Laporan Project Lf 2018 Yes.docx

Line Follower Analog

2018

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada mata kuliah Elektronika Diskrit, kita sudah banyak mengenal komponen-komponen elektronik beserta cara kerjanya, agar komponenkomponen tersebut dapat bekerja sesuai apa yang kita inginkan kita harus membuat

suatu

rangkaian

elektronik

yang

dapat

bekerja

dengan

menggabungkan komponen-komponen tersebut. Pada akhir semester satu ini project yaitu mata kuliah Elektronika Diskrit memberikan tugas akhir Line Follower Analog. Line follower robot adalah robot yang mengikuti garis hitam yang didukung oleh rangkaian elektronika. Line follower robot ini dilengkapi sensor sentuh, LDR, sensor tilting, baterai, roda dan digerakkan oleh motor. Robot dirancang untuk bergerak secara otomatis mengikuti alur garis hitam yang dibuat. Untuk membaca garis hitam robot dilengkapi sensor yg terdiri dari LED superbright dan photodioda yang diletakkan di depan roda belakang. Aplikasi dari Line Follower biasanya digunakan sebagai motor mainan anak - anak dan juga sebagai sarana transportasi di area pabrik. Dengan adanya project ini diharapkan mahasiswa Teknik Elektromedik dapat lebih mahir dalam bidang elektronika dengan adanya pengalaman dan eksperimen. Untuk rangkaian-rangkaianya yang ada di dalamnya kita akan jelaskan pada bab selanjutnya.

1.2 Tujuan Pada pengerjaan project ini bertujuan : 1. Mengaplikasikan berbagai komponen dalam suatu rangkaian yang dipelajari pada semester satu. Contohnya : relay, LDR, LED, photodiode, potensio, capasitor, resistor, transistor DLL. 2. Mendesain rangkaian Line Follower Analog. 3. Melakukan trouble shooting pada rangkaian. 4. Merancang dan membuat Line Follower Analog. 5. Mengetahui cara kerja Line Follower Analog.

1 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

BAB II DASAR TEORI 2.1 Relay Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau electromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.

Gambar 2.1 Bentuk fisik dan simbol relay Seperti yang telah dikatakan tadi bahwa relay memiliki fungsi sebagai saklar elektrik. Namun jika diaplikasikan ke dalam rangkaian elektronika, relay memiliki beberapa fungsi yang cukup unik. Berikut adalah beberapa fungsi komponen relay saat diaplikasikan ke dalam sebuah rangkaian elektronika.  Mengendalikan

sirkuit tegangan tinggi dengan menggunakan bantuan

signal tegangan rendah  Menjalankan

fungsi logika alias logic function

 Memberikan fungsi  Melindungi

penundaan waktu alias time delay function

motor atau komponen lainnya dari kelebihan tegangan

atau korsleting Karena Relay merupakan salah satu jenis dari saklar, maka istilah pole dan throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah pole and throw :  Pole :

Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay

 Throw

: Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak

(Contact)

2 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi:  Single

Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4

Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Single

Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5

Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Double

Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6

Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.  Double

Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki

Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Gambar 2.2 Relay DPDT 2.2 Transistor Transistor adalah komponen semi konduktor (bersifat menghantar dan menahan arus listrik). Semua Transistor mempunyai tiga kaki,yaitu Colector (C) Basis (B) Emitor (E) dan masing2 mempunyai fungsi sendiri-sendiri dengan berbagai tipe. Berikut fungsi Transistor : -

Menguatkan arus. Prinsip yang di pakai didalam transistor sebagai penguat yaitu arus kecil pada basis dipakai untuk mengontrol arus yang lebih besar yang diberikan ke kolektor melalui transistor tersebut. Fungsi dari transistor hanya sebagai penguat ketika arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitter.

3 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

-

2018

Sebagai saklar. Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada pada dua daerah kerjanya yaitu daerah saturasi dan daerah cut-off. Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke saturasi dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan cut-off seperti saklar yang menutup.

-

Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.

a. Transistor NPN Adalah transistor positif ,dimana transistor dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan. Dimana karakteristik transistor ini akan mengalami saturasi apabila arus basis lebih dari 0,7 V.

b. Transistor PNP Adalah transistor yang dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan. Dimana karakteristik transistor ini akan mengalami saturasi apabila arus basis kurang dari 0,7 V.

