Rangkaian Dasar Line Follower

Rangkaian Dasar Line Follower

Sesuai  janji saya sebelumnya di posting “ Mengenal Robot Line Tracer “ , kali ini saya akan melanjutkan pengenalan dengan dunia robotika , pada posting ini saya akan membahas rangkaian dasar robot line follower.

Robot line follower analog dan microcontroller pada umumnya mempunyai skema yang sama namun yang membedakan hanya pada perangkat komparator , kalau di analog menggunakan komparator analog tapi di micro menggunakan komparator digital yang sudah di program. Namun kali ini saya hanya akan membahas skema line follower analog. Skema LF analog terdiri dari  rangkaian sensor, rangkaian pembanding dan rangkaian driver motor.

A.      Rangkaian Sensor.

Sensor merupakan sutu piranti elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran-besaran fisik yang ada di alam menjadi besaran elektrik yang dapat dimengerti oleh rangkaian elektronika. Dalam proyek kita kali ini menggunakan sensor intensitas cahaya yang difungsikan untuk mendeteksi adanya garis putih pada lapangan dengan warna hitam.

§      Photo Dioda

Photo dioda disini digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya  cahaya. Photo dioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita dapat memanfaatkan photo dioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari photo dioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk, seperti halnya yang ditunjukkan pada gambar berikut. Photodiode biasanya digunakan pada peralatan mouse komputer dan pada penerima remote televisi.

·                  Rangkaian sensor garis

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, hambatan photo dioda sangat besar sekali. Sesuai dengan fungsi resistor sebagai pembagi tegangan ( voltage divider ) maka Vo akan bernilai kecil mendekati level low ( 0 ) bila dibandingkan dengan R2 yang bernilai 33 K. Kondisi ini akan berkebalikan pada saat photo dioda menerima pantulan cahaya terang yaitu Vo mendekati level high ( Vcc ).

Untuk memastikan bahwa sensor bekerja dengan baik, maka dibuat rangkaian sebagai berikut:

                    1. Check tegangan yang diperlihatkan Voltmeter saat LED dan phototransistor diletakan berhadapan dengan:

                                       a. Lantai / dasar warna putih atau cerah.

                                       b. Lantai / dasar warna hitam atau gelap.

                    2.    Jika terdapat perbedaaan tegangan yang cukup besar maka rangkaian sensor Anda sudah benar.

                A.      Rangkaian Pembanding ( Komparator)

Jika rangkaian sensor telah sempurna, maka dilanjutkan dengan rangkaian pembanding, kemudian dengan langkah yang sama dengan diberikan dasar terang dan gelap, kedua perbedaan kondisis yang diberikan akan ditunjukan oleh nyala LED A atau B

A.       

Rangkain ini merupakan aplikasi dari prinsip kerja penguat operasional (op-amp). Op-Amp berfungsi sebagai komparator yang membandingkan Vin + dan – dari masukkan sensor. Telah ditentukan tegangan referensinya dengan mengatur variable resistor 10 K ohm sebagai tegangan pembanding.

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka output sensor akan bernilai kecil mendekati level low ( 0 ) bila dibandingkan dengan R2 yang bernilai 33 K ohm. Hal ini menyebabkan output IC1B high (1) dan diindikasikan dengan menyalanya LED B. Kondisi ini akan berkebalikan pada saat photo dioda menerima pantulan cahaya terang yaitu mendekati level high ( Vcc ). Hal ini menyebabkan outpt IC1A high (1) dan diindikasikan dengan menyalanya LED A. Output komparator IC1A dan IC1B selalu berkebalikan kondisi high (1) dan low (0).

C.          Rangkaian Driver Motor

Driver motor berfungsi sebagai piranti yang bertugas untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor maupun kecepatan putar motor. Macam driver motor diantaranya adalah :

§  Driver Kontrol Tegangan

                  Dengan driver motor kontrol tegangan menggunakan level tegangan secara langsung untuk mengatur kecepatan dari putaran motor.

§  Driver PWM

            Dengan kontrol PWM kita dapat mengatur kecepatan motor dengan memberikan pulsa dengan frekwensi yang tetap ke motor, sedangkan yang digunakan untuk mengatur kecepatan adalah duty cycle dari pulsa yang diberikan.

·         Driver H

                Driver type H digunakan untuk mengontrol putaran motor yang dapat diatur arah putarannya CW (searah jarum jam) maupun CCW (berlawanan jarum jam). Driver ini pada dasarnya menggunakan 4 buah transistor untuk switching (saklar) dari putaran motor dan secara bergantian untuk membalik polaritas dari motor.

Rangkaian driver pada line tracer ini, menggunakan driver H yang terdiri dari 8 transistor. Apabila output IC1A dan IC1B high (1) maka Q1 dan Q4 ON. Arus akan mengalir dari Vcc melalui Q1, motor dan Q4. Arah putaran motor sesuai arah putaran jarum jam. Apabila output IC1B high (1) maka Q3 dan Q2 ON. Arus akan mengalir dari Vcc melalui Q3, motor dan Q2. Arah putaran motor berlawanan arah putaran jarum jam.

Setelah mengenal rangkaian dasar line follower analog saya akan mengenal sahabat domain dengan rangkaian line follower sederhana.

                        Diatas adalah rangkaian line followernya terdiri dari komparator dan driver motonya. Dibawah                         ini untuk rangkaian sensornya

DAFTAR KOMPONEN

1.     LED superbright                                                            2 buah

2.     LED indikator                                                 4 buah

3.     Photo dioda                                                                   2 buah

4.     Resistor                                                                          

ü  560 ohm                                                                   8 buah

ü  1 K ohm                                                                    4 buah

ü  330 ohm                                                                   2 buah

ü  100 K ohm                                                               2 buah

ü  VR 10 K ohm                                                           2 buah

            5.     IC LM324 + socket                                                       1 buah

            6.     Transistor

ü  9013                                                                           8 buah

            7.     Dioda

ü  IN 4148                                                                    1 buah

            8.     Motor 5,9 volt                                                               2 buah

            9.     Baterai 9 volt                                                                 1 buah

            10.  PCB                                                                    2 buah

Oke sekian dulu pengenalan dengan rangkaian dasar line follower analog. Tunggu posting saya yang akan membahas robot line follower selanjutnya dan semoga artikel saya bermanfaat. J