Pengenalan Robot Line Follower Pengertian 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). Saat ini robot selain untuk membantu pekerjaan manusia juga digunakan sebagai hiburan.
Pengertian Line Follower Robot (LFR) 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.
Bagaimana bisa mengikuti garis Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan pada mengikuti jalan yang ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki “mata” sebagai penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki sensor garis yang berfungsi seperti “mata” pada manusia. Sensor garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan robot tersebut, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya. Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sensor garis (A-Kiri dan B-Kanan), yang terhubung ke dua motor (kanan dan kiri) secara bersilang melalui sebuah prosesor/driver (lihat gambar). Sensor garis A (Kiri) mengendalikan motor kanan, sedangkan sensor garis B (kanan) mengendalikan motor kiri.
1. Ketika sensor A mendeteksi garis sedangkan sensor B keluar garis ini berarti posisi robot berada lebih sebelah kanan dari garis, untuk itu motor kanan akan aktif sedangkan motor kiri akan mati. Akibatnya motor akan berbelok kearah kiri. 2. Begitu sebaliknya ketika sensor B mendeteksi garis, motor kiri aktif dan motor kanan mati, maka robot akan berbelok ke kanan. 3. Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan robot akan bergerak maju.
Untuk menrangkai rangkaian elektroniknya kita perlu tahu dulu diagram blok sistem yang akan kita bangun, dengan demikian akan menjadi mudah mengerjakannya. Blok sistem yang akan kita bagun paling tidak tampak seperti gambar berikut. Sistemnya terdiri dari sensor garis, rangkaian komparator, rangkaian logika NAND gate dan Driver motor. Motor Kanan
Sensor Garis
Rangkaian
NAND
Driver
Komparator
gate
Motor DC
Motor Kiri Sensor garis Apa itu sensor garis? Yang dimaksud sensor garis disini adalah suatu perangkat/alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya sebuah garis atau tidak. Garis yang dimaksud adalah garis berwarna hitam diatas permukaan berwarna putih. Alat ini menggunakan teknik pantulan cahaya inframerah yang ditangkap oleh photodiode dari sebuah LED. Rangkaian Komparator Rangkaian komparator berfungsi sebagai signal conditioning, artinya bahwa sinyal atau tegangan yang dihasilkan oleh sensor garis akan dikondisikan ke level yang sesuai yang sesuai yang dapat diterima oleh mikrokontroler sebagai logika”0″dan”1″atau sekitar 0-3V(logika”0″) dan 3-5V (logika”1″). Komparator sesuai namanya berfungsi untuk membandingkan 2 input tegangan pada opamp dan akan menghasilkan output berupa tegangan logika 0 dan 5V. Dua tegangan tersebut kita ambil yang pertama dari keluaran rangkaian sensor garis, dan sebagai pembanding sekaligus tegangan referensinya kita hasilkan melalui potensiometer yang dihubungkan keVcc.