Gambar 2.3 Bentuk Fisik dan Simbol Transistor NPN dan PNP

Selain itu, Transistor TIP jenis 2955 dan 3055 juga digunakan dalam project ini. TIP 2955 digunakan untuk rangkaian power supply output tegangan positif, sedangkan TIP 3055 digunakan untuk rangkaian power supply output tegangan negatif. Perbedaan dari BD139 dan TIP3055 hanya berbeda pada frekuensi kerjanya , jika BD139 menggunakan freukensimedium power sedangkan pada TIP3055 menggunakan frekuensi high power.

4 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

2.3 BC 107

Gambar 2.4 Bentuk Fisik dan Simbol BC 107

BC107 menandakan Transistor untuk Frekuensi Audio daya rendah yang terbuat dari bahan Silikon. 2.4 Kapasitor Kapasitor

(Kondensator)

yang

dalam

rangkaian

elektronika

dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Gambar 2.5 Komponen Kapasitor

5 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Pada dasarnya kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu kapasitor Polar dan Non Polar, berikut penjelasanya : a. Kapasitor Polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan negatif, biasanya kapasitor Polar bahan dielektriknya terbuat dari elketrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik. b. Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai secara berbalik. Ada beberapa jenis kapasitor Non Polar berdasarkan bahannya, antara lain: 

Kapasitor Keramik

Gambar 2.6 Kapasitor Keramik Bahan dasar yang digunakan sebagai media penyimpan arus adalah terbuat dari keramik. Jadi lempengan keramik diletakkan

diantara

dua

pin

kaki

kapasitor

tersebut

sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan arus listrik. Kapasitor ini mempunyai oksida logam dan dielektrikumnya terdiri atas campuran titanium-oksida dan oksida lain. Kekuatan dielektrikumnya tinggi dan mempunyai kapasitas besar sekali dalam ukuran kecil. 

Kapasitor Mylar, MKM, MKT

Gambar 2.7 Kapasitor Mylar Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek

6 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Mempunyai karakteristik suhu yang lebih bagus dan dapat digunakan untuk frekuensi tinggi. Biasanya jenis ini digunakan untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi tinggi, dan rangkaian analog. Kapasitor ini bias disebut kapasitor mylar dan mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai ±10%.Kapasitor ini mempunyai elektroida logam dan lapisan dielektrikum dari polysteryne mylar dan teflon setebal 0,0064 mm. Bahan penyekat yang digunakan pada kapasitor mylar terbuat dari plastik, tepatnya plastik digulung diantara kedua lempengan kaki capasitor tersebut. Jumlah gulungan yang dipakai akan mempengaruhi besar-kecilnya nilai kapasitasnya. 

Kapasitor Mika

Gambar 2.8 Kapasitor Mika Jenis ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor mika mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur koefisiennya rendah. Karena frekuensi karakteristiknya sangat

bagus,

biasanya

kapasitor ini

digunakan untuk rangkaian resonansi, filter untuk frekuensi tinggi dan rangkaian yang menggunakan tegangan tinggi misalnya: radio pemancar yang menggunakan tabung transistor. Kapasitor mika tidak mempunyai nilai kapasitansi yang tinggi. Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/ kondensator tersebut memiliki nilai kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar 25 volt. Kapasitor yang

7 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF(pico farads)

2.5 Resistor a. Resistor Tetap Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk

membatasi

jumlah

arus

yang

mengalir

dalam

satu

rangkaian.Resistor merupakan sebuah komponen yang bersifat pasif, berguna untuk mengatur serta menghambat arus listrik. Besarnya nilai tahanan resistor ditentukan oleh warna yang tertera pada badan resistor.

Gambar 2.9 Tabel kode-kode warna pada Resistor Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :  Resistor Kawat

Gambar 2.10 Resistor Kawat Resistor kawat merupakan resistor yang dibuat dengan

8 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

bahan kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansi resistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar. 

