ROBOT LINE FOLLOWER

DIGITAL DENGAN IC KOMPARATOR

ABDUL ROHMAN SAYYID

Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Gunung Djati BandungJalan A. H. Nasution No. 105 Cipadung Telp. (022)7800525 Fax. (022)7803936 web:

www.uin-sgd.net Bandung 40614rohman.adul301@gmail.com

Abstract - In line follower using a digital sensor circuit consists of the LED that serves as a

sender / transmitter (Tx) and LDR sensor that functions as a receiver / receiver (Rx). If the

sensor is above the white line or LED light is reflected perfectly by basic areas white, the sensor

output voltage is 0 volts (low). Conversely, if the sensor is outside the white line or the LED light

is not reflected by field basis, the output voltage of the sensor is worth 5 volts (high). If the field

is white (light) then the resistance is small, the light will be reflected and readable by LDR

sensor. In this state, the output state will generate a logic low (0) is used as a comparator IC

operational amplifier (op-amp), which serves as a comparison between the input voltage (input)

to the reference voltage.

Keywords: LDR sensor, comparator IC, Microcontroller, LCD, Motor Dc

Abstrak - Pada line follower digital menggunakan rangkaian sensor yang terdiri dari LED

yang berfungsi sebagai pengirim/transmiter (Tx) dan sensor LDR yang berfungsi sebagai

penerima/receiver (Rx).Jika sensor berada di atas garis putih atau cahaya LED dipantulkan

sempurna oleh bidang dasar putih, tegangan keluaran rangkaian sensor bernilai 0 volt (low).

Sebaliknya jika sensor berada di luar garis putih atau cahaya LED tidak dipantulkan oleh

bidang dasar, tegangan keluaran sensor bernilai 5 volt (high). Jika bidang berwarna putih

(terang) maka resistansinya kecil, cahaya akan terpantul dan terbaca oleh sensor LDR. Dalam

keadaan ini, kondisi keluaran akan menghasilkan logika low (0) IC komparator digunakan

sebagai penguat operasional (op֊amp) yang berfungsi sebagai pembanding antara tegangan

masukan (input) dengan tegangan referensi.

Kata kunci: Sensor LDR, IC Komparator, Mikrokontroler, LCD, Motor Dc

1. Pendahuluan

Kemajuan Teknologi di Indonesia

sekarang ini semakin berkembang dengan

pesat. Dapat kita lihat dalam kehidupan

sehari-hari banyak orang telah menggunakan

alat yang serba “Otomatis”. Mulai dari dunia

industri, kedokteran, bahkan pekerjaan

rumah tangga. Hal ini dikarenakan alat

tersebut dapat mempermudah pekerjaan.

Oleh karena itu, kami melakukan praktikum

ini untuk lebih siap menghadapi kemajuan

yang ada dan agar mampu beradaptasi

dengan perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi tersebut.salah satunya robot

line follower.

Robot line follower merupakan robot

yang ssering digunakan dalam perlombaan

robotika. Robot Line follower adalah robot

yang dapat berjalan mengikuti sebuah

lintasan garis berwarna hitam diatas

permukaan berwarna putih atau sebaliknya.

Seperti layaknya manusia yang dapat

berjalan mengikuti jalan tanpa pernah

menabrak dan sebagainya, tentunya karena

manusia memiliki mata sebagai

pengilihatannya. Begitu juga robot line

follower ini, memiliki sensor garis yang

berfungsi seperti mata yang ada pada

manusia. Sensor garis ini mendeteksi adanya

garis atau tidak pada permukaan lintasan

robot tersebut. Sebagai mahasiswa fisika

sains diharapkan kita mampu memahami

prinsip kerja dari robot line follower digital

dengan menggunakan IC komparator.

Dasar Teori :

Line follower Robot (Robot Pengikut

Garis) adalah robot yang dapat berjalan

mengikuti sebuah lintasan, ada yang

menyebutnya dengan Line Tracker, Line

Tracer Robot dan sebagainya. Garis yang

dimaksud adalah garis berwarna hitam

diatas permukaan berwarna putih atau

sebaliknya, ada juga lintasan dengan warna

lain dengan permukaan yang kontras dengan

warna garisnya. Ada juga garis yang tak

terlihat yang digunakan sebagai lintasan

robot, misalnya medan magnet.

Seperti layaknya manusia, bagaimana

manusia dapat berjalan 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.

Gambar Prinsip umum sistem robotika

Prinsip Kerja Sensor

Sensor yang digunakan terdiri dari photo

dioda. Sensor ini nilai resistansinya akan

berkurang bila terkena cahaya dan bekerja

pada kondisi riverse bias. Untuk sensor

cahayanya digunakan LED Superbright,

komponen ini mempunyai cahaya yang

sangat terang, sehingga cukup untuk

mensuplai cahaya ke photo dioda.

