistor 330 ohm. Untuk proses download digunakan software CodeVision AVR dengan fasilitas AVR Chip Programmer dengan tipe Kanda System STK200+/300.

3.4.6

Rangkaian Driver Motor L298

Motor DC yang digunakan pada robot ini adalah motor DC 12 volt, untuk mendapatkan gerakan yang sesuai dengan keadaan arena diperlukan driver yang dapat mengatur kecepatan motor. Dalam hal ini digunakan IC L298, rangkaian driver IC L298 digunakan untuk menggerakan motor DC yang terpasang pada roda robot. Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 3.11.

Gambar 3.11 Rangkaian Driver Motor L298


58

IC driver L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 2A dan tegangan maksimum 40 volt DC untuk satu kanalnya. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 digunakan untuk mengendalikan arah putaran. Pin output pada IC L298 dihubungkan ke motor DC yang sebelumnya melalui dioda yang disusun secara H-bridge. Didalam IC L298, untuk mengendalikan arah putaran motor digunakan metode bridge-H dari kombinasi transistor, jadi dengan metode demikian arus yang mengalir kemotor polaritasnya dapat diatur dengan memberikan logika ke transistor Q1 sampai Q4. Pengaturannya seperti tabel kebenaran disamping gambar 3.11. Kondisi high untuk semua input tidak diijinkan sebab akan mengakibatkan semua transistor aktif dan akan merusakkan transistor karena secara otomatis arus dari kolektor Q1 dan Q2 langsung mengalir ke Q2 san Q3 sehingga arus sangat besar tanpa melalui beban motor DC. Berikut ilustrasi pengendalian motor DC didalam IC L298. Dapat dilihat pada gambar 3.12.

Gambar 3.12 Ilustrasi Pengendalian Motor didalam IC Driver Motor

3.4.7

Motor Servo

Motor servo digunakan pada robot ini untuk menggerakan tangan robot, sehingga tangan bias digerakan sesuai yang diinginkan. Didalam motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistem gear sehingga dapat menempatkan servo pada posisi yang dikehendaki. Motor servo ini jelas menggunakan sistem close loop sehingga posisi yang dikehendaki bisa dipertahanakan. Motor servo yang digunakan yaitu motor servo standar 1800. Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan


59

sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 00/ netral). Didalam motor servo terdiri dari motor DC yang ditambahi oleh gear dan rangkaian driver, dalam rangkaian driver terdapat 2 buah IC . Pada standar motor servo gear berfungsi untuk menentukan batas derajat minimal dan batas derajat maksimal perputaran motor DC serta gear juga dapat menambah torsi yang dikeluarkan oleh motor DC. Sedangkan mikro driver sebagai pusat pengolahan data yang diterima dari output mikrokontroller ATmega8535 sehingga dapat mengontrol perputaran motor DC, DC motor terhubung dengan gear. Ketika motor DC diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka akan bergerak otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan. Berikut adalah konstuksi motor servo, gambar 3.13.

Gambar 3.13 Konstruksi Motor Servo Sistem ini digunakan untuk mengontrol lima motor servo standar 1800 yang dipasang pada tangan robot . Motor servo ini digunakan untuk menggerakan lengan robot ke posisi depan 450 dari keadaan 0 dan menggerakan tangan robot ke posisi belakang 450. Dengan pengaturan posisi motor servo seperti ini maka tangan robot dapat bergerak sesuai dengan yang diinginkan dengan kombinasi pergerakan motor servo.


3.5

60

Rangkaian Rotary Encoder Rotary Encoder pada umumnya dikenal sebagai salah satu sensor

kecepatan, karena pada dasarnya bentuk fisik dari rotary encoder adalah suatu lempengan yang berbentuk lingkaran yang disalah satu busurnya mempunyai celah, dan celah ini yang dimanfaatkan sebagai tempat untuk memutus sinyal yang diberikan dalam bentuk cahaya, karena lempengan ini diletakkan di tengah antara sumber cahaya dan juga penerima cahaya, ini artinya setiaplembengan iti berputar tentunya dalam satu kali periode putaran penuh tentu akan satu kali sumber cahaya akan mengenai penerima cahaya, nah waktu yang diperlukan lempengan ini dalam berputar untuk menegnai cahaya ini lah yang akan kita pakai dalam perhitungan dalam menentukan kecepatan putaran. berikut adalah rangkaian rotary encoder seperti pada gambar 3.14 :

Gambar 3.14 Rangkaian Rotary Encoder

Pada gambar diatas light source dapat kita gunakan led inframerah atau komponen yang mampu menembakkan cahaya sedangkan disisi kanan light receive dapat kita gunakan sensor cahaya seperti photodiode ataupun phototransistor, ketika light source terpotongan oleh lempengan maka transistor akan aktif sehingga dapat membri logika pada controller ATmega 8535 sedangkan ketika light source terpotogn oleh lempengan maka transistor kondisinya cut-off dan tidak ada perubahan logika yang terkitrim ke mikrokontroler


3.6

61

Rangkaian LCD 2 X 16

LCD 2 X 16 dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroller seperti ATmega8535. LCD yang digunakan pada robot ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD 2x16, dengan 16 pin konektor, seperti pada gambar 3.15 adalah menjelaskan dimensi LCD dan pada gambar 3.16 adalah rangkaian interface dari LCD ke Mikrokontroler.

