Membuat Line Follower Analog L298 PART 3

Posted by : Dimas Gusti Pradista

Senin, 30 October 2016

 

Berikut ini adalah gambar PCB pengendali robot-1. Gambar 1 merupakan desain layout PCB pengendali, sedangkan gambar 2 adalah gambar tata letak komponen yang dapat digunakan sebagai panduan dalam menyusun komponen pengendali robot-1.

Gambar 1. Layout PCB pengendali robot-1 

Gambar 2. Tata letak komponen pengendali robot-1 



Gambar 3. Sistem elektronika pengendali robot-1 yang sudah jadi

Gambar 4. Sistem elektronika robot-1 lengkap yang sudah jadi

Gambar 3 adalah hasil pemasangan komponen yang telah selesai dibuat. Sedangkan gambar 4 adalah gambar papan rangkaian sensor dan pengendali robot-1 yang telah dirakit.Sistem sebuah robot terdiri atas, sistem elektronika, sistem mekanik, dan sistem kecerdasan. Tulisan kali ini akan menyajikan cara merakit sistem elektronik & mekanik robot-1. Caranya cukup sederhana dan mudah. Mulai dengan pemasangan papan rangkaian sensor pendeteksi garis (gambar no. 1) pada bagian depan papan rangkaian pengendali (gambar no. 2) dengan menggunakan 2 buah spacer logam berukuran panjang 2 cm. Apabila langkah tersebut telah dilakukan, maka akan diperoleh hasil perakitan seperti gambar no. 3.

Selanjutnya, pasangkan 2 buah spacer berukuran panjang 1 cm pada bagian belakang papan rangkaian pengendali robot-1 (lihat gambar no. 3). Kemudian, buatlah 2 buah lubang berdiameter 3 mm pada badan utama kotak gear (gearbox). Lihat gambar no. 4! Pastikan pembuatan lubang tersebut simetri ditengah-tengah gearbox. Sesudah itu, letakkan kedua ujung bawah spacer (1 cm) pada lubang yang telah dibuat dan kuatkan dengan menggunakan mur yang tepat, 3 mm. Apabila telah selesai, maka akan diperoleh bentuk robot-1 (robot line follower) seperti tampak pada gambar no. 5.

Pada bagian ini akan penulis tunjukkan beberapa gambar yang memperlihatkan cara kerja robot-1 berdasarkan beberapa kemungkinan pembacaan sensor pada robot-1 terhadap garis pemandunya.

 

Gambar 1. Robot-1 berjalan lurus (kondisi ideal)

Gambar 1 menampilkan kondisi ideal pembacaan garis pandu oleh robot-1, yaitu kedua sensor utama berada disamping kanan atau kiri garis pandu sehingga menghasilkan gerak robot-1 lurus maju.

Gambar 2. Robot-1 belok/menyimpang ke kanan

Gambar 2(A) menunjukkan kondisi robot-1 bergerak menyimpang ke arah kanan sehingga sensor utama sebelah kiri berada diatas garis pandu. Apabila kondisi ini terjadi, maka robot-1 akan melakukan gerak koreksi ke arah kiri supaya posisinya kembali pada kondisi ideal, yaitu dengan cara roda kanan akan tetap berputar maju sedangkan roda kiri akan melambat atau berhenti.

Gambar 2(B) menunjukkan sensor utama sebelah kiri mengalami “gagal deteksi” garis pandu sehingga sensor cadangan sebelah kiri berada diatas garis pandu. Apabila kondisi ini terjadi maka aksi yang akan dilakukan oleh robot-1 adalah sama seperti ketika robot-1 berada pada posisi seperti gambar 2(A), yaitu melakukan koreksi posisi ke arah kiri supaya kembali pada kondisi idealnya. 

 
Gambar 3. Robot-1 belok/menyimpang ke kiri

Hampir sama dengan gambar 3(A), hanya saja arahnya berlawanan, yaitu gambar 3(A) menunjukkan bahwa robot-1 menyimpang ke arah kiri sehingga sensor utama sebelah kanan berada diatas garis pandu. Apabila kondisi ini terjadi, maka robot-1 akan melakukan gerak koreksi ke arah kanan supaya posisinya kembali pada kondisi ideal, yaitu dengan cara roda kiri akan tetap berputar maju sedangkan roda kanan akan melambat atau berhenti.

Gambar 3(B) menunjukkan sensor utama sebelah kanan mengalami “gagal deteksi” garis pandu sehingga sensor cadangan sebelah kanan berada diatas garis pandu. Apabila kondisi ini terjadi maka aksi yang akan dilakukan oleh robot-1 adalah sama seperti ketika robot-1 berada pada posisi seperti gambar 3(A), yaitu melakukan koreksi posisi ke arah kanan supaya kembali pada kondisi idealnya.

Kondisi gerak robot-1 untuk mempertahankan posisi idelanya (seperti penulis jelaskan diatas) akan terus terjadi secara berulang. Dalam hal ini sensor detektor garis pandu memiliki peran yang sangat penting.
Berikut ini adalah tabel bahan atau sering disebut dengan bill of material (BOM) yang diperlukan untuk membuat sistem elektronika robot-1.

