PEMBUATAN ROBOT LINE FOLLOWER MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER ATMEGA 16

TUGAS AKHIR LAB TEKNIK 1

Diajukan untuk memenuhi nilai Ujian Akhir Semester pada Laboratorium Teknik 1

NAMA           : DEFI YULIANTI

NIM               : 13110608

KELAS          : 13.3C. 01

Jurusan Teknik Komputer

Akademi Manajemen Informatika dan Komputer Bina Sarana Informatika

Jakarta

2013

 

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah Swt, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Makalah ini dapat diselesaikan tepat waktu. Makalah ini ditulis untuk memenuhi salah satu persyaratan penilaian Mata Kuliah Lab Teknik 1, Tahun 2013.

            Dalam penulisan Makalah yang berjudul Pembuatan Robot Line Follower Menggunakan MikrokontrollerAtmega16. Penulis mengalami banyak hambatan, tetapi berkat bantuan dan bimbingan beberapa pihak, akhirnya hambatan tersebut dapat diatasi. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak.

            Kami menyadari bahwa dalam penulisa dan pengerjaan Makalah ini masih banyak kekurangan, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran serta sumbang pikiran dari para pembaca agar penulis bisa menulis lebih baik dalam penulisannya berikutnya.

            Semoga Makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca guna peningkatan pembelajaran Lab Teknik 1 di lingkungan Bina Sarana Informatika.

Jakarta, 12 Januari 2013

Penulis

DAFTAR ISI

COVER                                                                                                                     HAL

KATA PENGANTAR......................................................................................................ii

DAFTAR ISI....................................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................................iv

DAFTAR TABEL.............................................................................................................v

DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................................vi

BAB I             PENDAHULUAN.....................................................................................1

1.1. Umum..................................................................................................1

1.2. Maksud dan Tujuan.............................................................................1

1.3. Metode Penelitian................................................................................1

1.4. Ruang Lingkup....................................................................................2

BAB II            PEMBAHASAN........................................................................................3

2.1. Landasan Teori...................................................................................3

2.2. Analisa Alat......................................................................................18

2.2.1.      Tinjauan Umum Alat.............................................................18

2.2.2.      Cara Kerja Alat......................................................................18

2.2.3.      Skema Alat.............................................................................19

2.2.4.      Percobaan Alat.......................................................................21

2.2.5.      Permasalahan.........................................................................21

2.2.6.      Pemecahan Masalah...............................................................21

BAB III          PENUTUP...............................................................................................22

3.1. Kesimpulan........................................................................................22

3.2. Saran..................................................................................................23

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................24

DAFTAR RIWAYAT HIDUP.......................................................................................25

LAMPIRAN- LAMPIRAN............................................................................................26

DAFTAR GAMBAR

Gambar  II.1. Konfigurasi PIN Mikrokontroler ATMega16..............................................5

Gambar II.2. Arsitektur Mikrokontroler ATMega16.........................................................7

Gambar II.3. Tampak Atas LM293....................................................................................7

Gambar II.4. Bentuk Fisik Resistor....................................................................................8

Gambar II.5. Gelang Resistor dan Nilainya.......................................................................9

Gambar II.6. Bentuk Fisik Kapasitor...............................................................................10

Gambar II.7. Simbol Kapasitor........................................................................................11

Gambar II.8. Nilai Kapasitansi Padanan..........................................................................11

Gambar II.9. Bentuk Kapasitor dengan Kode Angka.......................................................11

Gambar II.10. Photodioda................................................................................................13

Gambar II.11. Grafik Respon R Terhadap Cahaya Pada Photodiode..............................13

Gambar II.12. Photodiode Saat tidak Mendapat Cahaya. ...............................................14

Gambar II.13. Photodiode Saat Mendapat Cahaya..........................................................14

Gambar II.16. LED...........................................................................................................16

Gambar II.17. Bentuk seperti Transistor..........................................................................18

Gambar II.18. Skema Sensor Robot.................................................................................19

Gambar II.19. Minimum Sistem AVR.............................................................................19

Gambar II.20. Motor Driver.............................................................................................20

Gambar II.21. Robot Base tampak atas............................................................................20

Gambar II.22. Robot Base tampak samping.....................................................................21

DAFTAR TABEL

Tabel. II.1.Fungsi Port A....................................................................................................5

Tabel. II.2.Fungsi Port B....................................................................................................5

Tabel. II.3.Fungsi Port C....................................................................................................5

Tabel II.4. Fungsi Port D....................................................................................................6

Tabel. II.5. Tabel Nilai Kapasitor.....................................................................................11

Tabel. II.6. Tabel Input Output dari robot........................................................................19

DAFTAR LAMPIRAN

1.      Flowchart Robot Line Follower

2.      Rangkaian Sistim Minimum Atmega 16

3.      Rangkaian Modul Block Driver Motor

4.      Rangkaian Blok Modul Sensor

5.      Daftar Komponen

6.      Program Assembler Robot Line Follower

7.      Gambar Bentuk Jadi Robot Line Follower

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Robot Line Follower merupakan suatu jenis robot bergerak (mobile robot) yang dapat mengikuti garis yang didukung oleh rangkaian komponen elektronika yang dilengkapi dengan roda dan digerakan oleh motor. Robot line follower yang dirancang dan di-implementasikan ini menggunakan mikrokontroler Atmega16.

