ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG SAKLAR TRANSISTOR

ABDUL ROHMAN SAYYIDFisika Sains/III/A

Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati BandungBandung

INDONESIArohman.abdul301@gmail.com

Abstractedly:

Robot is not new thing that have once our hearing, robot constitutes a tool that is made to help man work. On false a series robot as well as follower's line robot this incorrect a series it which is utilizes NPN and PNP. On rangkaiana censor at above-the-line black and also white NPN can in function as inputan who will activate PNP'S transistor 2N2907 and moves DC's motor just

just that differentiates is current one pass and resistansi on LDR . While is resistansi on censor series at above-the-line black resistansi LDR becomes to outgrow meanwhile resistansi LDR on censor at above-the-line white wills be little. Komparator constitutes one of component which function to accession and downing a tension, upon komparator censor at above-the-line black appreciative current one passes komparator will maximum whereas on komparator censor at above-the-line white current one passes will be minimum. Key word:Tension, Current, Transistor, komparator, LDR, Interference

Abstrak :

Robot bukanlah hal baru yang pernah kita dengar, robot merupakan suatu alat yang dibuat untuk membantu pekerjaan manusia. Pada salah satu rangkaian robot seperti halnya robot line follower ini salah satu rangkaiannya yaitu menggunakan NPN dan PNP. Pada rangkaiana sensor diatas garis hitam maupun putih NPN dapat berfungsi sebagai inputan yang akan mengaktifkan transistor PNP 2N2907 serta menggerakkan motor DC hanya saja yang membedakan

adalah arus yang melewati dan resistansi pada LDR. Ketika resistansi pada rangkaian sensor diatas garis hitam resistansi LDR menjadi besar sedangkan resistansi LDR pada sensor diatas garis putih akan menjadi kecil. Komparator merupakan salah satu komponen yang berfungsi untuk menaikan dan menurunkan suatu tegangan, pada saat komparator sensor diatas garis hitam nilai arus yang melewati komparator akan maksimum sedangkan pada komparator sensor diatas garis putih arus yang melewati akan menjadi minimum.

Kata kunci :Tegangan, Arus, Transistor, komparator, LDR, Hambatan

1. Pendahuluan

LatarbelakangRobot merupakan teknologi masa kini

yang banyak digunakan dalam bidang teknologi dan industry. Pada zaman yang penuh dengan teknologi saat ini banyak sekali jenis-jenis robot yang dipergunakan. Seperti layaknya manusia yang dapat berjalan dan bergerak. Robot pada zaman ini pun dapat berjalan dan bergerak bahkan ada juga robot yang dapat menari. Untuk itu sebagai mahasiswa fisika sains kita dituntut

untuk mengetahui dan membuat sebuah robot sederhana yang bisa dijadikan sebagai awal untuk membuat sebuah robot cerdas.

Dasar Teori :

Robot, sebuah kata yang sangat familier dan hampir semua orang mengetahui. Namun sebagian besar berpendapat bahwa sangat susah membuat sebuah robot. Pendapat tersebut menjadi benar jika yang dibuat adalah robot cerdas yang mampu melakukan banyak aktivitas.Contohnya robot humanoid ASIMO milik Honda dan robot social

KISMET dari MIT yang sangat kompleks fungsi dan sistemnya. Secara fungsi, ASIMO memang didesain menyerupai manusia. Mampu berjalan, berlari, berbicara, mendengar, berfikir dan bahkan belajar. Ini karena ASIMO dan KISMET sudah menggunakan teknologi artificial intelligence sebagai otaknya. Untuk membuat robot secanggih ASIMO dan KISMET diperlukan penelitian yang lama. Dimulai dengan yang sederhana dan terus dikembangkan hingga mencapai teknologi yang sangat canggih seperti sekarang ini.

