Membuat Robot Line Follower sederhana

Membuat Robot Line Follower Sederhana
Robot Line Follower

hmm..apakah di antara pembaca ada yang mengerti apa itu “robot line follower”? karena banyaknya request tutorial membuat robot pada postingan saya sebelumnya, sekarang akan saya tunjukkan salah satu contoh pembuatan robot, yaitu robot line follower.. enjoy..

INDEX : (Gara2 pagenya udah agak panjang, jadi saya buat aja index ini,masih belum lengkap nanti saya update )

1. Pendahuluan
2. Sensor (Rangkaian Photo Dioda)
3. Sensor (Cara Kerja)
4. Processor (Pendahuluan) – update : 11 Januari 2009
5. Processor (IC LM339) – update : 11 Januari 2009
6. Processor (IC 74LS00) – update : 13 Januari 2009
7. Processor (Motor) – update : 13 Januari 2009
8. Processor (Transistor) – update : 27 Januari 2009
9. Mekanik – update : 27 Januari 2009
10. PCB Layout – update : 27 Januari 2009

1. Pendahuluan

Secara sederhana, robot line follower adalah robot yang dapat bergerak mengikuti garis secara OTOMATIS! Sebenarnya, kalau pembaca googling, banyak sekali tutorial membuat robot line follower di internet, tapi hampir semuanya ribet dan menggunakan mikrokontroler yang belum dimengerti oleh bocah” smp dan sma yang banyak comment di postingan saya sebelumnya. Hehe.. Di bawah ini contoh robot line follower.

 Nah..terlihat bukan di gambar ada sebuah ‘benda’ dengan roda yang dapat bergerak mengikuti garis / jalur berwarna hitam yang berbelok-belok. ‘Benda’ tersebut mengikuti garis dengan otomatis loh. Prinsip dasarnya, sama seperti manusia, mata digunakan untuk melihat, kaki/roda digunakan untuk berjalan, dan otak digunakan untuk berpikir. 3 Komponen utama pada setiap robot : mata, kaki, dan otak. Sama seperti penjelasan saya pada postingan sebelumnya, jangan pikirkan robot itu RIBET, pikirkan robot itu sederhana, jangan dulu mikir yang rumit-rumit, robot line follower yang sekarang akan saya tunjukkan adalah sesuatu yang SEDERHANA..! tanamkan kata” sederhana pada pikiran pembaca sebelum memulai.

Okeh..satu gambar lagi sebelum kita memulai tutorialnya.. Gambar di bawah ini adalah salah satu contoh track yang digunakan untuk lomba Line Follower Robot. Track yang cukup unik bukan? Sekarang udah kebayang kan robot yang mau dibuat seperti apa?

2. Sensor (Rangkaian Photo Dioda)

Sensor dapat dianalogikan sebagai ‘mata’ dari sebuah robot. Mata di sini digunakan untuk ‘membaca’ garis hitam dari track robot. Kapan dia akan berbelok ke kanan, kapan dia berbelok ke kiri. Semua berawal dari mata bukan? Kita sebagai manusia tahu arah kita berjalan karena kita memiliki mata. Yaah, sama seperti robot.

Pada robot line follower, sensor robot yang dapat digunakan ada 3 jenis, yaitu LDR (Light Dependent Resistor), Photo Dioda, dan Photo Transistor. Saya tidak akan menjelaskan satu” secara detail, di sini kita gunakan photo dioda sebagai sensor robot. Kalau yang masih penasaran dengan sensor lainnya, silahkan tanya om google saja.

Nah..gambar di samping kanan adalah 1 pasang sensor yang akan kita gunakan pada robot line follower. 

Bentuknya mirip seperti LED, yang berwarna ungu bernama receiver (photo dioda) dan yang berwarna bening bernama transmitter (infrared). Kalau pembaca ingin membeli di toko elektronik, bilang saja 1 pasang infrared sensor. Untuk membuat robot ini, kita gunakan 4 pasang sensor seperti di kanan. Sip? Murah koQ, satu pasangnya 3 ribu rupiah..hehe..