Sebagai Input-an (masukan) ke dalam mikrokontroler adalah sinyal dari sensor infra merah yang dipasang di depan robot line follower menghadap bidang lintasan yang akan mendeteksi garis pandu. Output (keluaran) adalah kecepatan dan arah putaran dari dua buah motor DC untuk menjalankan dan mengarahkan robot line follower sesuai dengan garis pandu yang telah ditentukan.

Hasilnya robot line follower dapat bergerak secara otomatis mengikuti garis berwarna hitam di atas permukaan berwarna putih. Saat sensor membaca warna lintasan terdapat dua logika yang terjadi, logika “0” untuk lintasan warna hitam, dan logika “1” untuk warna putih. Logika inilah yang akan dijadikan input ke mikrokontroler. Data sensor dikonversi dari data analog menjadi data digital yang kemudian diproses oleh mikrokontroler sedemikian sehingga mikrokontroler mengaktifkan rangkaian penggerak motor dc sehingga membuat robot ini bergerak secara otomatis.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari pembuatan Robot Line Follower ini adalah:

a.       Agar kita dapat membuat dan merakit  Robot Line Follower

b.      Untuk memperoleh suatu rancangan dan implementasi sebuah Robot Line Follower

c.       Agar kita bisa lebih paham tentang cara memasukkan program menggunakan Downloader USB dan Sistim Minimum

d.      Dapat mengetahui cara kerja Robot Line Follower

e.       Dapat mengetahui kekurangan dan kelebihannya dari Robot Line Follower.

f.       Agar mengetahui cara kerja dari sensor photodioda

g.      Agar mengetahui cara membuat listing program untuk Robot Line Follower

1.3. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penulisan Makalah ini menggunakan beberapa metode penelitian, yaitu sebagai berikut :

1.      Riset

Dengan menggunakan metode ini penulis mencari bahan yang berhubungan dengan mikrokontroller, elektronika, bahasa assembler dan buku lain yang  mendukung penelitian ini.

2.      Wawancara

Dengan menggunakan metode ini penulis melakukan wawancara dengan responden yang mengerti benar tentang masalah pengontrolan, rangkaian elektronika dan yang mengenai bahasa pemrograman assembler.

3.      Metode Eksperimen

Dengan menggunakan metode ini penulis langsung melakukan percobaan atau praktek perakitan Robot Line Follower.

1.4. Ruang Lingkup

Penulis hanya membatasi ruang lingkup penelitian pada kinerja suatu model Robot Line Follower yang dapat berjalan dengan garis hitam.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.   Landasan Teori

2.1.1.      Software Proteus ISIS

Software Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi PSpice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak  kita  akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak apakah sudah benar atau tidak. Proteus mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat. Software Proteus ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller. 

Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar-dasar elektronika sampai pada aplikasi pada mikrokontroller. Software Proteus ini menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan pada instalasinya. Sehingga memungkinkan kita bisa belajar dari contoh-contoh yang sudah ada.

Fitur-fitur yang terdapat dalam Proteus adalah sebagai berikut :

·         Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya.

·         Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis.

·         Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC 8051 series.

·         Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya.

·         Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dan lain-lainnya.

·         Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dan lain-lainnya.

·         Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog.

·         Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi.

·         Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.

Proteus lebih memiliki kelebihan pada desainnya yang sederhana, sangat mudah dan bagus digunakan untuk perancangan rangkaian mikrokontroller yang akan sangat membantu digunakan oleh mahasiswa yang mengambil mata kuliah berhubungan dengan mikrokontroller. Kelebihannya yang lain adalah sebelum PCB dicetak skematiknya bisa disimulasikan dulu. Desain-desainnya bisa digabungkan dan masih banyak lagi kelebihan yang dimiliki Proteus.

2.1.2.      Program BASCOM-AVR

Salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi (High Level Language) produk MCS Electronics dengan menggunakan BASIC, yaitu bahasa yang sangat sederhana dan mudah dimengerti, beberapa orang menganggapnya sebagai bahasa pemrogram anak-anak karena kesederhanaannya.