Sebagai pemula, kita bisa belajar membuat robot yang sederhana dulu. Sebuah robot yang bisa bergerak mengikuti sebuah garis tebal berwarna hitam. Robot ini lazim disebut line tracker atau line follower. Bagaimana bisa robot ini mengikuti garis hitam? Tentulah diperlukan sebuah sensor, yaitu sensor cahaya.

Gambar 4.1. Robot cerdas ASIMO dan KISMET

Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan pada mengikuti jalan yang ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki “mata” sebagai penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki sensor garis yang berfungsi seperti “mata” pada manusia. Sensor garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan robot tersebut, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya.

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG SAKLAR TRANSISTORPosisi Sensor di Atas Garis Hitam

Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sensor garis, yang terhubung ke dua motor (kanan dan kiri) secara bersilang melalui sebuah saklar transistor. Sensor garis A (Kiri) mengendalikan motor kanan, sedangkan sensor garis B (kanan) mengendalikan motor kiri.

1. Ketika sensor A mendeteksi garis sedangkan sensor B keluar garis ini berarti posisi robot berada lebih sebelah kanan dari garis, untuk itu motor kanan akan aktif sedangkan motor kiri akan mati. Akibatnya motor akan berbelok kearah kiri.

2. Begitu sebaliknya ketika sensor B mendeteksi garis, motor kiri aktif dan motor kanan mati, maka robot akan berbelok ke kanan.

3. Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan robot akan bergerak maju.

Prinsip kerja desain line follower dengan posisi sensor di atas garis hitam, pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka resistansi LDR menjadi besar, sehingga dengan posisi LDR dekat ground maka arus tidak akan mengalir melalui LDR tetapi memilih untuk langsung menuju basis transistor 2N3904 yang akan mengaktifkan transistor 2N3904 serta menyalakan led indicator dan perubahan logika kaki kolektor transistor 2N3904 akan juga berfungsi sebagai input untuk mengaktifkan transistor 2N2907 serta menggerakkan motor DC, sebaliknya pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka motor DC akan mati.

Posisi Sensor di Atas Permukaan Putih

Jika pada skema, posisi sensor di set di atas garis hitam, maka pada percobaan berikut akan di tunjukkan skema untuk posisi sensor yang di set di atas permukaan putih.

Prinsip kerja untuk desain line follower dengan posisi sensor di atas permukaan putih, pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka resistansi hambatan LDR menjadi kecil sehingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang akhirnya akan ada arus menuju basis yang mengaktifkan

transistor 2N3904 serta menyalakan led indicator dan perubahan logika kaki kolektor transistor 2N3904 akan juga berfungsi sebagai input untuk mengaktifkan transistor 2N2907 serta menggerakkan motor DC, sebaliknya pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka motor DC akan mati.

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG SAKLAR IC KOMPARATOR

Posisi Sensor diAtas Garis Hitam

Prinsip kerja untuk desain line follower dengan posisi sensor di atas garis hitam, pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka resistansi LDR menjadi besar dan tidak ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik akan langsung menuju IC komparator, karena arus masuk melalui kaki non-inverting maka IC komparator akan membaca input sebagai nilai maksimum dan memberikan output juga maksimum, agar lebih stabil maka output IC di hubungkan dengan Ground melalui resistor pull down, arus output IC akhirnya akan menggerakan kaki basis transistor 2N222 yang akan menghidupkan motor DC, sebaliknya saat LDR mendeteksi permukaan putih motor DC akan mati.

Prinsip kerja untuk desain line follower dengan posisi sensor di atas permukaan putih, pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka resistansi LDR menjadi kecil dan ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik yang menuju IC komparator menjadi minimum, karena arus masuk melalui kaki inverting maka IC komparator akan membaca input sebagai nilai minimum dan memberikan output maksimum, agar lebih stabil maka output IC di hubungkan dengan Vcc melalui resistor pull up, arus output IC akhirnya akan menggerakan kaki basis transistor 2N222 yang akan menghidupkan motor DC, sebaliknya saat LDR mendeteksi garis hitam motor DC akan mati.