Kemudian, setelah kita mengetahui sensor apa yang akan kita pakai, coba buat dulu rangkaian seperti di bawah ini untuk setiap 1 pasang sensor :

Nah, untuk 4 pasang sensor..kita perlu membuat 4 rangkaian seperti di samping kiri ini. Cara kerjanya cukup sederhana, hanya berdasarkan pembagi tegangan. Penjelasan di paragraf berikutnya aja yaa..hehe.. Lambang LED yang berwarna hitam adalah transmitter atau infrarednya yang memancarkan cahaya infrared terus menerus jika disusun seperti rangkaian di samping. Lambang LED yang kanan adalah receiver atau photo dioda-nya yang menangkap cahaya infrared yang ada di dekatnya. INGAT masang photo dioda-nya HARUS terbalik, seperti gambar rangkaian di samping. Dari rangkaian sensor ini, kita ambil OUTPUT (to comparator, A/D converter, dll) yang ditunjukkan oleh gambar di samping.

3. Sensor (Cara Kerja)

Sekarang pertanyaannya, koQ lucu yaa sensor CUPU kaya gitu bisa baca garis? Cara kerjanya ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

Ketika transmitter (infrared) memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika transmitter memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke receiver tinggal sedikit. Nah, artinya kita sudah bisa membedakan pembacaan garis dari sensor bukan? Kalau kita sudah tahu, perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut. Ilustrasinya seperti gambar di bawah ini.

Kalau cahaya yang dipancarkan ke bidang putih, sensor akan :

Sebaliknya, kalau cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam, maka sensor akan :

Setelah kita tahu ilustrasi sensor, tinjau kembali rangkaian 

sensornya, bisa kita analogikan seperti :

Tadi kita tahu kalau hambatan receiver berubah-ubah, jadi otomatis rangkaian sensor yang bagian kanan bisa kita analogikan seperti gambar. Receiver bisa kita analogikan dengan resistor variabel, yaitu resistor yang nilai hambatannya bisa berubah. Otomatis, dengan pembagi tegangan, nilai tegangan di output rangkaian juga akan berubah-ubah bukan? Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah (sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi (mendekati Vcc = 5 Volt). Kalau rangkaian sensor pembaca sudah jadi, bisa dibandingkan dengan punya saya yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

4. Processor (Pendahuluan)

Processor yang kita gunakan di sini bukanlah processor” canggih seperti intel dan amd. Bahkan, kita sama sekali TIDAK menggunakan mikrokontroler, karena saya anggap mikrokontroler cukup rumit untuk ukuran smp dan sma. Dalam hal ini, kita gunakan 2 IC (integrated circuit) saja, yaitu 1 buah LM339 (Komparator) dan 1 buah 74LS00 (NAND gate). Simple bukan? Di bawah ini gambar kedua IC tersebut :

5. Processor (IC LM339)

IC LM339 biasa disebut sebagai komparator.  Yah, dari istilahnya saja sudah ketahuan kalau gunanya adalah untuk meng-compare (membandingkan). Dengan kata lain, sesuatu yang berbentuk analog harus dikonversi dulu ke dalam bentuk digital (deretan biner) pada dunia elektronika. Hal ini bertujuan untuk mempermudah processing. Gambar di bawah ini adalah datasheet LM339. Coba perhatikan dulu sebentar

Nah, 1 IC LM339 terdiri dari 4 buah komparator (yang berbentuk segitiga ). Knapa kita hanya gunakan 1 buah IC ini? Soalnya kita juga hanya menggunakan 4 buah sensor. Kemudian, tinjau bagian komparator yang di sebelah kanan.

Satu buah komparator terdiri dari 2 input, yaitu Vin (input masukan dari sensor) dan Vref (tegangan referensi). Pada dasarnya, jika tegangan Vin lebih besar dari Vref, maka Vo akan mengeluarkan logika 1 yang berarti 5 Volt atau setara dengan Vcc. Sebaliknya, jika tegangan Vin lebih kecil dari Vref, maka output Vo akan mengeluarkan logika 0 yang berarti 0 Volt. Knapa kita bisa membandingkan seperti ini? Nah, seperti yang sudah saya bahas di poin sensor, sensor akan menghasilkan tegangan yang berbeda-beda ketika dia membaca bidang putih atau hitam kan?

Kemudian, jangan lupa untuk menambahkan resistor pull-up di keluaran komparator (Vo). Hal ini disebabkan oleh perilaku IC LM339 yang hanya menghasilkan logika 0 dan Z (bukan logika 1), sehingga si logika Z ini harus kita tarik ke Vcc dengan resistor pull-up agar menghasilkan logika 1. Sip?

Setelah digabung dengan sensor, ilustrasi rangkaian menjadi seperti ini.

6. Processor (IC 74LS00)

IC 74LS00 merupakan “NAND gate” yang berguna dalam teknologi digital. NAND gate terkait dengan logika 0 dan 1 serta merupakan gate yang paling simple dan bisa merepresentasikan semua jenis gate yang ada. Saya rasa bocah smp atau sma blom bisa memahami bagian ini. Jadi saya skip saja.. Di bawah ini adalah datasheet IC 74LS00.

7. Processor (Motor)

Sekarang kita tinjau, bagaimana cara motor bekerja ketika robot berbelok ke kiri dan ke kanan. Lihat ilustrasi di bawah ini ketika robot akan berbelok ke arah kanan.

Kemudian, lihat ilustrasi di bawah ini ketika robot akan berbelok ke arah kiri.

Nah..Ketika robot bergerak lurus, motor akan menyala dua”nya.

8. Processor (Transistor)

Nah..Sekarang knapa tiba” muncul transistor?!
Jawabannya cukup simple. Output dari IC NAND tidak mungkin kuat untuk mendrive transistor. Kalau saya tidak salah, output IC hanya sekitar 2 V. Jadi, kita membutuhkan sambungan langsung motor ke baterai untuk menggerakkannya. Knapa kita pakai transistor? Ada yang tahu apa guna transistor?

Transistor dapat berfungsi sebagai saklar / switch on off. Motor tidak menyala terus menerus bukan? Sudah saya jelaskan di bab sebelumnya, pada jalur tertentu motor akan mati dan menyala. Nah,, nyala mati motor tersebut diatur oleh transistor. Transistor yang digunakan di sini adalah NPN. Pada dunia elektronika, transistor terdiri dari dua jenis, yaitu PNP dan NPN. Berikut ilustrasi gampangnya terkait dengan motor.

Jadi, sejauh ini kita punya rangkaian lengkap seperti di bawah ini.

9. Mekanik

Hmm..
sebenarnya,,jujur saja saya kurang mengerti bagian mekanik. Soalnya saya bukan orang mesin..hehe.. Saya cuma tahu sedikit tips, yaitu buat gear yang besar” agar torsi-nya besar. Jadi, robotnya bisa berbelok dengan kuat. Kalau torsi kecil, robot akan sulit untuk berbelok. Gampangnya gitu aja..hehe..

10. PCB Layout

Berikut ini pcb layout dari sensor robot line follower, terdiri dari 4 sensor. Layout PCB ini dibuat dengan menggunakan software eagle.

Di bawah ini layout pcb dari rangkaian processor, yang terdiri dari 1 IC NAND dan 1 IC komparator.

yang jadinya akan seperti gambar di bawah ini

oke..sekian tulisan saya tentang membuat robot line follower sederhana. Kalau ada pembaca yang ingin bertanya silahkan.. Saya akan menjawab dengan senang hati..hehe.. sampai jumpah di tulisan robot saya lainnya..

Tags: 74ls00, circuit, comparator, dioda, diode, follower, ic, integrated, komparator, line, lm339, lomba, microcontroller, mikrokontroler, mikrokontroller, motor dc, photo, processor, review, robot, sensor, simple, teknologi, tutorial

Karakter Point Blank

CT FORCE

Leopard
Usia: 35 tahun, Tinggi: 180cm, Berat: 80kg

Pada usia 17 tahun dia melakukan imigrasi ke United States bersama dengan seluruh keluarganya. Karena merupakan keturunan Asia dia selalu diganggu oleh teman sekolahnya. Setelah lulus dari universitas pada 22 tahun dia langsung mendaftar untuk menjadi U.S Army. Pada usia 24 tahun dia sudah menjadi anggota dari Green beret special force.
Dia kemudian mendapatkan pangkat Sergeant pada usia 33 tahun. Setelah itu, dia kembali ke tempat kelahirannya untuk menikmati hidup. Tidak lama kemudian terdengar kabar bahwa pemerintah pusat ingin merekrut semua prajurit yang handal untuk membentuk team melawan para terroris yang semakin merajalela. Team tersebut dinamakan Ct-FORCE. Green beret mendapatkan perintah untuk mencari seseorang yang mempunyai kemampuan yang tinggi untuk bergabung dengan CT-FORCE melawan teroris. Pada saat bergabung dengan CT-FORCE dia mendapatkan panggilan Leopard.

Acid Pool (Paul)
Usia: 25 tahun, Tinggi: 179cm, Berat: 75kg

Lulus sebagai polisi terbaik dari University of Elite Police dan mempunyai pembawaan yang cool. Akan tetapi karena gaya bicaranya yang lucu maka dia diberikan nickname "Acid Pool" oleh teman-temannya

Setelah lulus dia kemudian mendaftar untuk menjadi polisi. Karena mempunyai kemampuan yang tinggi dan selalu memiliki taktik yang baik, dia kemudian ditugaskan untuk bergabung dengan CT-FORCE. Untuk membuktikan loyalitas dan kepercayaanya kepada pemerintah, dia siap untuk melawan Free Rebels yang semakin merajalela.

Hide
Usia: 28 tahun, Tinggi: 177cm, Berat: 55kg

Dia lahir di Inggris, kedua orangtuanya merupakan mantan prajurit di Tokyo. Pada usia 19 tahun dia mendaftarkan diri untuk menjadi infantry pada British Army. Menginjak usia 22 tahun dia menjadi prajurit yang paling terkenal di British Army karena memiliki taktikal support dan kemampuan yang tinggi. Di usia 26 tahun dia mendapatkan pertempuran yang keras, sehingga menimbulkan luka pada wajahnya. Karena kemampuan dan pengalamannya CT-FORCE tertarik untuk merekrut dirinya

Karena berasal dari negara asing dia diberikan nickname "Hide". Akan tetapi karena sifatnya yang penyendiri dia kurang dapat bergaul dengan sesamanya dalam CT-FORCE Dengan potongan rambut yang pendek dan hitam serta bekas luka pada wajahnya, membuat dia terlihat sangat dingin.

Keen Eyes (Ayse)
Usia: 26 tahun, Tinggi: 178cm, Berat: 53kg

Merupakan keturunan campuran antara penduduk asli dan pendatang. Dia mempunyai kemampuan yang tinggi dan merupakan salah satu pimpinan dari kepolisian. Karena alasan ini CT-FORCE berniat untuk mengajaknya bergabung.

Karena merupakan keturunan campuran dan memiliki mata yang tajam maka teman-temannya menjulukinya "Keen Eyes". Merupakan satu-satunya keturunan campuran di kepolisian.

FREE REBELS

D-Fox
Usia - 29 tahun, Tinggi - 180cm, Berat - 78kg

Kedua orang tuanya berasal dari Timur Tengah dan Asia. Meskipun campuran dia memiliki fisik yang baik. Pada usia 20 tahun dia telah menjadi Lieutenant dan telah melakukan banyak misi khusus. Pada usia 25 tahun dia telah menjadi Team leader. Dia terkenal karena tidak pernah meninggalkan jejak di setiap pertempuran.

Di usia 26 tahun dia telah menjadi seorang Army Ranger. Tidak lama setelah itu dia mendapatkan suatu tugas rahasia dari pemerintah. Akan tetapi karena ada kesalahan informasi dari pemerintah, seluruh anggota teamnya terbunuh. Pemerintah melimpahkan semua kesalahan kepada dirinya atas kejadian itu. Tidak terima perlakuan pemerintah, dia kemudian memberontak dan bergabung dengan Free Rebels

Untuk mengenang dan menghormati teman-temannya yang telah terbunuh di medan perang dia kemudian menamai dirinya Desert Fox, yang kemudian disingkat menjadi D-Fox? Pada suatu misi dia tidak sempat untuk melarikan diri sebelum bomb yang dipasang meledak, sehingga tanganya terluka. Oleh karena itu dia selalu menggunakan sarung tangan.

Red Bulls
Usia - 32 tahun, Tinggi - 182cm, Berat - 85kg

Karena hanya seorang imigran dia tinggal di desa kecil bersama orang tuanya.dan imigran lainnya. Dia juga merupakan pemain bola yang hebat. Sesaat setelah menerima gelar MVP pada kejuaraan sepakbola, dia mendengar kabar bahwa kedua orangtuanya terbunuh pada saat mempertahankan desa mereka dari pemerintah yang ingin menghancurkan desa tersebut. Dia segera pulang ke desanya, akan tetapi dia hanya menemukan desanya yang telah hancur lebur.

Hatinya penuh dengan amarah dan kebencian kepada pemerintah. Kemudian dia bergabung dengan Free Rebels untuk membalaskan kematian orang tuanya. Memiliki fisik seorang pemain bola dan mempunyai mata yang tajam seperti banteng membuat teman-temannya di Free Rebels memanggilnya Red Bulls?

Tarantula
Usia - 24 tahun, Tinggi - 179cm, Berat - 56kg

Dia terlahir di keluarga imigran. Kehilangan kedua orang tuanya pada waktu kecil karena kecelakaan, kemudian diadopsi oleh keluarga lain. Hari demi hari dilalui di keluarga barunya. Akan tetapi sifat rasis dari ayah angkatnya semakin lama semakin besar dan memperlakukan dirinya secara kasar. Suatu hari dia menemukan revolver di lemari, kemudian dia mengambil revolver itu dan menembakkanya ke dada ayah angkatnya. Akibat insiden ini dia dimasukkan ke dalam penjara. Dalam penjara dia sering dipanggil dengan sebutan Tarantula?

Setelah beberap tahun dia bebas dari penjara.Kemudian dia mendengar kabar bahwa para imigran selalu mendapatkan diskriminasi, hal ini membuatnya sangat marah. Kemudian dia memustuskan untuk bergabung dengan Free Rebels.

Viper Red
Usia - 26 tahun, Tinggi - 178cm, Berat - 58kg

Dia mengikuti jejak ayah angkatnya yang berasal dari Perancis untuk menjadi seorang bodyguard. Kemampuan bertarung dan daya tahan tubuhnya telah ditempa dengan baik dari waktu kecil. Dia diadopsi oleh seseorang dari negara lain 25 tahun yang lalu, karena ibunya akan menjalankan suatu misi rahasia. Sekarang dia berusaha untuk mencari dan menemui ibunya kembali. Dia kemudian mendapatkan kabar bahwa ibunya adalah seorang Free Rebels dan telah terbunuh oleh pemerintah pada saat pertempuran demi melindungi imigran dari Amerika Latin. Mendengar itu dia kemudian memutuskan untuk bergabung dengan Free Rebels untuk membantu para imigran yang tertindas dan membalaskan dendam ibunya.

Tidak seperti wanita yang lainnya. Dia mempunya kecepatan yang tinggi dan kekuatan yang besar. Dia juga ahli dalam menyusun taktik dan selalu bergerak licin seperti ular pada saat di medan pertempuran. Dia tidak menyukai sinar matahari dan selalu menggunakan kacamata hitam.