Pengenalan Komponen yang digunakan Robot Line Follower Analog Yang kita bahas disini adalah komponen-komponen elektronik yang digunakan untuk membuat robot Line Follower (Pengikut Jejak)Analog khususnya yang dirancang untuk SMA N 7 Yogyakarta. Karena setiap rancangan robot Line Follower berbeda, maka akan berbeda pula komponen elektroniknya berdasarkan model layout papan rangkaiannya. Pada dasarnya komponen elektronik dibagi menjadi dua yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Komponen aktif adalah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian elektronika yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya ,contohnya adalah Dioda, Transistor dan IC (Integrated circuit) dan lain sebagainya. Komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan arus listrik sehingga tidak bisa menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah suatu energi ke bentuk lainnya ,contohnya adalah Resistor, Kapasitor dan Induktor dan lain sebagainya. Setelah mengenal komponen aktif dan pasif secara singkat maka selanjutnya dibahas komponen yang digunakan berdasarkan rancangan untuk SMA N 7 Yogyakarta. Komponen Pasif yang digunakan: 1. Resistor Karbon Resistor merupakan komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu, ukuran dari resistor adalah ohm (Ω). Banyak macam dan bentuk dari resistor,untuk robotik
kita biasa menggunakan resistor film
karbon (gambar di samping). Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna, resistor film karbon hanya memiliki 4 buah gelang warna. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4 watt (sangat kecil), 1/2 watt(kecil), 1 watt, dan 2 watt (dapat dilihat perbedaannya berdasarkan ukurannya). Kita ibaratkan resistor adalah kran air, dan air adalah arus listrik, misalkan kran air kita buka sedikit (artinya penghambatnya besar sedangkan yang terbuka kecil) maka air(arus listrik) yang mengalir adalah kecil, jika kran air kita buka lebih lebar (penghambatnya kecil sedangkan yang terbuka lebih lebar) maka air (arus listrik) yang mengalir akan lebih besar, seperti itulah gambaran sederhana kerja dari resistor. Pada rangkaian robot SMA N 7 Yogyakarta, coba kalian perhatikan pada rangkaian komparator, resistor yang dipasang di bawah
menyambung pada LED, fungsinya untuk membatasi arus yang masuk pada LED agar LED tidak rusak. Cara penghitungan hambatan resistor dengan gelang warna: Pita 1 : Warna Merah, berarti = 2 Pita 2 : Warna Hijau, berarti = 5 Pita 3 : Warna Orange, menunjukkan angka 3 berarti = 000 Pita 4 : Warna emas memiliki toleransi 5% Jadi nilai hambatannya adalah 25000 Ω = 25KΩ dengan toleransi 5% artinya nilai aslinya bisa berkisar antara (23.750-26.250)Ω. Angka 23.750 didapat dari 25000-(25000x5%) dan angka 26.250 dari 25000+ (25000x5%). Fungsi resistor dalam rangkaian elektronika : • Sebagai beban rangkaian • Untuk membagi tegangan atau arus
Simbol Resistor
2. Variable Resistor (VR/ Trimpot) Resistor Variabel adalah resistor yang nilai resistansinya dapat dibuah secara langsung baik dengan tuas yang telah tersedia atau menggunakan obeng. Ada 2 jenis resistor variabel yang ada dipasaran, yaitu trimpot (trimer potensio) dan potensiometer. Bentuk fisik dari trimpot dapat dilihat pada gambar di samping. Nilai resistansi dari trimpot tertulis pada badan trimpot tersebut menggunakan kode angka. Nilai yang trertulis pada badan trimpot merupakan nilai maksimum dari resistansi trimpot tersebut. Misal trimpot dengan nilai 103,artinya adalah 10 dan angka 3 adalah pangkat, atau bias dibaca 10x 10 3, berarti nilainya 10.000Ω =10KΩ. Maka Variable Resistor tersebut dapat diubah nilai resistansinya dari 0Ω sampai 10KΩ. Pada robot SMA N 7 Yogyakarta Variable Resistor digunakan pada rangkaian Komparator (Lihat halaman Komparator). 3. Kapasitor Elektrolit / ELCO Nama lainnya adalah kondensator. Adalah komponen yang terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan dengan isolator. Isolator ini menunjukkan nama dari kapasitor tersebut. Fungsi kapasitor adalah untuk
menyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi sebagai isulator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik. Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring,perata tegangan DC pada pengubah AC ke DC,pembangkit gelombang ac atau oscilator dsb. Ukuran kapasitor adalah Farad. Elektrolit / ELCO (kondensator yang memiliki polaritas, kaki + dan kaki -). Sifat kapasitor adalah dapat menerima arus listrik dan menyimpannya dalam waktu yang relatif. 1 Farad (F) = 1.000.000 mikro Farad (F) 1 mikro Farad (F) = 1.000 nano Farad (nF) 1 nano Farad (nF) = 1.000 piko Farad (pF) Penggunaan kapasitor dalam rangkaian : • Sebagai perata arus
Simbol pada rangkaian adalah C
• Sebagai penyimpan arus listrik Cara Membaca Elco misalnya dibadan ELCO tertera tulisan 10uF/16v berarti ELCO tersebut memiliki ukuran 10 mikro farad dan tegangan kerjanya maksimal 16v. Jika tegangan yang diberikan lebih besar dari tegangan kerja maka ELCO akan rusak. Sisi ELCO yang terdapat tanda panah menunjukkan kaki disisi tersebut adalah kaki negative (kaki yang pendek). Kapasitor ini pada rangkaian robot SMA N 7 Yogyakarta terdapat pada rangkaian Komparator, NAND gate,dan Rangkaian Driver. 4. Kapasitor Keramik Pada dasarnya kegunaan Kapasitor ini sama dengan ELCO yang membedakan adalah bahannya dan nilai kapasitansinya. Untuk Kapasitor Keramik nilainya berkisar pada picoFarad (pF) atau lebih kecil dari ELCO. Cara Membaca Kapasitor Keramik misalnya di badan kapasitor tersebut tertera tulisan 103 artinya : • Angka I : melambangkan angka • Angka II : melambangkan angka • Angka III : melambangkan jumlah nol & ukurannya dalam piko Farad. Jadi nilai kapasitor tersebut adalah 10.000 pF = 10 nF = 0,01uF. 1 pF → 1 piko Farad = 1 x 10 pangkat (-12) Farad. Kapasitor Keramik dalam rangkaian robotic SMA N 7 Yogyakarta digunakan pada rangkaian Driver.
Komponen Aktif yang digunakan: 1. Dioda Dioda berfungsi terutama sebagai penyearah. Dioda memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dioda terbuat dari dua bahan atau yang biasa di sebut dengan dioda semi konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode sedangkan bahan tipe-n menjadi katode. Secara umum semua dioda memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama. Macammacam dioda pada dasarnya terbentuk oleh sambungan PN yang secara fisik dioda dikenali melalui nama elektrodanya yang khas yaitu, anode dan katode. Pada sambungan dua jenis berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, pengertian dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif). Secara fisik kaki katoda ( K ) adalah kaki yang dekat dengan tanda gelang yang terdapat pada body-nya. Jika dilihat cara membedakan dioda 1 ampere dengan 2 ampere atau 3 ampere adalah ukurannya yang berbeda, untuk dioda 1 ampere akan lebih kecil dari yang 2 ampere, dan yang 2 ampere akan lebih kecil dari yang 3 ampere. Sedangkan Nomor seri dioda untuk mengetahui voltage (tegangan) dioda, misalkan dioda IN 4002, memiliki tegangan 100 V dan arus 1 A. Simbol dioda dilambangkan dengan huruf
“D”. Pada robot Line Follower SMA N 7 Yogyakarta dioda
digunakan pada rangkaian Komparator dan Driver. 2. Dioda Germanium IN 4148 Fungsi dari Dioda IN4148 adalah untuk pengaman dari arus dan tegangan lebih sehingga IC LM 324 (Komparator) tidak cepat rusak dan sebagai pengaman rangkaian. Selain itu fungsi diode
IN4148 bertujuan untuk mempercepat pembuangan arus pada saat terjadi reset tidak sempurna dan sebagai pengaman rangkaian minimum sistem, karena pada saat tegangan dimatikan maka kapasitor akan membuang tegangan. Setelah arus sampai di reset maka akan menghidupkan reset, sistem akan mati dan kembali ke kondisi semula atau default . Pada rangkaian Robot Line Follower SMA N 7 Yogyakarta, dioda ini dipasang pada output IC LM 324 pada rangkaian Komparator Robot. 3.
LED (Light Emitting Diode) Light Emiting Diode (LED) adalah suatu jenis dioda yang lain yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan forward bias. Bila anoda diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda diberi forward bias . Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display.