2.1.3.      Atmega 16

ATMega16 merupakan mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel keluarga AVR. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter dengan metode compare, interrupt eksternal dan internal, serial UART, progammable Watchdog Timer, ADC dan PWM internal.

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu chip. Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor, karena mikrokontroler sudah dilengkapi dengan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), memiliki masukan dan keluaran, serta beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan komunikasi secara serial.

Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data). Secara umum mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fiturnya.

Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsional Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya.

Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:

1. Saluran Input/Output (I/O) ada 32 buah, yaitu PORTA, PORTB, PORTC, PORTD
2. ADC / Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 channel pada PORTA
3. 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit dengan prescalers dan kemampuan pembanding
4. Watchdog timer dengan osilator internal
5. Tegangan operasi 2,75 - 5,5 V pada ATMega16L dan 4,5 - 5,5 V pada ATMega16
6. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
7. Antarmuka komparator analog
8. 4 channel PWM
9. kecepatan nilai (speed grades) 0 - 8 MHz untuk ATMega16L dan 0 - 16 MHz untuk ATMega16

Mikrokontroler ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional dengan pilihan internal pull-up. Mikrokontroler ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline package) ditunjukkan oleh Gambar 1. Untuk memaksimalkan performa, mikrokontroler AVR ATMega16 menggunakan arsitektur Harvard.

Gambar II.1. Konfigurasi PIN Mikrokontroler ATMega16

Deskripsi pin mikrokontroler AVR ATMega16, antara lain:

1.      VCC (Power Supply) dan GND(Ground).

2.Port A (PA7-PA0)

Port A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Port A juga sebagai suatu port I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan. Pin-pin Port dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). Ketika pin PA0 sampai PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal diset rendah ketika arus sumber resistor pull-up diaktifkan.  Pin Port A dapat dalam keadaan tri-stated, yaitu suatu suatu kondisi reset menjadi aktif sekalipun waktu sudah habis. Dalam Port A ini juga dapat digunakan sebagai ADC 8 channel berukuran 10 bit.

Tabel. II.1.Fungsi Port A

8 bit untuk converter Analog ke digital

3. Port B (PB7-PB0)

Port B adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up. Sebagai input, pin-pin Port B secara eksternal dapat diset rendah ketika arus sumber resistor pull-up diaktifkan. Pin Port B dapat dalam keadaan tri-stated, yaitu suatu suatu kondisi reset menjadi aktif sekalipun waktu sudah habis.

Tabel. II.2.Fungsi Port B

4. Port C (PC7-PC0)

Port C adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up. Sebagai input, pin-pin Port C secara eksternal dapat diset rendah ketika arus sumber resistor pull-up diaktifkan. Pin Port C dapat dalam keadaan tri-stated, yaitu suatu suatu kondisi reset menjadi aktif sekalipun waktu sudah habis.

Tabel. II.3.Fungsi Port C

5. Port D (PD7-PD0)

Port D adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up. Sebagai input, pin-pin Port D secara eksternal dapat diset rendah ketika arus sumber resistor pull-up diaktifkan. Pin Port D dapat dalam keadaan tri-stated, yaitu suatu suatu kondisi reset menjadi aktif sekalipun waktu sudah habis. Port D ini juga bisa digunakan untuk jalur komunikasi serial dengan perangkat luar.

Tabel II.4. Fungsi Port D

6. RESET (Reset input).

Terdapat pada kaki 9, dengan cara  memberikan logic tinggi selama ± 2 siklus maka system dan memory internal pada mikrokontroler akan diriset

7. XTAL1 (Input Oscillator).

8. XTAL2 (Output Oscillator).

9. AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan Konverter A/D.

10. AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D.

Gambar II.2. Arsitektur Mikrokontroler ATMega16

2.1.4.      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 II.3. Tampak atas LM293

2.1.5.      LDR (Ligth Dependent Resistor)

LDR adalah singkatan dari Ligth Dependent Resistor yaitu resistor yang tergantung cahaya, artinya nilai tahanannya akan berubah- rubah apabila terkena cahaya dan perubahannya tergantung dari intensitas cahaya yang diterimanya.

LDR dibuat dari bahan sejenis semikonduktor. Komponen ini biasanya banyak dipergunaka tergantung sebagai sensor dalam rangkaian- rangkaian tertentu seperti Rangkaian Lampu Taman, atau Alarm. Bentuk fisiknya adalah seperti gambar dibahwah ini.

2.1.6.      Resistor

Resistor adalah tahanan atau hambatan listrik, dan ada juga yang menyebut Resistance atau Westand(Belanda). Resistor disingkat dengan notasi huruf R. Fungsi dari tahanan adalagh sebagai penghambat arus listrik, memperkecil arus listrik dan membagi arus listrik dalam suatu rangkaian.