Resistor Oksida Logam

Gambar 2.11 Resistor OksidaLogam Resistor oksida logam film merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor oksida logam ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor oksida logam ini mirip dengan resistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Resistor oksida logam ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer 

Metal Film Resistor

Gambar 2.12 Metal Film Resistor Metal Film Resistor adalah jenis Resistor yang dilapisi dengan film logam yang tipis ke subtract keramik dan dipotong berbentuk spiral. Nilai Resistansinya dipengaruhi oleh panjang, lebar dan ketebalan spiral logam. Secara keseluruhan, Resistor jenis Metal Film ini merupakan yang terbaik diantara jenis-jenis Resistor yang ada (Carbon Composition Resistor dan Carbon Film Resistor).

9 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog



2018

Carbon Film Resistor

Gambar 2.13 Carbon Film Resistor Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan.



Ceramic Encased Wirewound

Gambar 2.14 Ceramic Encased Wirewound Ceramic Encased Wirewound adalah resistor yang resistansinya dari lilitan kawat yang terbungkus dalam wadah dari bahan keramik dengan bentuk vertikal maupun horisontal, memiliki nilai resistansi antara 0.1 ohm - 56 kilo ohm dengan toleransi ±5 - 10%, tegangan maksimum 1000 volt , tersedia dalam daya 5 - 20 watt.  Zero Ohm Jumper Wire

Gambar 2.15 Zero Ohm Jumper Wire Resistor nol ohm (zero-ohmic resistor) adalah resistor yang bahan resistansinya dari logam, memiliki nilai

10 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

resistansi antara 0 (nol) ohm hingga 10x10-3 ohm, tegangan maksimum 300 volt , dengan arus maksimum 3 Ampere. b. Resistor berubah ( Variabel resistor)

Variabel resistor biasa dikenal denga potensiometer dan multitun yaitu resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel.Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat.

Gambar 2.16 Multitun dan Potensiometer Fungsi

Trimpot,

Trimpot

atau

Trimmer

potensiometer

adalah

potensiometer dengan ukuran yang kecil yang biasanya di gunakan untuk adjusment, Tunning atau kalibrasi dalam sebuah rangkaian. Trimpot ini adalah sebuah resistor variable atau nilai resistor nya dapat dirubah-ubah sesuai kebutuhan dengan cara di putar. Biasanya resistor ini juga di pasang langsung pada papan PCB, bukan pada panel seperti potensiometer. Bahan penyusun trimpot adalah serat karbon. Trimpot biasanya jarang di adjust secara berulang-ulang, ketika sekali adjust sudah sekali saja. Berbeda dengan potensiometer pada tuning Radio FM atau Amplifier yang sering di gunakan dan di adjust.

2.6 LED LED adalah sejenis dioda semi konduktor yang jika diberi tegangan

11 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

akan memancarkan cahaya non-koheren dengan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang ini akan ditangkap oleh mata manusia sebagai warna. LED bekerja dengan prinsip elektroluminasi, di mana dia akan memancarkan cahaya saat diberikan arus listrik.

Gambar 2.17 Bentuk dan simbol LED

12 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Ciri-ciri dari komponen ini adalah :  Memiliki tegangan kerja sekitar 1,4V sampai dengan 3V  Mengambil arus sebesar 30mA sampai dengan 100mA  Digunakan pada rangkaian lampu kontrol, lampu variasi, lampu indikator, dan sebagainya.

LED memiliki dua kaki yang terbuat dari sejenis kawat. Kawat yang panjang adalah anoda, sedangkan kawat yang pendek adalah katoda. Coba perhatikan bagian dalam LED, akan terlihat berbeda antara kiri dan kanannya. Yang ukurannya lebih besar adalah katoda, atau yang mempunyai panjang sisi atas yang lebih besar adalah katoda. Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lainnya pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Katoda merupakan kebalikan dari anoda. Katoda adalah elektroda dalam sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya. Selain itu, katoda dan anoda LED dapat ditentukan dengan multimeter: - Pilih selektor 1xOhm untuk mengecek LED - Cek LED menggunakan multimeter sampai menyala - Kaki yang terhubung dengan probe hitam adalah anoda, karena probe

hitam multimeter adalah positif baterai, sedangkan kaki yang terhubung dengan probe merah adalah katoda karena probe merah multimeter adalah negatif baterai.