LED memiliki dua kutub yaitu (+) dan (-), cirinya adalah kaki (+) lebih panjang disbanding kaki (-). Pemasangan LED juga tidak boleh terbalik karena bias menyebabkan kerusakan pada LED. Warna dari LED bermacam-macam,yang biasa kita temui dipasaran adalah kuning, hijau, biru,
merah dan putih. Pada
rangkaian Komparator, NAND gate, dan Driver ,LED ini digunakan sebagai indicator, sedangkan pada rangkaian sensor digunakan sebagai pemancar cahaya untuk membaca Line (garis) yang kemudian pantulan cahayanya ditangkap oleh Photodioda. 4. Photodioda Photodioda atau dioda foto mempunyai sifat yang berkebalikan dengan LED yaitu akan menghasilkan arus listrik bila terkena cahaya. Besarnya arus listrik tergantung dari besarnya cahaya yang masuk. Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Photodioda juga memiliki dua kutub yaitu (+) dan (-), cirinya adalah kaki (+) lebih panjang disbanding kaki (-). Pemasangannya juga tidak boleh terbalik. Dilihat secara fisik Photodioda sangat mirip dengan LED, perbedaannya adalah jika photodiode dilihat dari atas maka akan tampak titik hitam di
tengah-tengahnya. Photodioda digunakan
sebagai sensor penerima cahaya pada rangkaian
sensor pada robot Line Follower . 5. Transistor Bipolar Junction Transistor (BJT) Transistor adalah komponen elektronika terbuat dari alat semikonduktor yang banyak di pakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Pengertian Transistor pada alat semikonduktor mempunyai 3 elektroda (triode), yaitu dasar (basis), pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Dalam rangkaian analog ini komponen transistor dapat di gunakan dalam penguat (amplifier). Untuk Rancangan robot Line Follower SMA N 7 Yogyakarta, kita menggunakan transistor jenis BJT dengan tipe N-P-N. Transistor NPN (katoda anoda katoda / kaki anoda yang disatukan). Transistor memiliki 3 kaki yaitu : • EMITOR (E) • BASIS (B) • COLECTOR (C)
Skema kaki transistor N-P-N
Kita menggunakan transistor dengan seri BC 357 BK032, transistor ini dipasang pada rangkaian Driver dan NAND gate. 6. Transistor FET FET bentuk fisiknya seperti transistor. Fungsinya adalah untuk menaikkan tegangan atau menurunkan tegangan. FET memiliki tiga kaki juga yaitu : • GATE (G) adalah kaki input • DRAIN (D) adalah kaki output • SOURCE (S) adalah kaki sumber Kakinya biasanya sudah pasti yaitu bila kita hadapkan FET ke arah kita maka urutan kakinya dari kiri ke kanan adalah GATE, DRAIN, SOURCE. Dalam rangkaian robot Line Follower SMA N 7 kita menggunakan FET pada rangkaian Driver, yang kita gunakan adalah tipe IRF 630 dan IRF 9630. IRF 630 digunakan sebagai penaik tegangan sedangkan IRF 9630 digunakan sebagai penurun tegangan.
7. IC Regulator Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan. Dalam Robot rancangan SMA N 7 yogya, menggunakan IC regulator dengan tipe 7805. IC regulator 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt. Dipasang pada rangkaian Komparator. 8. IC Komparator IC adalah gabungan dari beberapa komponen yang disatukan. Untuk menetukan baik tidaknya IC tidak bisa diukur dengan multitester tapi langsung dicoba ke rangkaian. IC memiliki seri-seri tertentu. IC ada yang memiliki 3 pin (kaki), 8 pin, 16 pin, dan sebagainya. Dalam Rrangkaian Komparator kita menggunakan IC LM 324. IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi sebagai comparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 V sampai +15V untuk +Vcc dan -5V sampai -15V untuk -Vcc. Adapun definisi dari masing-masing pin IC LM324 adalah sebagai berikut: a. Pin 1,7,8,14 (Output). Merupakan sinyal output. b. Pin 2,6,9,13 (Inverting Input.) Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari input. c. Pin 3,5,10,12 (Non-inverting input). Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input (tidak berkebalikan). d. Pin 4 (+Vcc) Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5 Volt sampai +15 Volt. e. Pin 11 (-Vcc) Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara -5 Volt sampai -15 Volt.