Bentuk fisik resistor adalah seperti gambar dibawah ini:

\

Gambar II.4. Bentuk fisik resistor

Fungsi Resistor adalah sebagai berikut:

-          Menghambat arus listrik

-          Pembagi tegangan

-          Pengatur volume (potensiometer)

-          Pengatur kecepatan motor  (rheostat); dan ebagainya tergantung desain komponen.

Satuan yang dipakai untuk menentukan besar kecilnya nilai Resistor adalah OHM atau disingkat dengan huruf Yunani Omega (Ω). Nama Ohm diberikan atas penghargaan yang menemukannya yiatu seorang bangsa jerman yang bernama George Simon Ohm (1787-1854).

Nilai satuan terbesar yang dipergunakan untuk menentukan besarnya nilai resistor adalah:

-          1 Mega Ohm (M Ω)          = 1.000.000 Ohm

-          1 Kilo Ohm (K Ω)             = 1.000 Ohm

Dalam bidang elektronika, resistor dapat dibagi menjadi 2, yaitu:

-          Resistor Tetap

-          Resistor Tidak tetap atau Resistor yang dapat berubah nilai.

-          Resistor Tetap

Resistor tetap adalah resistor yang nilai besarannya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatannya dan tidak dapat dirubah- rubah. Pada umumnya bentuk fisik dari resistor jenis ini bentuknya kecil, ada yang berbentuk bulan panjang, segi empat dan lain- lain.

Resistor memiliki nilai resistansi, sebagaian nilanya ada yang dicantumkan langsung pada badannya dan sebgaian lagi karena bentuk fisiknya kecil, maka pencantumannya dituliskan dalam bentuk kode warna yang melingkari badan Resistor seperti pada gambar berikut ini:

 

Gambar II.5. Gelang Resistor dan Nilainya

Seperti terlihat pada gambar di atas, penandaan yang dicantumkan pada badan Resistor menyerupai gelang dan terdiri dari 4 buah gelang yang pembacaannya dimulai dari sebelah kiri yaitu gelang pertama dengan urutan sebagai berikut:

-          Gelang ke 1           : menunjukkan angka pertama

-          Gelang ke 2           ; menunjukka angka kedua

-          Gelang ke3            :menunjukkan faktor perkalian yang dinyatakan dengan banyaknya angka nol(0) setelat angka yang ke 2

-          Gelang ke 4           : menunjukkan tolerans (batas yang diperkenankan) dinyatakan dalam persen(%)

-          Resistor Tidak Tetap (Resistor yang dapat berubah nilainya)

Resistor tidak tetap adalah resistor yang nilai resistansinya (tahanannya) dapat dirubah- rubah sesuai dengan keperluan dan perubahannya dapat dilakukan dengan jalan menggeser atau memutar pengaturannya dan beberapa jenis lainnya dapat berubah sesuai dengan sifat dari jenis bahan pembutannya.

Maksud dan tujua dari pemasangan resisitor tidak tetap dalam suatu rangkaia adalah dengan tujuan:

-          Untuk mengatur besar kecilnya arus dan tegagan dalam satu rangkaian

-          Sebagai pembagi tegangan

-          Sebagai pembagi arus

Macam- macam resistor tidak tetap adalah:

-          Potensiometer

-          Potensiometer Geser

-          Potensiometer Preset

-          Trimpot

-          NTC (Negative Temperature Coeficient)

-          PTC (Positive Temperature Coeficient)

2.1.7.      Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mampu menyimpan arus tegangan listrik untuk sementara waktu. Seperti juga halnya resistor, kapasitor adalah termasuk salah satu komponen pasif yang banyak dipergunakan dalam membuat rangkaian elektronika seperti pada Rangkaian Line Follower.

Dalam bidang elektronika komponen kapasitor ada kalanya disebut kondensator.

Kapasitor sendiri berasal dari kata kapasitance atau kapasitas yang artinya adalah kemampuan untuk menyimpan arus listrik (dalam istilah elektronika diistilahkan sebagai “Muatan Listrik”). Jadi sementara waktu dan selanjutnya muatan tersebut dikosongkan/ dibuang melalui suatu sistem atau dihubungkan ke bumi.

Bentuk fisik kapasitor adalah seperti gambar dibawah ini:

Gambar II.6. Bentuk fisik kapasitor

Dalam rangkaian elektronika komponen kaasitor digambar dengan simbol seperti di bawah ini.