Read More

Membuat Line Follower Analog L298 PART 1

Posted by : Dimas Gusti Pradista                        

Minggu, 30 October 2016

Tugas Besar dari Mata kuliah Praktikum Analog dan Digital adalah proyek membuat robot line follower (LFR) analog (tak terprogram) dengan 4 buah sensor, pengendali berupa IC penguat operasional (opAmp) seri LM324, dan menggunakan driver motor berupa IC L298. 

Gambar 1. Robot line follower analog (Robot-1)

Tahapan pembuatan robot-1 adalah pertama, memahami dan membuat sistem elektronika. Kedua, membuat desain layout PCB dan PCB. Ketiga, memasang komponen pada PCB dengan benar. Keempat, merakit sistem robot-1 (mekanik & elektronika). Kelima, memahami cara kerja robot-1. Keenam, melakukan uji coba robot-1. Gambar 1 merupakan gambar bentuk robot-1 yang akan kita buat bersama-sama.

Robot-1 yang merupakan robot line follower ini hanya membutuhkan 2 buah sensor utama, namun pada gambar 1 tampak bahwa ada 4 unit rangkaian sensor garis. Sensor tambahan dikanan dan dikiri sensor utama bertujuan sebagai sensor pengaman ketika pada satu kondisi tertentu sensor utama Robot-1 mengalami “gagal deteksi”. Apabila terjadi gagal deteksi garis pandu, maka keberadaan sensor cadangan ini dapat menghindarkan Robot-1 keluar dari jalur lintasannya. 

Gambar 1. Skematik sensor robot-1

Sensor cadangan ini dipasang disamping kanan/kiri masing-masing sensor utama. Dalam pengabelannya, kedua sensor cadangan dirangkai secara parallel terhadap sensor utamanya. Sehingga jalur hubungan papan PCB sensor dengan papan PCB pengendali Robot-1 tidak bertambah, namun tetap 4 jalur yaitu jalur Vcc (+5 volt), jalur GND, dan dua jalur sinyal sensor. Komponen pembuatan sensor pendeteksi garis pada robot-1 adalah berupa photodiode (PhD).

Robot-1 menggunakan komparator/Opamp sebagai pembanding sinyal masukan (aktual) dari sensor optik (detektor garis) dan sinyal referensi untuk menghasilkan sinyal keluaran yang langsung diumpankan kepada driver motor DC (H-bridge dalam IC L298). Hal ini berarti robot-1 memanfaatkan komparator sebagai pendeteksi sinyal masukan sensor dan sekaligus sebagai pembangkit sinyal kendali (keluaran) putaran motor DC yang merupakan piranti penggerak/aktuator robot-1. Dengan begitu dapat dikatakan bahwa piranti cerdas dari robot-1 adalah komparator (OpAmp).

Gambar 1. Skematik elektronik pengendali robot-1

Dalam pembuatan robot-1, kita hanya membutuhkan dua buah sensor. Sebuah sensor diletakkan pada sisi kanan garis pandu dan sebuah sensor diletakkan pada sisi kiri garis pandu. Sebuah sensor akan menghasilkan sinyal masukan untuk dua buah OpAmp IC1A dan IC1B (IC LM324). Sinyal masukan tersebut dilewatkan pada kanal yang berbeda untuk masing-masing OpAmp, yaitu pada OpAmp IC1A sinyal masukan dilewatkan pada kanal noninverting (+) sedangkan pada OpAmp IC1B sinyal masukan dilewatkan pada kanal inverting (-). Hal ini juga diberlakukan pada sinyal tegangan referensi. Sinyal tegangan referensi +5 volt diatur menggunakan potensiometer R1 (50KΩ) dengan sinyal keluaran potensiometer dimasukkan pada dua kanal OpAmp secara berlawanan. Pada IC1A tegangan referensi dilewatkan pada kanal inverting (-) sedang pada IC1B tegangan referensi dilewatkan pada kanal noninverting (+). Oleh sebab kita menggunakan dua buah OpAmp maka jumlah jalur keluarannya pun juga dua buah, yaitu jalur keluaran OUTPUT_OPAMP1 dan jalur keluaran OUTPUT_OPAMP2. Lihat gambar 2!

Gambar 2. Komparator sensor & pengendali robot-1

Nilai/logika sinyal keluaran OpAmp IC1A dan IC1B akan selalu berbeda. Jika keluaran OpAmp IC1A bernilai high (1) maka OpAmp IC1B akan bernilai low, demikian sebaliknya. Hal ini terjadi karena sinyal masukan yang dihasilkan sensor dan sinyal tengan referensi dilewatkan pada kanal yang berbeda. Perbedaan sinyal keluaran OpAmp (antara jalur OUTPUT_OPAMP1 dengan jalur OUTPUT_OPAMP2) inilah yang akan menjadikan driver motor H-bridge dalam IC L298 dapat mengendalikan putaran motor DC secara dua arah, yaitu searah jarum jam (CW) atau berlawanan arah jarum jam (CCW).

 sumber: robotic-university

Read More