Selasa, 31 Mei 2011
Robot Line Follower Sederhana
Tag
Mengenal Komponen Elektronika
Resistor
Resistor
adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan terhadap
aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi
tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan
karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan
agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta
dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.
Kapasitor
kapasitor
adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Salah
satu jenis kapasitor adalah kapasitor keeping sejajar. Kapasitor ini terdiri
dari dua buah keping metal sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang disebut
dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke batere kapasitor terisi hingga beda
potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan batere. Jika batere
dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali
bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor.
Dioda
Dioda adalah
devais semikonduktor yang mengalirkan arus satu arah saja. Dioda terbuat dari
Germanium atau Silicon yang lebih dikenal dengan Dioda Junction. Dioda juga
digunakan pada adaptor yang berfungsi sebagai penyearah dari sinyal AC ke DC.
LED (Light Emitting diode)
LED
merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk
temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan
ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi
berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika
mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping
yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda
menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat
ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan
hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan,
namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain
warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya.
Relay
Transistor tidak
dapat berfungsi sebagai sebagai switch (saklar) tegangan DC atau tegangan
tinggi .Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching untuk arus besar
(>5 A). Dalam hal ini, penggunakan relay sangatlah tepat. Relay berfungsi
sebagai saklar yang bekerja berdasarkan input yang dimilikinya.
Keuntungan
relay :
·
dapat
switch AC dan DC, transistor hanya switch DC
·
Relay
dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat
·
Relay
pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar
·
Relay
dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu
Kekurangan
relay :
·
Relay
ukurannya jauh lebih besar daripada transistor
·
Relay
tidak dapat switch dengan cepat
·
Relay
butuh daya lebih besar disbanding transistor
·
Relay
membutuhkan arus input yang besar
Transistor
Transistor
bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat pada rangkaian
elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor biasanya dibuat
dari bahan silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk
transistor bipolar adalah emitor, basis dan
kolektor. Mereka dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P
yang menjadi satu sebagai tiga kaki transistor. Gambar di bawah memperlihatkan bentuk dan simbol untuk
jenis NPN. (Pada transistor PNP, panah emitor berlawanan arah).
Gambar Simbol Transistor NPN dan PNP
Pada
rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada
basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus
(short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai
berikut:
·
Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor,
menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan
negatif atau 0 V dari basis ke emitor
menyebabkan hubungan kolektor dan
emitor terbuka, yang disebut transistor
mati (off)
·
Pada PNP transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari basis ke emitor ini akan
membuat transistor mati (off).
Mengenal Sensor Cahaya
Resistor
jenis lainnya adalah Light dependent
resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas
cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ
dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan
semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang
jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.
Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
LDR
digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya
otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR.
Akan tetapi karena responsnya terhadap
cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya
berubah secara drastis.
Gambar Sensor Cahaya LDR
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di
sekitar kita. Sensor yang terkenal untuk
mendeteksi cahaya ialah LDR(Light
Dependent Resistor). Sensor ini akan
berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.
Prinsip inilah yang akan kita gunakan untuk mengaktifkan
transistor untuk dapat menggerakkan motor DC (mirip dengan dinamo pada mainan
mobil-mobilan anak-anak). Perubahan
nilai hambatan pada LDR tersebut akan menyebabkan perubahan beda tegangan pada
input basis transistor, sehingga akan mengaktif/nonaktifkan transistor. Penerapan lain dari sensor LDR ini ialah pada
Alarm Pencuri.
Robot Line Follower Berbasis LDR
Rangkaian
Robot Line follower pada intinya ialah 2 buah motor DC yang aktif berdasarkan
input dari sensor LDR, jika LDR mendeksi garis putih (terang) dan garis
hitam(gelap) maka akan ada perubahan nilai hambatan pada LDR tersebut, yang
akan mengaktif/menonaktifkan transistor 2N3904. Untuk mengatur input tegangan
ke basis agar dapat membuat transistor 2N3904 saturasi, maka digunakan pembagi
tegangan, dalam hal ini trimpot / potensiometer 50k-100k. Perubahan logika pada
transistor 2N3904 juga akan menyebabkan LED menyala atau mati, sebagai
indikator apakah LDR membaca garis hitam/putih.
