Line Follower Robot adalah
sebuah alat yang dapat berjalan secara otomatis mengikuti garis berdasarkan perubahan warna pada garis baik
hitam dan putih. Hasil dari perubahan warna tersebut menyebabkan nilai pada
photo diode berubah sehingga menyebabkan nilai yang masuk ke dalam port ADC
pada mikrokontroller berubah, dan nilai ADC tersebut yang akan kita oleh
menjadi sebuah input.
Line Follower ini mempunyai dua buah motor DC
6 Volt yang dapat digerakkan maju dan mundur dengan menggunakan driver motor L293D, saat sensor
mendeteksi adanya garis hitam ditengah dari wilayah sensor maka kedua motor
akan berjalan searah jarum jam sehingga robot maju, dan ketika sensor
mendeteksi adanya garis hitam dipinggir wilayah sensor maka salah satu motor akan berputar searah jarum
jam dan yang satu berlawanan arah jarum jam sehingga robot akan bergerak ke arah
kanan atau kiri. Dan ketika sensor tidak mendeteksi adanya garis pada wilayah
sensor maka robot akan berjalan mundur.
Robot ini
dapat dikembangkan lagi menjadi sebuah aplikasi yang berguna baik di masyarakat
maupun di industri, contohnya sebagai sebuah alat pengantar barang secara
otomatis atau terprogram.
1.1 ATMEGA 16
ATMEGA
16 adalah IC low-power yang dibuat berdasarkan
arsitektur dari RISC. Dengan memberikan perintah yang tepat dalam satu single clock cycle, ATMEGA 16 dapat merespon perintah tersebut 1
MIPS per MHz untuk mengoptimalkan konsumsi tegangan.
Gambar 1.2 Pin Out dari ATMEGA 16
IC ATMEGA 16 mempunyai empat buah port. Port A
sebagai inputan pngonversi dari sinyal analog menjadi sinyal digital. Port B
dapat difungsikan sebagai port download dan upload program. Port C sebagai port
I/O biasa. Dan port D dapat digunakan sebagai port komunikasi serial.
Minimum sistem pada robot ini kita menggunakan dua
buah port yaitu port A sebagai input, dan port C sebagai ouput. Setiap port
pada minimum sistem di robot telah kita lengkapi dengan pin Vcc, dan pin Ground
pada pin 8 dan pin 9.
1.2 Photo Diode Sebagai Pembagi Tegangan
Pengaplikasian sensor cahaya pada robot ini, dibuat dengan menggunakan 4 buah infrared, dan 4 buah photo diode. Sebuah
photo diode akan berubah nilai R-nya
tergantung dengan cahya yang dikenakan padanya.
Gambar 1.3. Grafik respon R terhadap Cahaya
pada photo diode
Dengan
demikian kata dapat membuat suatu pembagi tegangan dengan menggunakan photo
diode ini. Dapat dicontohkan dengan rangkaian berikut :
Gambar 1.4. Photo diode saat tidak mendapat
cahaya.
Gambar 1.5. Photo diode saat mendapat cahaya.
Pada gambar terlihat pada saat LDR tidak mendapat
cahaya nilai R pada LDR tinggi, dan ketika mendapat cahaya nilai R dari LDR
mengecil sehingga tegangan pada R6 mendekati supply. Dapat dicontohkan jika
pada saat tidak mendapat cahaya LDR (RL) = 1 Kohm
Dengan cara tersebut
maka dapat kita dapat memperoleh nilai yang akan kita masukkan pada input ADC
pada mikrokontroller.
1.3 Driver Motor L293D
L293 dan L293D adalah driver yang digunakan untuk
arus tinggi. L293 dibuat untuk menyediakan arus yang dapat diarahkan hingga 1 A
pada tegangan 4,5 Volt 36 volt. Sedangkan L293D dibuat untuk menyediakan arus
yang dapat diarahkan hingga 600 mA pada
tegangan 4,5 volt hingga 36 volt. Kedua driver tersebut didisain untuk dapat
mengendalikan beban yanng bersifat induktif seperti relay, solenoid, dc, dan
motor stepping bipolar, maupun beban
yang mempunyai tegangan tinggi dan arus tinggi dalam penggunaan positif-supply.