9. IC NAND Dalam rangkaian NAND gate yang dipasang pada bagian bawah rangkaian Komparator, kita menggunakan IC 74LS00. IC 74LS00 merupakan NAND gate (gerbang digital NAND)yang sangat berguna dalam teknologi digital. NAND gate terkait dengan logika 0 dan 1 sebagai sinyal keluarannya yang akan disalurkan pada rangkaian Driver. Komponen Tambahan yang digunakan: 1. Socket IC Socket IC adalah dudukan /tempat kaki IC yang langsung disolder dengan papan rangkaian (layout rangkaian) Socket IC berfungsi sebagai pelindung IC ketika dilakukan pensolderan, karena IC sangat mudah rusak jika terkena suhu yang tinggi seperti solder. Socket yang kita gunakan adalah socket dengan jumlah kaki 14, karena IC yang kita gunakan adalah LM 324 dan 74LS00 yang jumlah kakinya 14 buah. 2. Pin/ Socket Deret Socket deret berbentuk seperti sisir ini berfungsi sebagai soket sambungan/ sebagai penyambung antar rangkaian yang terletak pada papan rangkaian terpisah. Terdapat dua jenis yaitu pin deret lurus dan yang bengkok seperti huruf L. Dalam penggunaannya socket ini dapat dipotong-potong sesuai kegunaan. 3. Papan PCB polos Papan PCB polos ini bagian depan merupakan lempeng tembaga yang sangat baik untuk mengahtarkan arus listrik. Dalam pembuatan robot, papan PCB polos ini nantinya dicetak menjadi papan rangkaian baik itu untuk Komparator, Sensor, Driver, dan lain-lain. Cara pencetakannya dibahas pada petunjuk pencetakan papan rangkaian.
Petunjuk Pencetakan Layout 1.
menggunakan isolasi. menghadap ke PCB.
Letak
gambar
4.
Siapkan papan PCB polos .Papan PCB polos dapat dibeli di toko elektronik. 2.
Kemudian setrika bagian belakang kertas, suhu setrika jangan terlalu panas. Pastikan disetrika hingga merata kurang lebih 15 menit, hingga gambar menjadi timbul atau kertas menjadi gosong dan menempel pada PCB, setelah itu diamkan hingga agak dingin. 5.
Cuci bersih papan PCB dengan serabut besi yang biasa untuk mencuci piring, agar permukaannya sedikit kasar dan bersih. Lalu keringkan. 3. Kemudian rendam di dalam air kurang lebih 5 menit agar kertas menjadi lembek, lalu sambil diguyur air, lepaskan kertas dari PCB 6.
Siapkan gambar layout yang akan dicetak pada PCB. Syarat gambar bisa dicetak, gambar harus diprint menggunakan print laser atau difotocopy, dan kertasnya harus kertas gloss atau Art Paper. Potong bagian yang akan dicetak. Kemudian tempelkan gambar pada PCB, jika susah dapat juga
Setelah dikeringkan, hasilnya akan seperti pada gambar, jika ada bagian yang rusak,
maka dapat disambung atau ditutupi dengan spidol permanen.
9.
7.
Setelah itu potong sesuai dengan ukuran, atau sesuai keinginan asal tidak merusak gambar/memotong layout.
Setelah dicuci hasilnya akan seperti gambar diatas kemudian gosok bagian yang tertutup hitam dengan serabut besi. 10.
8.
Kemudian siapkan bubuk Feriklorida secukupnya,semakin banyak maka akan lebih baik, asal tidak terlalu banyak, tuangkan pada wadah kemudian beri air jangan terlalu banyak, Perhatian: zat ini panas, jadi jangan dipegang langsung dengan tangan. Lalu masukkan PCB yang sudah dicetak kedalam larutan,lalu goyangkan wadah hingga lapisan tembaga pada PCB yang tidak tertutup gambar melarut dengan sendirinya. Kalau bisa saat melarutkan diusahakan di tempat terbuka dan dekat sumber air. Setelah larut, maka angkat PCB dengan bantuan kayu atau alat. Kemudian cuci hingga bersih, dan sisa larutan dibuang pada saluran pembuangan air, atau tempat kusus agar tidak mencemari.
Maka hasilnya akan seperti gambar diatas jika sudah dibersihkan. 11.