2. Tujuan dan Rumusan Masalah

Tujuan :1. Mengetahui prinsip kerja sensor

cahaya LDR

2. Mengetahui prinsip kerja transistor NPN dan PNP sebagai saklar dan penguat

3. Mengetahui prinsip kerja LED4. Mengetahui prinsip kerja motor DC5. Mampu mendesain robot line

follower analog sederhana

Rumusan masalah : 1. Bagaimana prinsip kerja sensor

cahaya LDR?2. Bagaimana prinsip kerja transistor

NPN dan PNP sebagai saklar dan penguat?

3. Bagaimana prinsip kerja LED?4. Bagaimana prinsip kerja motor DC?5. Bagaimana cara mendesain robot

line follower analog sederhana?

Metode Percobaan :Alat dan bahan:

1. Papan PCB/protoboard2. Multimeter3. Kabel koneksi4. Resistor5. LDR6. LED7. Motor DC8. IC komparator LM 339/LM 393/ LM

3249. Potensiometer 10 k10. Transistor NPN 2N390411. Transistor PNP 2N290712. Software Proteus

Prosedur percobaan

Posisi Sensor diatas Garis hitam

Gambar 2.1 robot line follower analog dengan sensor LDR diatas garis hitam

Pada rangkaian robot line follower analog dengan sensor LDR diatas garis hitam, hal yang pertama dilakukan yaitu merangkai rangkain seperti pada gambar 2.1

dengan menggunakan software proteus. Setelah rangkaian telah disusun seperti gambar, maka rangkaian diuji dengan memberikan tegangan pada rangkaian, ketika rangkaian terhubung dengan benar maka lampu led yang berada pada rangkaian akan menyala seperti pada gambar. Dan ketika LDR tidak diberikan cahaya maka led yang dihubungkan dengan transistor akan menyala dan motor DC akan berputar. Dan begitupun sebaliknya ketika LDR didekatkan dengan Cahaya maka lampu led yang terhubung dengan transistor akan mati/tidak menyala dan motor DC pun tidak akan berputar.

Posisi Sensor diatas Garis Putih

Gambar 2.2 robot line follower dengan sensor diatas permukaan putih

Pada rangkaian robot line follower analog dengan sensor LDR diatas garis putih, hal yang pertama dilakukan yaitu merangkai rangkain seperti pada gambar 2.2 dengan menggunakan software proteus. Setelah rangkaian telah disusun seperti gambar, maka rangkaian diuji dengan memberikan tegangan pada rangkaian, ketika rangkaian terhubung dengan benar maka lampu led yang berada pada rangkaian akan menyala seperti pada gambar. Dan ketika LDR diberikan cahaya maka led yang terhubung dengan transistor akan menyala dan motor DC akan berputar. Dan begitupun sebaliknya ketika LDR dijauhkan dengan Cahaya maka lampu led yang terhubung dengan transistor akan mati/tidak menyala dan motor DC pun tidak akan berputar.

IC Komparator Sensor Diatas Garis Hitam

Gambar 2.3 robot line follower dengan menggunakan IC komparator sensor diatas garis hitam

Pada rangkaian robot line follower analog dengan menggunakan IC komparator sensor diatas garis hitam, hal yang pertama dilakukan yaitu merangkai rangkain seperti pada gambar 2.3 dengan menggunakan software proteus. Setelah rangkaian telah disusun seperti gambar, maka rangkaian diuji dengan memberikan tegangan pada rangkaian, ketika rangkaian terhubung dengan benar maka lampu led yang berada pada rangkaian akan menyala seperti pada gambar. Dan ketika LDR tidak diberikan cahaya maka motor DC yang dihubungkan dengan transistor akan berputar. Dan begitupun sebaliknya ketika LDR didekatkan dengan Cahaya maka motor DC yang terhubung dengan transistor tidak akan berputar.