Gambar 1.6. Tampak atas LM293
II PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
2.1 Bagian Utama Robot
2.2.1 Rangka
Dan Body
Gambar 2.1 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.
2.2.2 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.
2.2.3 Sensor
Gambar 2.3 Sensor
garis pada Line Follower
Sensor digunakan sebagai input
dari robot, pada sensor ini terdapat 4 buah photo diode, 4 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)
Dari hasil percobaan didapatkan nilai
perbandingan untuk setiap sensor pada tabel dibawah :
Tabel 2.1
Perbandingan Nilai pada sensor.
Sensor
|
Keadaan (Volt)
|
|
Putih
|
Hitam
|
|
S1
|
0.04
|
0.08
|
S2
|
0.06
|
0.11
|
S3
|
0.05
|
0.1
|
S4
|
0.04
|
0.14
|
Tabel diatas menunjukkan nilai yang ditangkap
oleh photo diode, terlihat nilai – nilai tersebut sangat kecil untuk
diperbandingkan, sehingga untuk mendapatkan range yang lebih luas kita akan
memodifikasi pada program robot. Dengan catatan pada program yang kita
modifikasi adalah nilai ADC dari input yang didapat dari sensor.
2.2.4 Driver
Motor
Gambar 2.5 Driver motor pada Line Follower
Driver motor
digunakan untuk mengendalikan motor sehingga dapat berputar searah maupun
berlawanan jarum jam sehingga membuat motor dapat bergerak maju dan mundur.
Schematic dari driver motor
diperlihatkan pada gambar dibawah
Gambar 2.6 Schematic Driver Motor
2.2.5 Motor
Gambar 2.7 Motor pada Line Follower
Motor yang kita gunakan disini adalah motor DC 6
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.
2.2
Flow Chart Dan Cara Kerja
Flow Chart dari program robot
Keterangan Flow Chart
< 135 : sensor medeteksi warna putih
> 135 : sensor medeteksi warna hitam
Robot maju : motor kanan berputar searah jarum jam,
motor kiri berputar searah jarum jam (dilihat pada satu sisi)
Robot belok kiri :
motor kanan berputar searah jarum jam, motor kiri berputar berlawanan jarum jam
(dilihat pada satu sisi)
Robot belok kanan :
motor kanan berputar berlawanan jarum jam, motor kiri berputar searah jarum jam
(dilihat pada satu sisi)
Robot mundur :
motor kanan berputar berlawanan jarum jam, motor kiri berputar berlawanan jarum jam
(dilihat pada satu sisi)
Cara Kerja Robot
- Pada saat sensor S2 dan S3 mendeteksi warna hitam
serta S1 dan S4 mendeteksi warna putih maka robot akan bergerak maju sebab S2
dan S3 bernilai > 135 dan S1, S4 < 135
-
Ada tiga kondisi untuk robot
agar belok ke kiri yaitu pada saat S1
> 135, atau S1 dan S2 > dari 135, atau S1, S2, dan S3 > 135
-
Dan ada tiga kondisi juga
untuk robot agar belok ke kanan yaitu pada saat
S4 > 135, atau S4 dan S3 > dari 135, atau S4, S3, dan S2 > 135
-
Untuk perintah mundur akan
dieksekusi pada saat sensor membaca S1, S2, S3, S4 < 135 atau S1, S4 >
135 dan S2, S3 > 135.
Tabel 2.2 Input Output dari
robot
Input
|
Output
|
|||
Sensor
|
Port A
|
Pin Driver
|
Port C
|
Putaran Motor
|
S1
|
Pin 1
|
1A
|
Pin 1
|
M Kanan CW
|
S2
|
Pin 3
|
2A
|
Pin 3
|
M Kanan CCW
|
S3
|
Pin 5
|
3A
|
Pin 5
|
M Kiri CCW
|
S4
|
Pin 7
|
4A
|
Pin 7
|
M Kiri CW
|