Gambar 3.15 Dimensi LCD 2 x 16

Gambar 3.16 Rangkaian interface LCD 2 X 16 ke mikrokontroler.


62

Perintah ke LCD dirobot ini adalah hasil input dari sensor ke mikrokontroler ATmega 8535 kemudian ditampilkan hasil oleh LCD agar bisa mengetahui posisi dan mengetahui nilai analog agar bisa dikalibrasi. Untuk ini perlu menambahkan alamat untuk menempatkan baris yang tepat. Sebagai contoh, ingin menampilkan kata ”Merah” pada baris ke dua pada posisi kolom ke sepuluh. Sesuai peta memori, posisi karakter pada kolom 11 dari baris ke dua, mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum menulis kata ”Merah” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h+4Ah =0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah Cah ke LCD, akan menempatkan pada baris kedua dan kolom ke 11 dari DDRAM.

3.7

Perancangan Mekanik

Robot ini dirancang agar dapat melaksanakan fungsi-fungsi dan tugas sesuai algoritma gerakan dan aksi robot. Untuk mencapai kondisi tersebut maka yang perlu diperhatikan adalah mulai dari pemilihan bahan, desain konstruksi, kekuatan motor dan ketepatan pemasangan mekanik baik pada roda utama maupun pemasangan motor servo pada gliper lengan penjepit robot agar mencapai kepresisian yang maksimal. Pada tugas akhir ini, lengan penjepit dibuat dari akrilik dengan ketebalan 3mm dan hampir semua kerangka badan di buat dengan aklirik dengan alasan bahan ini cukup kuat untuk menopang konstruksi dari mekanik robot. Selain itu bahan aklirik juga ringan dan mudah dalam pembentukannya. Perancangan mekanik robot line follower berlengan dengan membedakan 3 warna berbasis atmega 8535 ini meliputi perancangan base robot, perancangan lengan penjepit robot. Berikut gambar yang menunjukkan perancangan robot secara keseluruhan. Bisa dilihat pada gambar 3.17.


63

Gambar 3.17 Perancangan Robot Secara Keseluruhan

3.7.1

Perancangan Badan Robot

Badan robot adalah bagian dari rangka robot yang berfungsi sebagai dudukan roda-roda robot, dudukan rangka robot, dan dudukan rangkaian elektronika. Roda-roda dipasang di bagian samping dalam badan robot, rangkaian elektronika diletakkan di atas badan robot bagian belakang, rangka lengan diletakkan di atas badan robot bagian depan dan sensor benda, sensor warna ditaruh didepan dibawah lengan. Roda-roda yang digunakan pada robot line follower berlengan dengan membedakan 3 warna berbasis atmega 8535 ini berjumlah tiga buah. Roda-roda tersebut terdiri dari dua buah roda penggerak dan sebuah roda bebas, roda penggerak di letakan di kanan - kiri belakang, sebagai roda penggerak utama, dan roda bebas di letakan di tengah depan. Penempatan ke empat roda itu dibuat sedemikian rupa sehingga dapat menumpu badan robot tanpa adanya perbedaan ketinggian antara bagian depan dan bagian belakang badan robot, Bentuk badan robot dan posisi tiga buah roda yang digunakan untuk menumpunya dapat dilihat pada gambar 3.18.


64

Gambar 3.18 Skema Mekanik Robot

Roda penggerak adalah roda yang digunakan untuk menggerakkan badan robot maju dan mundur. Roda penggerak juga berfungsi untuk menentukan gerak belok badan robot. Roda-roda penggerak dipasang di dalam badan robot bagian belakang. Roda-roda belakang dapat berfungsi sebagai roda penggerak karena masing-masing roda diputar oleh sebuah motor DC yang telah direduksi putarannya. Motor DC direduksi putarannya agar torsinya cukup besar untuk dapat memutar roda penggerak yang menggerakkan badan robot yang menumpu rangkaian elektronika dan rangka lengan. Badan robot dapat bergerak maju atau mundur jika kedua motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) diputar berlawanan arah satu satu sama lain. Jika motor DC yang digunakan untuk menggerakan roda penggerak (roda belakang) sebelah kanan diputar searah putaran jarum jam dan motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) sebelah kiri diputar searah putaran jarum jam maka badan robot akan bergerak bergerak maju. Jika kedua motor DC itu masing-masing diputar dalam arah sebaliknya maka badan robot akan bergerak mundur. Badan robot dapat berbelok ke arah kanan atau ke arah kiri jika kedua motor DC yang digunakan untuk memutar roda penggerak (roda belakang) diputar dalam arah yang berlawanan. Jika motor DC yang digunakan untuk menggerakkan roda penggerak (roda belakang) sebelah kanan dan roda penggerak sebelah kiri diputar searah putaran jarum jam maka badan robot akan berbelok ke


65

arah kiri. Sebaliknya, jika kedua motor DC tersebut diputar berlawanan arah putaran jarum jam maka badan robot akan berbelok ke arah kanan. Skematis putaran motor DC (putaran ban penggerak) yang mengakibatkan berbagai macam gerakan pada badan robot. berikut ilustrasi gerakan robot, dapat dilihat pada gambar 3.19, 3.20 dan 3.21.