Gambar II.7. Simbol Kapasitor

Satuan Farad adalah satuan yang sangat besar dan jarang dipergunakan dalam percobaan. Nama Farad diberikan sebagai penghargaan kepada penciptanya yang bernama Michail Faraday. Dalam praktek iasanya dipergunakan satuan Farad dalam bentuk pecahan seperti berikut  ini:

-          1 Farad (F)                        = 1.000.000 uF (Micro Farad)

-          1 micro Farad        = 1.000 nF (Nano Farad)

-          1 Nano Farad (nF)            = 1.000 pF (Pico Farad)

Gambar II.8. Nilai Kapasitansi padanan

Tabel. II.5. Tabel Nilai Kapasitor

Seperti terlihat pada tabel di atas , kita dapar membaca nilai sebuah kapasitor yang ebrtanda kode warna pada bahan kapasitor.

Selain dengan kode warna, niali kapasitor ada pula yang dituliskan dengan kode angka seperti berikut:

0,1- 0,002-102-103 dst.

Gambar II.9. Bentuk Kapasitor dengan kode angka

Arti dari kode angka tersebut adalah;

0.1.1                                 berarti nilainya 0,1 uF

0.      001            berarti nilainya 0, 001 uF

102                  berarti nilainya 10x 10²= 1000 pF

203      berarti nilainya 10x 10³ = 20000pF

Fungsi Kapasitor adalah:

-          Sebagai penghubung/ coupling yang menghubungkan masing- masing bagian dalam suatu rnagkaian

-          Memisahkan arus bolak- balik dari arus searah

-          Sebagai filter yang dipakai pada rangkaian Catu Daya

-          Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian pemancar

Sesuai dengan fungsinya, maka kapasitor dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu:

-          Kapasitor Tetap

-          Kapasitor Tidak tetap (Variabel)

Kedua macam kapasitor tersebut dalam rangkaian digambarkan sebagai berikut;

-          Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak dapat dirubah dan nilainya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatannya. Bentuk dan ukuran kapasitor bermacam- macam dan berbeda atara satu dengan yang lainnya tergantung dari bahan pembuatannya.

Beberapa macam kapasitor tetap di antaranya:

-          Kapasitor keramik

-          Kapasitor Kertas

-          Kapasitor elektrolit

-          Kapasitor Mika

-          Kapasitor Film

-          Kapasitor Polyester

-          Kapasitor Tantalum

-          Kapasitor Tidak tetap (Variabel)

Yang dimaksud kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

Berdasarkan kebutuhannya, maka kapasitor variabel dapat dibagi menjadi:

-          Kpasitor variabel atau variable condensator(Varco)

-          Kapasitor Trimer

-          Kapasitor aktif atau CDS (Condensator Discharge Swith)

2.1.8.      Photodiode

Photodiode adalah dioda yang bekerja yang berdasarkan intensitas cahaya, dimana jika photodiode terkena cahaya, maka photodiode bekerja seperti dioda pada umumnya. Akan tetapi jika photodiode tidak mendapat cahaya, maka ia akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar, sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Gambar II.10. Photodioda

Simbol dan bentuk photodiode hampir sama dengan LED, tetapi pada simbol photodiode arah dua panahnya menghadap kedalam. Photodiode banyak digunakan sebagai sensor cahaya dalam dunia elktronika, karena sifatnya yang peka terhadap cahaya.

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 II.11. Grafik Respon R Terhadap Cahaya Pada Photodiode

Dengan demikian kata dapat membuat suatu pembagi tegangan dengan menggunakan photo diode ini. Dapat dicontohkan dengan rangkaian berikut :

Gambar II.12. Photodiode Saat tidak Mendapat Cahaya.

Gambar II.13. Photodiode 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

V_R6        =

              =

              = 0,8 Volt

 dan ketika mendapat cahaya nilai Rl = 20 Kohm  maka ;

V_R6        =

              =

              = 8.65 Volt (simulasi)

              = 16,36 Volt (perhitungan)

            Dengan cara tersebut maka dapat kita dapat memperoleh nilai yang akan kita masukkan pada input ADC pada mikrokontroller.

2.1.9.      Motor DC/ Dinamo

Motor DC adalah adalah motor yang paling banyak digunakan untuk mobil robot. Motor DC tidak berisik dan dapat memberikan daya yang memadai tugas- tugas berat. Motor DC standar berputas secara bebas, berbeda dengan stepper motor. Untuk mengetahui berapa banyak putaran, biasanya digunakan mekanisme feedback menggunakan shaftencoder.

2.1.10.  Jumper

Jumper adalah kabel penghubung berguna untuk menghubungkan PCB dengan rangkaian lainnya.

2.1.11.  Soket IC

Soket IC berguna untuk melindungi IC dari panasnya solder. Selain itu, soket IC juga berguna untuk memudahkan pergantia IC jika terjadi kerusakan.