Gambar 2.18 Kaki Katoda dan Anoda LED

13 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Setiap warna LED memiliki tegangannya masing-masing, yang akan dijelaskan pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.1 Karakteristik warna LED

2.7 SCR

Gambar 2.19 Bentuk Fisik SCR Silicon Controlled Rectifier atau sering disingkat dengan SCR adalah Dioda yang memiliki fungsi sebagai pengendali. Berbeda dengan Dioda pada umumnya yang hanya mempunyai 2 kaki terminal, SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki Terminal. Kaki Terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan Terminal “Gate” atau “Gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control), sedangkan kaki lainnya sama seperti Dioda pada umumnya yaitu Terminal “Anoda” dan Terminal “Katoda”. Silicon Controlled Rectifier (SCR) merupakan salah satu dari anggota kelompok komponen Thyristor.

14 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

2.8 LDR Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Gambar 2.20 Bentuk Fisik dan Simbol LDR 2.9 Photodioda Photodiode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh Dioda Foto diantaranya seperti Cahaya Matahari, Cahaya Tampak, Sinar Inframerah, Sinar Ultra-violet hingga sinar X. Oleh karena itu, Photodiode atau Dioda Foto yang dapat mendeteksi berbagai Cahaya ini telah banyak diaplikasikan ke berbagai perangkat Elektronika dan listrik seperti Penghitung Kendaraan, Sensor Cahaya Kamera, Alat-alat medis, Scanner Barcode dan peralatan

15 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

keamanan.

Gambar 2.21 Bentuk Fisik dan Simbol Photodioda

2.10 Baterai Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

Gambar 2.22 Jenis – Jenis Baterai

2.11 Sensor Tilting Sensor ini digunakan untuk mengukur kemiringan.

16 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Gambar 2.23 Sensor Tilting 2.12 Pengertian Line Follower Line follower robot adalah robot yang mengikuti garis hitam yang didukung oleh rangkaian elektronika. Robot dirancang untuk bergerak secara otomatis mengikuti alur garis hitam yang dibuat. Untuk membaca garis hitam robot dilengkapi sensor yg terdiri dari LED superbright dan photodioda yang diletakkan di depan roda belakang. Aplikasi dari Line Follower biasanya digunakan sebagai motor mainan anak - anak dan juga sebagai sarana transportasi di area pabrik. 2.13

Prinsip Kerja Line Follower Robot akan mulai berjalan ketika besi sentuh disentuh satu kali, berjalan mengikuti garis hitam. Sensor infrared dan photodiode mendeteksi ada tidaknya garis yang nantinya akan mengontrol roda untuk berbelok kanan kiri atau maju. Untuk berbelok ke kiri maka motor sebelah kanan berputar kedepan dan motor sebelah kiri berhenti / berputar ke belakang dan untuk berbelok kanan maka kondisi motor sebaliknya. Ketika menemukan halangan berupa tanjakan maka tilting sensor akan memberikan informasi bahwa robot sedang dalam keadaan miring. Ketika robot miring ke belakang maka motor akan bertambah kencang.motor akan kembali pelan ketika keadaan robot datar. Ketika LDR mendapati lampu dop yang menyala terang maka robot akan berhenti untuk menjalankan lagi maka harus disentuh besinya lagi.robot disupply menggunakan battery.

17 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

BAB III PEMBAHASAN 3.1 Desain Line Follower Analog

Gambar 3.1 Desain Line Follower Analog Tampak Atas

Gambar 3.2 Desain Line Follower Analog Tampak Samping

18 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Gambar 3.3 Lintasan Robot Keterangan: 1. Sensor yang terdiri dari photodioda dan LED berfungsi untuk membaca garis hitam. 2. Baterai berfungsi untuk mensupply tegangan agar robot dapat berjalan. 3. Sensor sentuh disini jika kumparan besi disentuh maka robot akan berjalan. 4. Sensor tilting berfungsi pada saat di tanjakan, jika di tanjakan maka motor akan tambah kencang dan motor akan kembali pelan jika robot dijalan yang datar. 5. LDR disini jika terkena cahaya maka robot akan berhenti.. 6. Motor berfungsi menggerakan roda agar robot dapat berjalan