Kemudian yang terakhir tinggal dibor bagian lubang yang akan di pasang komponen. Bor menggunakan bor listrik kecil.
Petunjuk Teknik Menyolder Dalam praktek elektronika, memasang atau melepas komponen diperlukan solder. Menyolder harus ada teknik dan cara-cara tertentu. Tidak boleh asal menyolder karena hasilnya bisa jadi tidak memuaskan atau rangkaian menjadi tidak bekerja sesuai dengan semestinya. Menyolder adalah kemampuan yang penting didalam elektronika. Tiap titik sambungan komponen harus disolder. Penyolderan yang tidak sempurna dapat menyebabkan rangkaian tidak bekerja. Teknik menyolder adalah sebagai berikut : 1. Pilih solder yang berdaya 60-80 Watt untuk hasil yang sempurna. 2. Buatlah tatakan untuk menyolder jika diperlukan. 3. Gunakan timah yang bagus untuk hasil yang sempurna. 4. Sebelum kawat (kaki) komponen disolder, lebih baik dibersihkan / dikerik dulu dengan cutter untuk memudahkan menempelnya timah pada kawat / kaki komponen tersebut. 5. Pastikan solder sudah panas untuk memulai penyolderan 6. Pasang kaki komponen pada PCB kemudian tempelkan mata solder pada kawat / kaki komponen sebentar (agar panas dan memudahkan timah menempel), kemudian tempelkan timah sedikit demi sedikit sesuai dengan kebutuhan. Jangan terlalu banyak karena hasilnya menjadi tidak rapi. Ujung solder dan ujung timah menempel pada pad PCB dengan arah berlawanan. Jangan memberikan timah yang terlalu banyak.
Berikut posisi yang salah yang membuat hasil solderan tidak maksimal.
Petunjuk Rangkaian Komparator
Rangkailah komponen sesuai letak pada gambar
Dipasang di bagian bawah
Bahan: +
+ -
1 Buah IC Regulator 7805 4 Buah Variable Resistor 50KΩ 4 Dioda IN 4148
Dipasang di bagian bawah
4 Buah Resistor ¼ watt 330Ω untuk bagian bawah 2 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ untuk bagian atas 4 Buah LED 3mm 1 Buah Dioda IN 5392 2A 1 Buah Dioda IN 4007 1A + -
1 Buah Kapasitor 1000µF/25 V 1 Buah Socket IC 14 kaki
Pada rangkaian ini kita menggunakan IC LM 324
Prinsip Kerja Komparator
1 Buah pin deret bengkok 8 kaki untuk bagian atas 1 Buah pin deret lurus 8 kaki untuk bagian bawah
Komparator pada rangaian ini menggunakan IC LM 324 yang didalamnya berisi rangkaian Op Amp digunakan untuk membandingkan input dari sensor. Dimana input akan dibandingkan dari Op Amp IC LM 324 yang output berpulsa high. Sehingga tidak perlu adanya pull up pada outputnya. IC ini dapat bekerja pad range 3 volt sampai 30 volt dan dapat bekerja dengan normal mulai tegangan 6 volt. Dalam rangkaian ini juga terdapat 4 LED, yang berfungsi sebagai indikator. Untuk mengatur tagangan pada pembanding, disambungkan Variable Resistor (VR) pada kaki Inverting Op Amp (Lihat data sheet pada halaman pengenalan komponen) yang dibandingkan dengan tegangan dari sensor yang masuk pada kaki Non-Inverting Op Amp. CATATAN: Pada intinya prinsip Kerja Komparator adalah untuk membandingkan tegangan yang masuk dari sensor dengan tegangan masuk dari Variable Resistor (VR). Kemudian outputnya masuk ke rangkaian selanjutnya (NAND gate) untuk diproses lagi.