2.1.12.  Xtal

Crystal adalah komponen yang mengatur  frequency dengan pas dan tak akan berubah2. XTAL/CRYSTAL sering di gunakan pada pesawat transmiter seperti 80M Band,11M Band,HT,Walky Talky,MPEG,nintendo,TV,mobil2an remote dan lain2. CRYSTAL ada bermacam2 ukurannya tergantung perangkat apa yang membutuhkan freqwency MHz yang dipakai.

2.1.13.  PusButton

Switch adalah komponen jaringan yang di gunakan untuk menghubungkan beberapa HUB untuk membentuk jaringan yang lebih besar atau menghubungkan komputer2 yang mempunyai kebutuhan bandwidth yang besar. Switch memberikan unjuk kerja yang jauh lebih baik dari pada HUB dengan harga yang sama atau sedikit lebih mahal.

Pada saat sinyal memasuki suatu port di switch, switch melihat alamat tujuan dari frame dan secara internal membangun sebuah koneksi logika dengan port yang terkoneksi ke node tujuan. Port-port lain di switch tidak mengambil bagian di dalam koneksi. Hasilnya adalah setiap port di switch berkores-pondensi ke suatu collision domain tersendiri sehingga kemacetan jaringan terhindari. Jadi, jika suatu Ethernet switch 10-Mbps mempunyai 10 port,maka setiap port secara efektif mendapatkan total bandwidth 10Mbps sehingga port switch memberikan suatu koneksi yang dedicated ke node tujuan.

2.1.14.  Dioda

Dalam elektronika, dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (Variable Capacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan aliran arus listrik dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang sempurna, untasi mempunyai karakteristik listrik taklinier yang kompleks yang bergantung pada teknologi yang digunakan. Dioda juga mempunyai fungsi yang mana tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Awal mula dari dioda adalah peranti kristal Cat’s Whisker dan tabung hampa (juga disebut katup termionik). Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.

2.1.15.  Led

LED merupakan singkatan dari Light Emitting Diode merupakan jenis dioda yang jika diberikan tegangan forward- bias akan menimbulkan cahaya dengan warna- warni tertentu seperti merah, hijau, dan kuning.

Gambar II.16. LED

Simbol LED hampir sama dengan simbol dioda, hanya saja pada simbol LED ditambahkan dua garis panah ke arah luar seperti ilustrasi gambar di atas. LED dalam rangkaian elektronika bisa digunakan sebagai lampu indikator.

2.1.16.  Conector Tulang Ikan

Connector tulang ikan adalah penghubung antara jalur yang satu dengna lainnya.

2.1.17.  PCB Fiber

Papan Rangkaian Tercetak atau Printed Circuit Board merupakan suatu papan berlapis tembaga yang digunakan untuk memasang komponen elektronika. Lapisan tembaga berfungsi sebagai penghantar yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya.

2.1.18.  Solder

Solder  adalah alat pemanas untuk melelehkan timah sehingga menempel pada kaki-kaki transistor atau komponen elektronika lainnya, sehingga kaki-kaki tersebut bersatu dengan jalur pada pcb (printed circuit board). 

2.1.19.  Bor

Alat untuk melubangi papan PCB sesuai dengan jalur yang sudah ditentukan oleh skema.

2.1.20.  Amplas

Untuk memperhalus permukaan PCB agar lebih mudah dalam pemrosesan pencetakan layout di PCB

2.1.21.  Timah

Timah adalah unsur kima yang berfungsi untuk menyatukan kaki komponen ke jalur pada papan PCB 

2.1.22.  FerryClorida

Besi(III) klorida, atau feri klorida, adalah suatu senyawa kimia yang merupakan komoditas skala industri, dengan rumus kimia FeCl₃. Senyawa ini umum digunakan dalam pengolahan limbah, produksi air minum maupun sebagai katalis, baik di industri maupun di laboratorium.

Bila dilarutkan dalam air, besi (III) klorida mengalami hidrolisis yang merupakan reaksi eksotermis (menghasilkan panas). Hidrolisis ini menghasilkan larutan yang coklat, asam, dan korosif, yang digunakan sebagai koagulan pada pengolahan limbah dan produksi air minum. Larutan ini juga digunakan sebagai pengetsa untuk logam berbasis-tembaga pada papan sirkuit cetak (PCB). Anhidrat dari besi(III) klorida adalah asam Lewis yang cukup kuat, dan digunakan sebagai katalis dalam sintesis organik.

2.1.23.  Ic 7805

Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen

Gambar II.17. LEDBentuk seperti Transistor

Bentuk IC bisa bermacam-macam, ada yang berkaki 3 misalnya LM7805, ada yang Seperti transistor dengan kaki banyak misalnya LM741.

2.2.  Analisa Alat

2.2.1.      Tinjauan Umum Alat

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.

2.2.2.      Cara Kerja Alat

a.       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

b.      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

c.       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

4. Untuk perintah mundur akan dieksekusi pada saat sensor membaca S1, S2, S3, S4 < 135 atau S1, S4 > 135 dan S2, S3 > 135.