19 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

3.2 Diagram Alir

Gambar 3.4 Diagram Alir 3.3 Blok Diagram

Gambar 3.5 Blok Diagram

20 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

3.3.1 Penjelasan Blok diagram: Robot line follower ini memiliki 3 sensor diantaranya photodioda & LED (mendeteksi garis putih maju dan mendeteksi garis hitam mundur), LDR (cahaya terang akan mati), dan TILT (kemiringan 30° atau lebih akan berjalan lebih cepat) yang memiki kegunaan berbedabeda. Robot akan memulai berjalan dengan cara menyentuh besi on yang dimana pada rangkaian ini menggunakan komponen SCR yang mampu menjadi rangkaian pengunci tegangan setelah sekali disentuh. Pergerakan robot diatur oleh sensor photodioda & LED robot akan berjalan mengikuti garis hitam, robot dapat berbelok ke kanan saat sensor photodioda & LED bagian kanan mendeteksi garis hitam sehingga motor berjalan mundur dan motor kiri tetap berjalan maju, serta robot berbelok kiri saat sensor photodioda & LED bagian kiri mendeteksi garis hitam sehingga motor berjalan mundur dan motor kanan tetap berjalan maju.

3.4 Penjelasan Rangkaian a. Rangkaian Driver

Vcc rangkaian LS2 NPN BCE

5 8

Q1

100K 220

CON3

MG1

1

3

R2

D1

LS1

6

LED

7

MG2

Vcc rangkaian

3 5 8

D2 LED

1 2

6

RELAY DPDT

MOTOR AC

b

Q2 R1 NPN BCE

1 2 3

7 1 2

2

R3

R24 R

4 1

1 2 3

R23 R 4

2

a

MOTOR AC

R4 220

100K

RELAY DPDT

Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Driver

Fungsi

: Rangkaian driver adalah rangkaian yang digunakan untuk mengatur tegangan output. Tegangan yang dihasilkan akan murni dari baterai yang digunakan bukan dari rangkaian. Sehingga beban (motor) akan langsung ke baterai.

Cara Kerja

: Pada line follower driver meggunakan transistor dan relay untuk menggerakkan roda motor. Jadi motor akan

21 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

CON3

Line Follower Analog

2018

bergerak ketika transistor mendapat tegangan lebih dari 0,7 V dari output sensor photodioda dan LED. Saat semua sensor photodioda dan LED berada di kondisi putih akan menghasilkan output lebih dari 0,7 sehingga transistor

saturasi

dan

membuat

relay

bekerja

menggerakkan motor. b. Rangkaian Sensor 

D23

Sensor Photodioda dan LED

D22

LED

D1

PHOTODIODE

D3

ir

D5

pd

J2

pd

1 2 3 R4 RESISTOR

D4

D21

ir

PHOTODIODE

LED

3 2 1 a

b

R3 220

R2 R1 RESISTOR

220

Gambar 3.7 Skematik Rangkaian Sensor Photodioda dan LED

Fungsi

: Untuk membaca garis hitam.

Cara Kerja

:Sensor

yang

digunakan

terdiri

dari

LED

dan

photodioda. LED yang digunakan pada rangkaian sensor ini adalah LED superbright , komponen ini mempunyai cahaya yang sangat terang, sehingga cukup untuk mensupply cahaya ke photodioda. LED superbright berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk dipantulkan lalu dibaca oleh sensor photodiode. Sifat dari warna putih (permukaan terang) yang memantulkan cahaya dan warna hitam (permukaan gelap) yang tidak memantulkan cahaya digunakan dalam aplikasi ini. 

D24

J5

Sensor LDR Vcc rangkaian

J1 1

Q9 BC107

Q3 SCR

R22 330 R20 330

obat ny amuk R16 330

Q7 PNP

R17

Q4 NPN BCE

100K R21 330 D13 LED R18

Q5 NPN BCE 330 R19 LDR

Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Sensor LDR

22 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

Fungsi

2018

: Sebagai pendeteksi cahaya terang sehingga dapat membuat robot mati (berhenti).

