Tutorial Eagle 1. Membuat schematic baru Buka eagle yang sudah diinstal, kemudian buat new schematic dengan klik file – new –schematic - maka akan muncul window baru tempat menggambar schematic
Berikut jendela baru
2. Menyusun schematic diatas editor Langkah pertama adalah dengan memilih komponen yg digunakan melalui tombol "ADD" . Jika ada komponen yg digunakan sejenis dan berulang, hanya diperlukan pemilihan sekali saja selanjutnya bisa dicopy paste di editornya
Setelah klik ADD seperti gambar diatas, Maka akan muncul window seperti berikut
Kemudian kita memilih komponen sesuai yang kita inginkan. Kami contohkan memlihi mikrokontroler AT-Mega 8535. Pertama kita cari “Atmel” kemudian pilih MEGA 8535 – P. Harus diingat jangan sampai memilih, bentuk mikrokontroller yang asli harus diperhatikan
Kemudian klik OK. Selanjutnya tinggal dilanjutkan lagi untuk memilih komponen sesuai kebutuhan.
Setelah semua komponen diletakkan di editor maka dilanjutkan dengan menghubungkan kaki kaki komponen sesuai keinginan. Toolbar sebelah kiri sangat membantu pengaturan schematic
Klik wire untuk menghubungkan antar komponen
Setelah semua komponen diletakkan dan disambungkan dengan wire dalam editor, maka akan muncul seperti berikut (Kami contohkan Sistem Minimun Atmega 8535)
3. Routing PCB
Setelah semua schematic disusun sesuai keinginan, lanjutkan menuju ke PCB routing dengan perintah File==>Switch to Board
Mulanya akan muncul PCB dengan kabel semrawut dan tanpa grid/kotak seperti gambar dibawah. Pindahkan semua komponen dengan :toolbal move + toolbar select + drag mouse ke semua komponen + klik kanan + Move group, ke dalam kotak PCB layout
Setelah itu susun komponen sesuai keinginan dan selanjutnya bisa membuat layout PCB secara AUTO dengan memilih tombol auto route dan memilih jumlah layer pcb yg diinginkan. Atau dengan mengatur sendiri tata letak komponen sesuai estetika masing – masing individu :D
jika ingin kembali ke mode awal sebelum di routing maka tinggal ikuti urutan ...pilih ripup + pilih select + drag mouse ke komponen + klik kanan + pilih ripup group
4. Routing manual Terkadang routing auto akan menghasilkan routing yg aneh2 dan ga masuk akal. Untuk itu perlu dilakukan routing manual. Toolbar yg penting adalah "ROUTE", "RIPUP" , "VIA" dan "RATSNET" sesuai gambar dibawah . Untuk meroutingkan PCB klik toolbar ROUTE dan klik antara kaki komponen yg akan di sambung. Ukuran routing dapat dipilih di toolbar sebelah atas ( "width"). Jika routing manual tidak memungkinkan maka jurus VIA / Jumper dapat membantu dengan membuat "AIRWAYS" yg nantinya akan disolder dengan kabel pada bagian atas PCB
untuk mempercantik PCB dan menghemat waktu "ETCHING", maka daerah2 yg kosong perlu diberikan suatu gambar polygon. Pada umumnya polygon juga mewakili sinyal yg common/dipake berulang di PCB, umumnya sih untuk menghubungkan semua sinyal ground. Untuk membuatnya gampang saja, dengan menggambar polygon disekitar komponen dan menamakannya dengan nama signal yg akan disambungkan. jika tidak diberi nama maka polygon akan berdiri sendiri.
dan ketika tombol RATSNET ditekan maka PCB akan menjadi terhubung seperti ini
tetapi permasalahannya antara polygon dan routing terlalu mepet...jangan khawatir, kita atur saja jarak antar routing melalui "DRC RULES"
Setelah itu bisa di print out:D
SISTEM MINIMUM
Apa itu sistem minimun? Sistem minimum adalah suatu rangkaian yang memungkinkan sebuah mikrokontroller dapat bekerja. Tanpa adanya rangkaian ini sebuah mikrokontroller hanyalah barang kosong yang hanya bisa dipandang. Oleh karena itu keberadaanya sangatlah PENTING!!