Petunjuk Rangkaian NAND gate Input dari komparator
Bahan: 4 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ 2 Buah Resistor ¼ watt 4700Ω 1 Buah Resistor ¼ watt 330Ω 1 Buah Socket IC 14 kaki + -
+ +
Garis abuabu yang di tunjuk oleh panah adalah jumper dari kawat apa saja yang bisa menghantarkan listrik, jumper dalam rangkaian ini dipasang paling pertama
-
1 Buah pin deret bengkok 4kaki 2 Buah soket female pin deret 3 kaki 1 Buah soket female pin deret 2 kaki 1 Buah Kapasitor 47µF/25 V 2 Buah Transistor BC 547
Output ke Driver
1 Buah LED 3mm
Pada rangkaian ini kita menggunakan IC 74LSOO Catatan: Letak IC pada gambar adalah yang terletak di tengah-tengah yang memiliki banyak kaki
Pada dasarnya baik rangkaian komparataor maupun rangkaian NAND gate keduanya mengunakan IC(Integrated Circuit). Dalam IC terdapat gerbang logika,dalam ilmu elektronika gerbang logika ini erat kaitannya dengan teknologi digital. Mengenai gerbang logika, tidak akan dibahas di sini, karena akan sedikit sulit untuk dipahami baik oleh anak SMP maupun SMA. Pada intinya dalam robot Line Follower Analog kalau rangkaian komparator berguna sebagai pembanding input yang masuk dari sensor, maka rangkaian NAND ini berfungsi mengolah input dari komparator sehingga menghasilkan output yang dapat dibaca oleh Rangkaian penggerak motor (Rangkaian Driver).
Petunjuk Rangkaian Sensor
- + - +
+ -
- +
+ -
- +
Bahan: + -
4 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ 4 Buah Resistor ¼ watt 330Ω
+ -
4 Buah LED 3mm warna putih 4 Buah photodiode 3mm
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. Semua berawal dari mata bukan? Kita sebagai manusia tahu arah kita berjalan karena kita memiliki mata. Yaah, sama seperti robot. Disamping adalah gambar transmitter (pemancar) dan receiver (penerima). Yang berwarna putih bening adalah LED sebagai transmitter (pemancar cahaya) dan yang berwarna hitam adalah photodiode sebagai receiver (sensor penangkap cahaya). Cara Kerja: Ketika transmitter (LED) 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. Nah, artinya kita sudah bisa membedakan pembacaan garis dari sensor bukan? Kalau kita sudah tahu, perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut.
Lanjutan Rangkaian Sensor Kalau cahaya yang dipancarkan ke bidang putih, sensor akan :
Sebaliknya, kalau cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam, maka sensor akan :
Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah (sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi.
Petunjuk Rangkaian Driver
Pin deret yang diberi tanda silang merah tidak digunakan
Bahan: 1 Buah LED 3mm IRF 9640
IRF 9640
4 Buah Dioda IN 4002 1A 1 Buah Kapasitor 220µF/25 V
IRF 640
IRF 640
2 Buah Resistor ¼ watt 10KΩ 3 Buah Resistor ¼ watt 4700Ω 2 Buah pin deret bengkok 2kaki 1 Buah pin deret bengkok 4 kaki 2 Buah Transistor BC 547
Cara Kerja Driver: Driver adalah rangkaian yang tersusun dari
1 Buah Induktor ruang udara 6 lilitan. Catatan: Dibuat sendiri Nampak atas
transistor yang digunakan untuk menggerakkan motor DC. Dimana komponen utamanya adalah transistor
Nampak samping
2 Buah Transistor FET IRF 9640 2 Buah Transistor FET IRF 640
yang dipasang sesuai karakteristiknya. Driver motor yang kita bangun menggunakan 6 buah transistor, 4 transistor FET (bentuknya kotak), dan 2 transistor BC
4 Buah kapasitor keramik 3000 pico Farad (simbol angka 33)
547. Knapa kita pakai transistor? Transistor dapat berfungsi sebagai saklar / switch on off. Motor (dinamo) tidak menyala terus menerus bukan? pada jalur tertentu motor akan mati dan menyala. Nah, nyala mati motor tersebut diatur oleh transistor. Transistor yang digunakan di sini adalah transistor BC 547 (tipe NPN). Sekarang kita tinjau, bagaimana cara motor bekerja ketika robot berbelok ke kiri dan ke kanan. Lihat ilustrasi di samping ini ketika robot akan berbelok arah.