Tabel. II.6. Tabel 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

2.2.3.      Skema Alat

Gambar II.18. Skema Sensor Robot

Gambar II.19. Minimum Sistem AVR

Gambar II.20. Motor Driver

Gambar II.21. Robot Base Tampak Atas

Gambar II.22. Robot Base Tampak Samping

2.2.4.      Percobaan Alat

Jika semua rangkaian dan desain robot berfungsi dengan baik, maka robot dapat bergerak mengikuti garis hitam sesuai dengan bentuk track yang sudah kita buat.

2.2.5.      Permasalahan

2.2.6.      Pemecahan Masalah

 

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Jadi, kesimpulannya adalah Robot Line Follower adalah sebuah robot yang bisa bergerak mengikuti garis tebal berwarna hitam. Cara robot ini mengikuti garis hitam adalah dengan sebuah sensor, yaitu sensor proximity. Sensor ini bisa kita buat sendiri. Prinsip kerjanyasederhana, hanya memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita menggunakan LED (Ligth emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah dan untuk menangkap pantulan cahaya LED kita gunakan photodioda. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Seperti gambar berikut:

(a)    gambar pantulan sedikit

(b)   cahaya pantulan banyak

Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang akan citerima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil. Dengan melakukan sedikit modifikasi, maka besaran resistansi tersebut dapat diubah menjadi teganga. Sehingga jika sensor berada diatas garis hitam, maka tegangan keluaran sensor akan kecil, demikian pula sebaliknya.

Agar  bisa dibaca oleh mikrokontroller, maka tegangan harus disesuaikan dengan level tegangan TTL yaitu 0-1 volt untuk logika 0 dan 3-5 volt untuk logika 1. Pada robot line follower, sedikitnya diperlukan 2 buah sensor proximity yang disusun agar keduanya berada tepat diatas garis hitam.

a)      Sensor ditengah garis   b) Sensor dikiri garis    c) Sensor di kanan garis.

3.2. Saran

       Seharusnya untuk line follower yang ini harusnya menggunakan

DAFTAR PUSTAKA

NURALAM. 2008.  Audio Vidio 1. Jakarta: SMK ISLAM PB. SOEDIRMAN 1

Hendawan Soebhakti. Juli 2012. Robot Line Follower.

Jatmika, Yusep Nur. 2011. Cara Mudah Merakit Robot untuk Pemula. Banguntapan Jogjakarta: Flashbooks.

http://yd1chs.wordpress.com/tag/belajar-bascom/

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

* Data Pribadi
===============================================================

Nama Lengkap                        : Defi Yulianti
Tempat, Tanggal Lahir            : Jakarta, 27 Oktober 1993
Jenis Kelamin                          : Perempuan
Kewarganegaraan                   : Indonesia
Agama                                     : Islam
Status                                      : Belum Kawin
Identitas                                  : KTP no. 3175106710930004
Alamat                                    : Jl. Subur Pertamina Rt.004/02 No.31 Pondok Ranggon,

                                      Cipayung, Jakarta Timur
No. Kontak                             : 085719895270
Email                                       : de.blondy@yahoo.co.id


* Pendidikan Formal

1999-2005       : SDN 06 Jakarta

2005-2008       : Mts N 22 Kj Jakarta

2008-2011       : MAN 15 Keterampilan Jakarta

* Pendidikan Informal

2012    : English Conversasion in LPIA

* Riwayat Pekerjaan
===============================================================

2010    : Praktek Kerja Lapangan sebagai Grapich Designer di PT. Margi Wahyu

2011    : Marketing di PT. Sirup Sarang Tawon

Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya.

Jakarta, 12 Januari 2013

(defi yulianti)

LAMPIRAN

1.      Flowchart Robot Line Follower

     

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)

2.      Rangkaian Minimum System Atmega16

3.      Rangkaian Modul Blok Driver Motor

4.      Rangkaian Blok Modul Sensor

5.      Daftar Komponen

NO	NAMA KOMPONEN	NILAINYA	BANYAKNYA
1	IC atmega 16
2	Led
3	Resistor
4	Foto dioda		4
5	Capasitor
6	Jumper
7	Tulang ikan
8	Ic 7805		1
9	Motor DC		2
10	Roda		2
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

6.      Program Robot Line Follower Menggunakan Software BASCOM- AVR

#include <mega16.h>

#include <delay.h>

#include <stdio.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x20

int i; 

int mj,md;

// Read the 8 most significant bits

// of the AD conversion result

unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)

{

        ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

        // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

        delay_us(10);

        // Start the AD conversion

        ADCSRA|=0x40;