Cara Kerja

: Pada rangkaian sensor ini menggunakan pembagi tegangan antara trimpot dan LDR untuk membuat cutoff transistor yang mengalirkan arus dari input. Ketika LDR mendapat cahaya ruangan mengasilkan resistansi sebesar 6K ohm dan saat cahaya terang sebesar 1,2K ohm serta resistansi trimpot sebesar 14K ohm. Dari data tersebut dapat dihitung pembagi tegangannya. Dengan rumus

𝑅𝐺𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑 × 𝑉𝐼𝑁 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 𝑉𝑂𝑈𝑇

Saat cahaya ruangan 6𝐾 × 4,9𝑉 = 1,47𝑉 20𝐾 Saat cahaya terang 1,2𝐾 × 4,9𝑉 = 0,38𝑉 15,2𝐾 Jadi saat LDR menerima cahaya terang akan membuat cutoff transistor dan memutus jalur masuknya tegangan dari input baterai sehingga membuat robot mati atau berhenti.



Sensor Kemiringan (TILT) VCC motor

J4 R5

1 2

POT tilting

Gambar 3.9 Skematik Rangkaian Sensor Kemiringan (TILT)

Fungsi

: Sebagai saklar (ON/OFF) kemiringan dan untuk mendeteksi kemiringan medan saat ada tanjakan akan

23 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

membuat robot menjadi semakin cepat.

Cara Kerja

: Pada rangkaian terdapat sensor Tilt dan potensiometer yang

di

paralel.

memanfaatkan

Jadi

hukum

sistem kirchof

kerjanya dimana

dengan tegangan

melewati suatu hambatan yang nilai paling kecil, karena fungsi utama sensor tilt hanyalah sebagai saklar yang mendeteksi kemiringan medan sehingga saat robot berada pada kemringan sekitar 30° akan berada di kondisi ON saat itulah tegangan dari input akan melewati

sensor

tilt.

Saat

OFF

akan

melewati

potensiometer sehingga tegangan akan sedikit terhambat dan laju robot tidak secepat saat berada pada kemiringan.

24 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Data Tabel 4.1 Tegangan Input Tegangan Input Baterai

Output Modul PB

3,7 V

4,9 V

Tabel 4.2 Tegangan pada Sensor Photodioda dan LED Tegangan Pada Sensor Photodioda dan LED superbright Hitam

Putih

0,25 V

3,8 V

Tabel 4.3 Resistansi pada LDR dan Trimpot Resistansi pada LDR dan Trimpot Cahaya

Cahaya

Trimpot ( Seri

Ruangan

Terang

dengan LDR)

6 K Ohm

1,2 K Ohm

14 K Ohm

Tabel 4.4 Tegangan pada Sensor Tilting Tegangan pada Sensor Tilting 0ᵒ

30ᵒ

( Kondisi Datar)

( Kondisi Menanjak )

3,1 V

4,5 V

4.2 Analisa Baterai yang digunakan adalah jenis baterai lipo yang menggunakan tegangan sebesar 3,7 V sehingga perlu dinaikkan sebesar 5 V menggunakan modul powerbank. Tegangan dari output powerbank ini yang akan mensupply semua rangkaian robot line follower.

25 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Terdapat sensor yang mampu mendeteksi garis hitam dan putih pada robot line follower. Sensor photodioda & LED superbright ini dibuat dengan prinsip pembagi tegangan dimana saat sensor mendeteksi (melewati) garis hitam akan membuat motor mundur karena photodioda tidak menerima cahaya pantulan yang begitu banyak dari LED (menghasilkan tegangan sebesar 0,25 V) dan saat mendeteksi putih akan bergerak maju karena pantulan cahaya LED yang terang akan membuat tegangan

output

pembagi

tegangan

dapat

men-saturasikan

driver

(menghasilkan tegangan sebesar 3,8 V). LDR sebagai pendeteksi cahaya terang sehingga dapat membuat robot mati (berhenti).pada rangkaian sensor ini menggunakan pembagi tegangan antara trimpot dan LDR untuk membuat cutoff transistor yang mengalirkan arus dari input. Sensor tilt adalah sensor kemiringan yang memiliki fungsi utama sebagai saklar on/off. Dimana pada rangkaian ini bertugas sebagai pengatur kecepatan robot, saat berada di kondisi datar (saklar off) robot berjalan pelan dan saat berada ditanjakan akan membuat saklar on sehingga robot berjalan lebih cepat.