Setiap mikrokontroller mempunyai spesifikasi sismin yang berbeda2, namun pada mikrokontroller AVR yang sering kita pakai, hampir sama semuanya, tinggal kita menyesuaikan port yang tersedia saja. Dalam merancang robot KRPAI, sebelumnya kita perlu memperkirakan jumlah input dan output untuk robot tersebut berapa (berapa jumlah sensor,motor,dll.) jumlah input dan output itu tadi akan membantu kita menentukan mikrokontroller yang akan kita pakai. Misalnya kita memerlukan banyak port kita bisa menggunakan ATMEGA128, atau ada cara lain untuk mengatasi keperluan tersebut, yaitu dengan komunikasi mikro secara serial. Pada KRPAI 2013, Tim Al – Ghozaly menggunakan ATMEGA 128 buatan creative vision. ATMEga 128 merupakan mikrokontroller keluarga AVR dengan jumlah pin mencapai 64 pin
Gambar diatas merupakan konfigurasi pin ATMEGA 128
Gambar diatas adalah sistem minimun ATMEGA 128.
Kelebihan Sistem minimun ATMEGA128 buatan creative vision 1. Tidak perlu repot membuat sendiri sismin 2. Port yang tersedia banyak 3. Sudah siap pakai
Kekurangan 1. Jika ada salah satu bagian yang rusak, akan merepotkan kita untuk memperbaikinya. 2. Untuk space dalam robot, sangat sulit untuk menyesuaikan kondisi dalam robot, karena bukan buatan kita sendiri.
Solusi Lebih baik membuat sistem minimum sendiri, karena dengan membuat sendiri kita bisa menentukan sendiri ukuran sistem minimum dengan menyesuaikan space dalam robot, jika ada kerusakan kita akan lebih mudah memperbaikinya, menambha ketrampilan kita dalam membuat elektronika. Saran kami, gunakan atmega 32, selain memori yang lebih besar dari atmega 16. Untuk mengoptimalkan kelemahan dalam jumlah port, lebih baik gunakan serial komunikasin 2 mikro.
Berikut gambar sistem minimun ATMEGA 16,32 dan 8535
Sensor Cahaya
Sensor garis sering digunakan pada robot line follower (line tracking) yang berfungsi mendeteksi warna garis hitam dan putih. Sensor ini biasa dibuat dari LED sebagai pemancar cahaya lalu LDR ataupun photodioda sebagai sensor. Dengan memanfaatkan sifat pemantulan cahaya yang berbeda dari berbagai macam warna dan diaplikasikan pada rangkaian pembagi tegangan akan bisa dibedakan warna hitam dan putih. Output dari sensor garis nantinya dihubungkan ke komparator atau langsung ke mikrokontroler yang mempunyai fitur adc.
Sedangkan pada robot KRPAI, sensor garis digunakan untuk mendeteksi jika akan memasuki sebuah ruangan atau mendeteksi lingkaran tempat lilin berada.
Prinsip Kerja Sensor Garis Sifat Pemantulan cahaya yang berbeda dari warna. LED Pada sensor garis berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk dipantulkan lalu dibaca sensor (photodioda ataupun LDR). Sifat pemantulan cahaya yang berbeda dari berbagai macam warna digunakan dalam hal ini. Ketika LED memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika LED memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke sensor (photodioda atau LDR) sedikit. Karena perbedaan cahaya yang diterima oleh sensor akan menyebabkan hambatan yang berbeda pula di dalam sensor maka prinsip ini yang digunakan untuk membedakan pembacaan garis. Gambar dibawah ini adalah ilustrasi mekanisme pemantulan cahaya sensor garis.