IC Komparator Diatas Permukaan Putih

Gambar 2.4 robot line follower dengan menggunakan IC komparator diatas permukaan putih

Pada rangkaian robot line follower analog dengan menggunakan IC komparator diatas garis putih, hal yang pertama dilakukan yaitu merangkai rangkain seperti pada gambar 2.4 dengan menggunakan software proteus. Setelah rangkaian telah

Merangkai rangkaian seperti gambar

Menguji Rangkaian

Analisis

Bandingkan hasil

Menentukan Tegangan di NPN

disusun seperti gambar, maka rangkaian diuji dengan memberikan tegangan pada rangkaian, ketika rangkaian terhubung dengan benar maka lampu led yang berada pada rangkaian akan menyala seperti pada gambar. Dan ketika LDR diberikan cahaya maka led yang terhubung dengan transistor akan menyala dan motor DC akan berputar. Dan begitupun sebaliknya ketika LDR dijauhkan dengan Cahaya maka lampu led yang terhubung dengan transistor akan mati/tidak menyala dan motor DC pun tidak akan berputar.

3. Solusi dari Permasalahan

Data dan Analisis :Diagram Alir

Posisi Sensor diatas Garis hitam

Gambar 3.1.a “ke-2 LDR diberikan cahaya”

Gambar 3.1.b “ke-2 LDR tidak diberikan Cahaya”

Gambar 3.1.c “ salah-satu LDR tidak diberikan Cahaya”

Pada percobaan yang dilakukan pada rangkaian sensor diletakan diatas garis hitam, maka pada saat LDR mendeteksi adanya garis hitam maka resistansi yang berada pada LDR menjadi besar, sehingga dengan posisi LDR yang dekat dengan ground maka arus tidak akan mengalir melalui LDR tetapi memilih untuk langsung menuju basis transistor 2N3904 yang akan mengaktifkan transistor 2N3904 serta menyalakan led indicator dan perubahan logika kaki kolektor transistor 2N3904 akan juga berfungsi sebagai input untuk mengaktifkan transistor 2N2907 serta menggerakkan motor DC, sebaliknya pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka motor DC akan mati.

Seperti prinsip kerja dari sensor yang diletakan pada garis hitam, ketika sensor LDR diberikan cahaya maka secara otomatis lampu LED akan mati dan motor DC pun tidak bergerak seperti pada gambar 3.1. hal ini dikarenakan resistansi pada LDR menjadi kecil dan arus akan mengalir melalui LDR tetapi memilih untuk tidak mengaktifkan transistor 2N3904. Begitupun pada saat kedua LDR didekatkan pada cahaya maka kedua LDR dan motor dc tidak akan menyala dan bergerak.

Posisi Sensor diatas Garis Putih

Gambar 3.2.a “ke-2 LDR diberikan cahaya”

Gambar 3.2.b “ke-2 LDR tidak diberikan Cahaya”

Gambar 3.2.c “ salah-satu LDR tidak diberikan Cahaya”

Pada percobaan yang dilakukan pada rangkaian sensor diletakan pada garis putih, tidak bedanya seperti rangkaian sensor yang diletakan pada garis hitam, hanya saja yang membedakan yaitu posisi sensor LDR yang awalnya dekat dengan Ground namun pada rangkaian sensor yang diletakan pada garis putih, sensor LDR diletakan dekat dengan power atau sumber tegangan. Sehingga pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka resistansi hambatan LDR menjadi kecil sehingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang akhirnya akan ada arus menuju basis yang mengaktifkan transistor 2N3904 serta menyalakan led indicator dan perubahan logika kaki kolektor transistor 2N3904 akan juga berfungsi sebagai input untuk mengaktifkan

transistor 2N2907 serta menggerakkan motor DC, sebaliknya pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka motor DC akan mati.