26 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Line follower robot adalah robot yang mengikuti garis hitam yang didukung oleh rangkaian elektronika. Line follower robot ini dilengkapi sensor sentuh, LDR, sensor tilting, baterai, roda dan digerakkan oleh motor. Robot dirancang untuk bergerak secara otomatis mengikuti alur garis hitam yang dibuat serta mampu menambah kecepatan saat ada tanjakan (kemiringan). Untuk membaca garis hitam robot dilengkapi sensor yg terdiri dari LED superbright dan photodioda serta ntuk mematikan robot menggunakan lampu (cahaya) yang terang yang dideteksi oleh sensor LDR. Line Follower Analog ini terdiri dari dua rangkaian yaitu rangkaian driver dan rangkaian sensor.

5.2 Kendala Kendala yang kami alami selama membuat project Line Follower Analog adalah susah sekali dalam mengatur sensitivitasnya, pada saat dicoba di alur garis hitam sering sekali keluar alur dan susah untuk mencari posisi sensor yang paling tepat. Sensor tilting mudah gosong.

5.3 Saran Kendala – kendala di atas dapat diatasi dengan mengatur sensitivitasnya perlahan lahan agar menemukan sensitivitas yang paling tepat, mencari dan menemukan posisi sensor yang paling tepat agar dapat membaca garis hitam. Agar sensor tilting tidak cepat gosong jangan pasang sensor tilting terlebih dahulu jika sudah disetting dan sudah bisa berjalan mengikuti alur di jalan yang datar baru pasang sensor tilting.

27 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

DAFTAR PUSTAKA Fahmi Zal, Merancang Rangkaian Sensor Garis. Diakses pada Hari Minggu 13 Januari 2019 pukul 23.29 https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-sensor-garis/ Zamidra Zam, Efvy, Mudah Menguasai Elektronika, INDAH Surabaya: 2002 Dikutip pada Hari Minggu 13 Januari 2019 Pukul 13.40 Dickson Kho, Pengertian Resistor dan Jenis-jenisnya. Diakses pada Hari Minggu 13 Januari 2019 pukul 13.42 http://komponenelektronika.biz Fitry Endi, Variable Resistor . Diakses pada Hari Minggu 13 Januari 2019 pukul 13.38 http://3nf1try.blogspot.com/2012/03/variable-resistor.html Fadel Muhammad, NPN dan PNP. Diakses pada Hari Minggu 13 Januari 2019 pukul 14.10 http://fadelmi.blogspot.co.id/2013/04/v-behaviorurldefaultvmlo_11.html Anonymous, Pengertian Transistor. Diakses pada Hari Minggu 13 Januari 2019 pukul 15.00 http://komponenelektronika.biz/pengertian-transistor.html Jimmi sitepu, Fungsi Trimpot. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 20.56 https://mikroavr.com/fungsi-trimpot/ Dickson Kho, Pengertian SCR. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 21.30 https://teknikelektronika.com/pengertian-scr-silicon-controllled-rectifier-prinsip kerja-scr/ Dickson Kho, Mengenal kode transistor dan dioda. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 21.44 https://teknikelektronika.com/mengenal-kode-kode-transistor-dan-dioda/

28 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Anonymous, Pengertian Transistor. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 21.45 https://electricalsolutionindonesia.wordpress.com/about-electric/ Unnes, Pengertian LDR. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 22.34 http://blog.unnes.ac.id/antosupri/pengertian-ldr-light-dependent-resistor-dan-caramengukurnya/ Dickson Kho, Pengertian Photodioda dan Prinsip Kerjanya. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 22.44 https://teknikelektronika.com/pengertian-photodiode-dioda-foto-prinsip-kerjaphotodiode/ Dickson Kho, Pengertian Baterai dan Jenis - Jenisnya. Diakses pada Hari Senin 14 Januari 2019 pukul 22.52 https://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/

29 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Lampiran

Layout Rangkaian Line Follower Analog

Layout Rangkaian Sensor

30 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Gambar Line Follower Analog Tampak Atas

Gambar Line Follower Analog Tampak Samping

Gambar Modul Powerbank

31 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)

Line Follower Analog

2018

Gambar Baterai

Gambar Sensor

32 Lutfi (031), Amanda (036), Agatha (038)