Dari gambar diatas Rbottom biasanya diganti dengan photodioda. Untuk memperoleh range warna putih dan warna hitam yang cukup besar, sebaiknya gunakan Rtop sebesar 10k atau 22k. Sehingga jika menggunakan ADC 8 bit, range warna putih bisa mencapai <100 dan warna hitam 255. Sehingga dengan perbedaan yang jauh itulah robot tidak akan bingung jika mendeteksi sebuah warna berbeda.
Rangkaian ini juga yang dipakai pada robot beroda KRPAI 2013.
Sound aktivasi Sound aktivasi digunakan untuk mengaktifkan robot KRPAI, dengan sebuah suara berdasarkan frekuensi yang telah diatur. Hal ini sesuai regulasi dari KRN 2013. Sound aktivasi menggunakan LM567 Tone decoder, IC ini mudah dijumpai di pasaran. Berikut konfigurasi pin LM 567
Sedangkan rangkaiannya sebagai berikut
Untuk mengatur frekuensinya kita bisa mengatur dengan merubah C1 sesuai dengan rumus
Sebelumnya kita harus mengatur trimpot R1 sebesar 2,4k. Setelah itu baru kita menghitung besar C1. Untuk pemancar kita bisa menggunakan aplikasi di android, atau dengan membuat dengan IC 555 yang diatur agar mempunyai frekuensi sama dengan receiver ini.
Driver motor Aktuator dalam robotika adalah suatu komponen yang sangat penting, salah satu aktuator yang sering dipakai adalah motor dc. Dalam penggunaan motor dc yang diperlukan adalah pengontrolan arah dan pengontrolan kecepatan putar motor dc tersebut. Solusi untuk pengontrolan arah putar motor dc adalah dengan menggunakan driver motor dc berupa h-bridge. Berikut sedikit penjelasan mengenai h-bridge. Kenapa disebut H-bridge?? Karena H-bridge adalah hasil representasi grafis dari rangkaian nya yang menyerupai huruf H. H-bridge sendiri terdiri dari 4 switch.
Pengaturan yang dilakukan dalam H-bridge adalah pengaturan switch untuk mengatur polaritas yang diterima oleh motor dc sehingga arah putar motor dapat berubah. Seperti yang diilustrasikan gambar berikut
Terlihat ketika S1 dan s4 dalam keadaan on lalu s3 dan s2 off maka terminal motor akan mendapatkan polaritas (+) lalu motor akan bergerak forward dan sebaliknya jika s1 dan s4 dalam keadaan off lalu s3 dan s2 on maka terminal motor akan mendapatkan polaritas (-) sehingga motor akan bergerak reverse. Dalam implementasinya h-bridge tidak hanya bisa mengontrol maju atau mundur ada pula fitur brakes, bahkan untuk h-bridge berbentuk ic sudah bisa mengontrol kecepatan putar motor dc tersebut. Beberapa perancangan h-bridge untuk driver motor dc adalah 1. Menggunakan Relay DC. 2. Menggunakan Transistor. 3. Kombinasi Relay dan Transistor. 4. Menggunakan IC seperti L298, L293d atau EMS 30A.
Pada KRPAI 2013, driver motor yang digunakan adalah EMS 30 A. EMS (Embedded Module Series) 30 A H-Bridge merupakan driver H-Bridge berbasis VNH3SP30 yang didisain untuk mengendalikan arah putar motor dengan arus kontinu hingga 30 A pada tegangan 5,5 Volt sampai 36 Volt (IC VNH2SP30 hanya sampai 16V). EMS 30 A dilengkapi dengan rangkaian sensor arus beban yang dapat digunakan sebagai umpan balik ke pengendali. Modul ini dapat mengendalikan beban-beban induktif seperti misalnya motor DC, motor stepper, koil relay, selenoida, dan beban-beban lainnya. Dimensi : 7,4 cm (p) x 6,1 cm (l) x 1,9 cm (t)
Berikut konfigurasi pin dalam EMS 30A
Berikut tabel kebenaran