Catatan: Untuk jalan lurus, kedua dinamo berjalan maju
Petunjuk Merangkai Mekanik dan Chassis Tahap terahir pada pembuatan robot Line Follower adalah perangkaian mekanik dan chassis. Robot Line Follower bergerak dengan menggunakan Motor(dynamo) DC, oleh karena itu tahap pembuatan mekanik kita harus merancang Gear Set-nya dan membuat Gear Box. 1. Pembuatan Gear Set Untuk Gear set kita menggunakan 3 buah gear, Gear Dinamo Gear Tengah (double gear)
tetapi dapat juga kita menggunakan 2 buah gear (gear langsung). Setting rasio Gear tengah dan Gear roda menggunakan gear yang besar . Keuntungannya adalah torsinya besar. Torsi
Gear Roda
dibutuhkan agar putaran mesin tidak mudah berhenti ketika terhambat. Untuk gear dynamo, terhubung langsung pada
Mur dan Sekrup
Plat Gearbox, dapat menggunakan papan PCB
motor
Dc,
sedangkan
gear
tengah
kita
menggunakan double gear artinya ditengahtengahnya ada gear lagi dengan ukuran yang lebih kecil sebagai penghubung ke gear roda.
2. Perangakaian Gear Box Nampak Atas Roda
Untuk Gearbox, susunanya dapat Gear Tengah (double gear) Dinamo Motor DC
dilihat pada gambar di samping, kita membuat gearbox dari dua papan PCB yang ditempatkan di kiri dan kanan Gear (lihat gambar) untuk menjaga gear tetap pada tempatnya. Gear box ini menyambung langsung
Gear Dinamo Gear Roda Mur dan Sekrup Plat PCB, untuk Gearbox (tempat Gear)
pada Dinamo Motor Dc (penggerak) dan Roda. Jangan lupa untuk gear tengah harus diberi batang besi (as) agar
gear
tempatnya.
tengah
tetap
pada
3. Pembuatan Chassis Depan Tahap berikutnya adalah pembuatan Chassis. Chassis adalah bagian dasar atau rangka. Sama halnya dengan mobil, robot Line Follower juga memerlukan chassis. Chassis ini dapat kita buat dengan plat besi atau juga bisa dengan plat PCB. Di samping adalah contoh gambar chassis. Biasanya Chassis robot Line Follower untuk lomba memiliki ukuran maksimal 20cm x 20cm x 20cm, tinggi,panjang,dan lebar. Oleh karena itu usahakan panjang chassis dari depan ke belakang adalah kurang dari 20 cm. Bahan chassis juga perlu diperhitungkan, gunakan bahan yang ringan dan kuat, karena untuk lomba, akan ada batas maksimal berat robot. Belakang 4. Perakitan Robot Tahap
awal
pemasangan
adalah part
Pasang rangkaian Sensor di bawah Chassis dengan sekrup
berikut:
Pasang kedua susunan Gearbox di atas chassis seperti pada gambar.
Tahap memasang
kedua, rangkaian
driver di atas chassis dengan sekrup seperti pada gambar.
Pasang kedua kabel Motor DC merah dan hitam seperti pada gambar,jika laju motor terbalik, maka balik warna hitam ke merah dan sebaliknya.
Kemudian pasang rangkaian
NAND
bawah
di
Rangkaian
Komparator,
seperti
gambar di samping. Rangkaian Komparator di atas
Rangkaian NAND gate di bawah
Setelah
kedua
rangkaian
tersebut
digabungkan
kemudian
pasang kedua rangkaian tersebut paling atas di Chassis
dengan
sekrup
seperti pada gambar di samping. Yang terakhir adalah
menyambungkan
Input Batrei
kabel-kabel, kabel pada sensor di sambungkan ke 6 pin bengkok komparator paling depan. Kemudian 4 pin
deret
bengkok
rangkaian disambung
NAND ke
4
pin
bengkok rangkaian Driver. Dengan
begini
rangkaian robot sudah jadi dan siap dicoba di lintasan.
+ -