        // Wait for the AD conversion to complete

        while ((ADCSRA & 0x10)==0);

        ADCSRA|=0x10;

        return ADCH;

}

void maju()

{  

   PORTC=0x77;    

   delay_ms(70);

   PORTC=0xFF;

   delay_ms(100);

}

void mundur()

{                             

       PORTC=0xDD;    

       delay_ms(70);

       PORTC=0xFF;

       delay_ms(100);

}

void blkkiristgh()

{

        PORTC=0xF7;

        delay_ms(50);

        PORTC=0xFF; 

        delay_ms(100);

        i=0;       

}    

void blkkananstgh()

{

        PORTC=0x7F;

        delay_ms(50);

        PORTC=0xFF;

        delay_ms(100);

         i=0;

}        

// Declare your global variables here

void main(void)

{

unsigned int ADCIN1, ADCIN3, ADCIN5, ADCIN7,S4,S3,S2,S1;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 750.000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin

// ADC Auto Trigger Source: None

// Only the 8 most significant bits of

// the AD conversion result are used

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0x84;

/*

// USART initialization

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: Off

// USART Transmitter: On

// USART Mode: Asynchronous

// USART Baud rate: 9600UCSRA=0x00;

UCSRB=0x48;

UCSRC=0x86;

UBRRH=0x00;

UBRRL=0x4D;    */

DDRC=0xFF;

DDRB=0xFF;

while (1)

      {

      ADCIN1=read_adc(1);

      ADCIN3=read_adc(3);

      ADCIN5=read_adc(5);

      ADCIN7=read_adc(7);   

       ADCIN1=ADCIN1+2; //  2 adalah penyamaan nilai

                    

           S4=ADCIN7*20;  // 20 adalah penguatan nilai

           S3=ADCIN5*20;

           S2=ADCIN3*20;

           S1=ADCIN1*20;         

 //==========KONDISI BELOK KANAN=========================

        if (S1 > 135 && S2 < 135 && S3 < 135 && S4 < 135)

        {        PORTC=0x7D;

             delay_ms(50);

             PORTC=0xFF; 

             delay_ms(100);

              i=0;              // belok kanan full

      }

    

     else if (S1 > 135 && S2 > 135 && S3 < 135 && S4 < 135)

             blkkananstgh();        

     else if (S1 > 135 && S2 > 135 && S3 > 135 && S4 < 135)  

           blkkananstgh();

  //=================KONDISI BELOK KIRI=====================

     else if (S1 < 135 && S2 < 135 && S3 < 135 && S4 > 135)

        {

             PORTC=0xD7;

             delay_ms(50);

             PORTC=0xFF;

             delay_ms(100); 

              i=0;          // belok kiri full

     }

       

    else if (S1 < 135 && S2 < 135 && S3 > 135 && S4 > 135)

            blkkiristgh();

    

else if (S1 < 135 && S2 > 135 && S3 > 135 && S4 > 135)

           blkkiristgh();       

            

//==================KONDISI MAJU===========================

          

    else if (S2 >135 && S3 > 135 && S1 < 135 && S4 < 135)

       {

       maju();

       mj=mj+1; 

       }

     else if (S2 >135 && S3 < 135 && S1 < 135 && S4 < 135)

       {

       maju();

       mj=mj+1; 

       }

     else if (S2 < 135 && S3 > 135 && S1 < 135 && S4 < 135)

       {

       maju();

       mj=mj+1; 

       }            

     else if (S2 > 135 && S3 > 135 && S1 > 135 && S4 > 135)

       {

       maju();

       mj=mj+1; 

       }

                    

//================KONDISI MUNDUR=======================

      

     else if  (S2 < 135 && S3 < 135 && S1 < 135 && S4 < 135)        

     {                      

                mundur();

                md=md+2;

        }

     else if  (S2 < 135 && S3 < 135 && S1 > 135 && S4 > 135)             

     {     

                mundur();

                md=md+2;                                         

     }

       

     else

     PORTC=0x77;      

                                 

        if (md>mj)

        {

           mj=0;

           md=0;

            for(i=1;i>1000;i++)  // perintah mundur jika menemukan jalan buntu beberapa kali

                       {

                       PORTC=0xDD;                     

                       }

        }

              

//==================KOMUNIKASI TO HYPERTERMINAL=============

    /*                                         

     printf("S4 = %u     ",S4);

        printf("S3 = %u     ",S3);  

     printf("S2 = %u     ",S2);

     printf("S1 = %u     ",S1);     

     printf("mj = %u     ",mj);     

     printf("md = %u    \r ",md);            */

       

   

      };

}

7.      Gambar Bentuk Jadi Robot Line Follower                                                          

sekian dari saya,,, semoga bermanfaat bagi anda yang membacanya...

_Defi Yulianti:::: :)