Perubahan logika pada kaki kolektor 2N3904 juga sebagai input pada basis
2N2907, yang akan mengaktifkan/menonaktifkan
motor DC, dimana transistor
2N2907 merupakan transistor switching standar. Perhatikan gambar berikut:
Gambar
Rangkaian Line Follower dengan LDR
Anda dapat menggunakan sebagian barang bekas untuk membuat robot ini,
misalnya menggunakan roda BB REXONA sebagai roda robot. Komponen dan peralatan
lengkap yang diperlukan ialah :
ü 2 buah sensor cahaya LDR
ü PCB IC bolong
ü 2 buah transistor 2N3904
ü 2 buah transistor 2N2907
ü 2 buah Trimpot/potensiometer 50k-100k
ü 2 buah resistor 3.3K
ü 2 buah resistor 1K
ü 2 buah LED (Light Emiting Dioda)
ü Spacer (kaki PCB)
ü Acrilic body robot ukuran diameter 20 cm.
ü Solder, timah solder dan kabel secukupnya
ü Kotak baterai 6V
ü Roda bekas
penghilang BB REXONA
ü 2 buah motor DC dengan gearbox GT1 dan roda untuk GT1
Atau
ü 2 buah motor DC dengan gearbox GT5 dan
rubber Wheel untuk GT5 (lebih bagus)
ü Bor PCB
ü Lem Lilin
ü Multitester analog /digital
Perakitan
Langkah-langkah
untuk merakit robot ini sebagai berikut :
1.
Siapkan
PCB IC bolong, lalu pasang dan solderlah
komponen sesuai rangkaian diatas.
2.
Beri
tegangan 6V, atur pemberian cahaya pada
LDR tersebut dengan membuka atau menutup permukaan LDR tersebut dengan jari
atau kertas, atur trimpot/potensiometer sehingga hasilnya optimal. Bagian ini
ialah bagian yang paling kritis di dalam pembuatan robo tini, karena kalau
tuning tidak tepat, aka robot beralan tidak sesuai jalur yang dibuat.
3.
Jika
sudah selesai, pasanglah apda acrilic dengan tampilan seperti berikut :
Gambar
Desain Robot Line Follower dengan LDR
4.
Pasanglah PCB
dan pendukungnya pada acrilic. Hubungkan
kabel motor DC ke keluaran PCB.
Hubungkan baterai 6V ke input Supply PCB.
Gambar
Robot Line Follower dengan LDR tampak bawah
5. Jika sudah dirakit cobalah jalankan
pada lantai yang sudah dipasang jalur hitam berkelok (dapat menggunakan
lakban), maka robot akan beralan mengikuti jalur tersebut. Jika sensor kurang sensitif, putarlah
perlahan-lahan trimpot/potensiometer robot tersebut, untuk hasil yang optimal.
Pastikan sensor LDR berada cukup dekat dengan lantai. Jika putaran motor terlalu cepat, Anda dapat
mengatur besar tegangan motor DC tersebut, misal menggunakan IC variabel
regulator LM317.
Gambar
Hasil Robot Line follower Sederhana
Latihan:
Yang membuat Anda mahir elektronika, tidak lain
ialah pengalaman dalam bereksprimen dan ketekunan. Untuk itu Anda diharapkan menjawab dan mengerjakan
semua latihan ini.
1.
Sebagai
seorang pemula/pelajar, Anda membutuhkan informasi pelengkap terkini tentang
dunia elektronika melalui Internet.
Akseslah situs google.com / yahoo.com untuk mencari informasi komponen
elektronika untuk dapat menjelaskan cara kerja dari :
a.
Resistor
b.
Kapasitor
elektrolit
c.
Kapasitor
keramik
d.
Transistor
NPN
e.
Transistor
PNP
f.
MOSFET
g.
FET
h.
Sensor
LDR
i.
IC
(Integrated Circuit)
2.
Pelajari
fungsi dari IC TTL seperti 74LS00,74LS04,74LS08,74LS14. Jelaskan pula arti dari perbedaan simbol LS, HC
dan HCT pada IC TTL.
3.
Pelajari
fungsi IC penguat operasional (OP-AMP)
seperti LM741, LM 393N dan LM 324.
4.
Buatlah
rangkaian penguat transistor dengan penguatan 100.
5.
Buatlah rangkaian robot pengejar
cahaya berbasis sensor LDR dimana robot
akan bergerak mengejar sumber cahaya.
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar