Robot Line Follower (Pengikut Garis)

Robot Line Follower adalah robot yang dapat bergerak mengikuti garis secara OTOMATIS
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.

Sensor

Pada robot line follower, sensor robot yang dapat digunakan ada 3 jenis, yaitu LDR (Light Dependent Resistor), Photo Dioda, dan Photo Transistor.

Setelah kita mengetahui sensor apa yang akan kita pakai, buat rangkaian seperti di bawah ini untuk setiap 1 pasang sensor :

Cara kerjanya cukup sederhana, hanya berdasarkan pembagi tegangan. 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 memasang dioda-nya HARUS terbalik, seperti gambar rangkaian. Dari rangkaian sensor ini, kita ambil OUTPUT (to comparator, A/D converter, dll) yang ditunjukkan oleh gambar.

Sensor (Cara Kerja)

Cara kerja sensornya :

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. Perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver tersebut.

Ilustrasi:

Kalau cahaya yang dipancarkan ke bidang putih

Sebaliknya, kalau cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam

Setelah tahu ilustrasi sensor, tinjau kembali rangkaian sensornya, kita analogikan seperti ini :

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. 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).

Untuk rangkaian sensor pembaca bisa kita lihat gambar di bawah ini.

Processor

Menggunakan 2 IC (integrated circuit), yaitu 1 buah LM339 (Komparator) dan 1 buah 74LS00 (NAND gate). Di bawah ini gambar kedua IC tersebut :

Processor (IC LM339)

IC LM339 biasa disebut sebagai komparator. 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 :

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.

Kemudian, tambahkan 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.

Setelah digabung dengan sensor, rangkaian menjadi seperti ini.

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.

Datasheet IC 74LS00:

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.

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

Processor (Transistor)

Output dari IC NAND tidak mungkin kuat untuk mendrive transistor. Output IC hanya sekitar 2 V. Jadi, kita membutuhkan sambungan langsung motor ke baterai untuk menggerakkannya.

Transistor dapat berfungsi sebagai saklar / switch on off. Pada jalur tertentu motor akan mati dan menyala. 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.