Gambar 3.19 Pergerakan maju

Gambar 3.20 pergerakan maju lalu berbelok ke kanan


66

Gambar 3.21 Pergerakan Maju Lalu Berbelok Ke Kiri

3.7.2

Rancangan Base Robot (Badan Robot)

Rancangan base robot (badan robot) dibuat kokoh agar mampu menopang seluruh mekanik yang ada didalamnya. Bagian-bagian base robot (badan robot) dibuat dari batang-batang aluminium dan aklirik yang disusun sedemikian rupa hingga membentuk kerangka base robot (badan robot). Pada bagian base terdapat roda penggerak utama, roda bebas, tempat dari hardware, tempat kedudukan lengan robot, Dapat dilihat pada gambar 3.22 dan gambar 3.23.

Gambar 3.22 Gambar Base Robot (badan robot & penjelasannya) Tanpak samping


67

Gambar 3.23 Gambar Base Robot (badan robot) Tanpak atas

Roda penggerak utama diletakkan di bagian belakang sedangkan roda bebas diletakkan di bagian tengah depan robot sebanyak 1 buah, hal ini dilakukan untuk menjaga keseimbangan robot. Motor DC untuk roda penggerak utama yaitu motor DC 1 dan motor DC 2 dipasang langsung ke roda tanpa menggunakan belt atau rantai. Susunan gearbox motor sudah terinstalasi langsung didalam motor DC, di bagian bawah terdapat satu buah motor servo yang berfungsi sebagai penggerak tangan penjepit agar dapat memutar ke kiri dan ke kanan.

3.7.3

Lengan Robot

Lengan robot adalah rangka robot yang berfungsi untuk memindahkan benda berwarna. Ada atau tidaknya benda yang ada di home akan dideteksi oleh sensor benda dan sensor warna yang dimiliki oleh robot. Benda yang ada didalam home tersebut akan dipindahkan kemasing – masing perempatan dan ditaruh di base yang sama dengan warna benda yang dibawa. Jika tidak ada benda di home maka robot akan berhenti melakukan gerakan. Lengan robot diletakkan di atas badan robot bagian tengah. Lengan robot terdiri atas bagian lengan. Bagian-bagian lengan tersebut adalah dasar lengan,


68

lengan bawah, lengan tengah, lengan atas, dan sepasang penjepit. Semua bagian lengan di gerakan oleh sebuah motor servo. Berikut ini dapat dilihat bentuk gambar lengan robot dan gambar bentuk tangan tanpak samping dan tanpak atas dapat dilihat pada gambar 3.24 dan 3.25.

Gambar 3.24 Gambar Lengan Tampak Samping

Gambar 3.25 Gambar Lengan Tampak Atas

Poros tiap-tiap motor servo akan digerakkan pada sudut-sudut tertentu sehingga akan terbentuk formasi bagian-bagian lengan yang tertentu. Perubahan sudut-sudut motor servo akan mengakibatkan perubahan formasi posisi bagianbagian lengan. Dengan mengatur perubahan sudut-sudut poros motor servo maka akan terjadi mekanisme pemindahan benda oleh lengan robot.


3.8

69

Flowchart

Program dimulai dengan membaca gaaris terlebih dahulu, apabila sensor garis membaca adanya garis maka kedua motor dc sebagai pengerak roda berkerja untuk menjalankan robot berjalan menuju home apabila sensor tidak mendeteksi garis maka robot akan berhenti (stop) kemudian setelah sampai di home apabila tidak ada benda berwarna maka robot akan berhenti, ketika limit swict tertekan maka ada benda berwarna maka benda tersebut akan diditeksi dan dijepit oleh gliper lengan robot dan dibawa. Benda berwarna tersebut dijepit dan dibawa menuju garis perempatan dan disebelah kanannya perempatan terdapat base tempat berwarna merah, didepan robot terdapat base warna putih kemudian di sisi kiri terdapat base warna biru dan robot tersebut akan berhenti kemudian motor servo berkerja untuk mengerakan lengan robot kesebelah kanan untuk menaruh benda berwana merah tersebut ke base tempat berwarna merah yang sama dengan warna benda yang dibawa dan dideteksi. Setelah benda berwarna ditaruh dibase berwarna merah robot mundur dan apabila sensor garis masih menditeksi garis dan benda berwarna tersebut masih tersisa di home maka robot akan terus berkerja melakukan perintah yang diprogram sampai tugasnya terselesaikan yaitu mengambil benda berwarna merah, putih dan biru selesai ditaruh dibase yang berwarna sama dengan warna benda yang dibawa robot maka robot akan berhenti dihome awal.


Gambar 3.26 Flowchart robot line follower berlengan dengan membedakan 3 warna berbasis atmega 8535

70

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Recommend Documents