Seperti halnya prinsip kerja pada sensor yang diletakan pada permukaan garis putih, ketika sensor LDR diberikan cahaya maka LED akan menyala dan arus yang mengalir akan menggerakan motor DC hal ini dikarenakan resistansi hambatan pada LDR menjadi kecil sehingga arus yang mengalir pada LDR yang akhirnya arus diteruskan menuju basis dan mengaktifkan Transistor 2N3904 yang akhirnya arus diteruskan ke motor DC hingga motor bergerak.

IC Komparator Sensor Diatas Garis Hitam

Gambar 3.3.a “ salah-satu LDR tidak diberikan Cahaya”

Gambar 3.3.b “ke-2 LDR diberikan cahaya”

Gambar 3.3.c “ke-2 LDR tidak diberikan Cahaya”

Pada percobaan yang dilakukan pada rangkaian IC komparator, pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka resistansi LDR menjadi besar dan tidak ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik akan langsung menuju IC komparator, karena arus masuk melalui kaki non-inverting maka IC komparator akan membaca input sebagai nilai maksimum dan memberikan output juga maksimum, agar lebih stabil maka output IC di hubungkan dengan Ground melalui resistor pull down, arus output IC akhirnya akan menggerakan kaki basis transistor 2N222 yang akan menghidupkan motor DC, sebaliknya saat LDR mendeteksi permukaan putih motor DC akan mati.

Pada prinsip dari IC komparator sensor diatas garis hitam, pada saat sensor menjauhi cahaya/kondisi gelap maka lampu pada led akan menyala dan motor DC pun akan bergerak hal ini karena resistansi LDR menjadi besar dan tidak ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik akan langsung menuju IC komparator dan menyebabkan lampu led menyala dan motor DC bergerak dan begitupun sebaliknya.

IC Komparator Sensor Diatas Garis Putih

Gambar 3.4.a “salah-satu LDR diberikan Cahaya”

Gambar 3.4.b “ke-2 LDR diberikan cahaya”

Gambar 3.4.c “ke-2 LDR tidak diberikan cahaya”

Pada rangkaian IC komparator sensor diatas garis putih, rangkaian ini tidak jauh berbeda dengan rangkaian IC komparator sensor diatas garis hitam yang membedakan hanyalah peempatan suatu hambatan, pada rangkaian IC komparator diatas garis hitam hambatan yang awalnya berada dekat dengan ground nanum pada rangkaian IC komparator berada dekat dengan power/sumber tegangan. pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka resistansi LDR menjadi kecil dan ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik yang menuju IC komparator menjadi minimum, karena arus masuk melalui kaki inverting maka IC komparator akan membaca input sebagai nilai minimum dan memberikan output maksimum, agar lebih stabil maka output IC di hubungkan dengan Vcc melalui resistor pull up, arus output IC akhirnya akan menggerakan kaki basis transistor 2N222 yang akan menghidupkan motor DC, sebaliknya saat LDR mendeteksi garis hitam motor DC akan mati.

Ketika pada saat sensor LDR didekatkan dengan cahaya maka lampu led akan menyala dan motor DC pun akan bergerak hal ini karena pada saat LDR mendeteksi permukaan putih maka resistansi LDR menjadi kecil dan ada arus yang akan melalui LDR sehingga arus listrik yang menuju IC komparator menjadi minimum dan kemudian akan menggerakan motor DC dan begitupun sebaliknya.

4. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa pada sensor LDR dengan menggunakan IC komparator maupun transistor berada diatas garis hitam ketika sensor berada pada posisi gelap maka led akan menyala dan motor akan bergerak. Sedangkan pada sensor LDR dengan menggunakan IC komparator maupun transistor berada diatas garis putih ketika

sensor berada pada posisi terang maka led akan menyala dan motor akan bergerak.

References:[1] Sanjaya, M. “Modul membuat robot itu

Asyik” Bolabot Techno Robotic School, Bandung, 2012

[2] Malvino.”prinsip-prinsip elektronika I” Erlangga, Jakarta,1994