Gambar Rangkaian sensor

Cara kerjanya :

Gambar Sensor tidak terkena cahaya

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka

nilai resistansinya akan besar atau dapat kita

asumsikan tak hingga. Sehingga arus yang

mengalir pada komparator sangat kecil atau

dapat diasumsikan dengan logika 0.

Gambar Sensor terkena cahaya

Jika photo dioda terkena cahaya, maka

photo dioda akan bersifat sebagai sumber

tegangan dan nilai resistansinya akan

menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang

mengalir ke komparator dan berlogika

Prinsip Kerja Komparator

Komparator pada rangaian ini menggunakan

IC LM 324 yang didalamnya berisi

rangkaian Op Amp digunakan untuk

membandingkan input dari sensor. Dimana

input akan dibandingkan dari Op Amp IC

LM 324 yang output berpulsa high.

Sehingga tidak perlu adanya pull up pada

outputnya. IC ini dapat bekerja pad range 3

volt sampai 30 volt dan dapat bekerja

dengan normal mulai tegangan 6 volt.

Dalam rangkaian ini juga terdapat 4 LED,

yang berfungsi sebagai indikator. Untuk

mengatur tagangan pada pembanding,

disambungkan Variable Resistor (VR)

diantara kedua OP Amp IC LM 324.

Gambar Rangkaian  komparator

► Jika tidak ada arus yang mengalir dari

rangkaian sensor ke rangkaian ini maka

tegangan masukan untuk rangkaian ini

adalah 0 Volt, akibatnya pada IC 1 tegangan

di terminal ( + ) > ( – ), maka LED-A on,

sedangkan pada IC 2 sebaliknya LED-B off.

►  Jika ada arus yang mengalir dari

rangkaian sensor ke rangkaian ini maka

tegangan masukan untuk rangkaian ini

mendekati Vcc, akibatnya pada IC 2

tegangan di terminal ( + ) < ( – ), maka

LED-B on, sedangkan pada IC 1 sebaliknya

maka LED-A off.

Kondisi antara titik A dan B akan selalu

keterbalikan.

Prinsip Kerja Driver Motor

Driver adalah rangkaian yang tersusun dari

transistor yang digunakan untuk

menggerakkan motor DC. Dimana

komponen utamanya adalah transistor yang

dipasang sesuai karakteristiknya.

Gambar Rangkaian driver H-Bridge

Transistor

Pada saat input A berlogika 1, maka ada

arus yang mengalir pada rangkaian,

akibatnya transistor 1 dan 4 on karena basis

terbias, sehingga motor berputar. Sehingga

saat input A berlogika 1 maka input B akan

berlogika 0, jadi transistor 2 dan 3 akan off.

Pada saat input B berlogika 1, maka ada arus

yang mengalir pada rangkaian, akibatnya

transistor 2 dan 3 on karena basis terbias,

sehingga motor berputar tapi dengan arah

yang berlawanan.

2. Tujuan dan Rumusan Masalah

Tujuan :

Dalam percobaan robot line follower

digital dengan menggunakan IC komparator

bertujuan untuk mengetahui dan memahami

system sensor pada robot digital, serta

prinsip dari input-output mikrokontroler

dengan berbasis sensor cahaya serta

memahami prinsip kerja IC komparator

untuk robot line follower digital dan juga

mampu mendesain, memprogram dan

membuat robot line follower digital serta

mengetahui aplikasinya.

Rumusan masalah :

Bagaimana cara robot line follower

yang menggunakan IC komparator dan

prinsip kerja yang digunakan pada LCD dan

aplikasi dari robot line follower digital??

Metode Percobaan :

Adapun alat dan bahan yang digunakan

dalam praktikum ini yaitu:

1. Papan PCB

2. Multimeter

3. Kabel koneksi

4. IC komparator

5. Resistor

6. Led

7. Motor dc

8. Mikrokontroler ATmega 8

9. Motor driver L293D

10. LCD

11. Downloader

12. Software proteus

13. Code Vision AVR

Prosedur percobaan

Gambar 2.1

Pada percobaan robot line follower

digital dengan menggunakan IC komparator

yang pertama diakukan yaitu mendesain

rangaian desain seperti pada gambar

menggunakan software proteus dan setelah

itu kita membuat program dengan

menggunakan code vision AVR. Setelah

program yang kita buat sudah benar,

kemudian isi dari program code AVR di

ATmega 8 pada robot line follower digital

dengan menggunakan IC komparator yang

ada pada desain proteus. Kemudian robot

line follower digital dengan menggunakan

IC komparator yang ada pada desain proteus

diuji dengan menggunakan kedua sensor

yang ada pada rangkaian. Ketika ldr

diberikan cahaya maka motor akan mati dan

robot tidak akan bergerak.

Solusi dari Permasalahan

Merangkai rangkaian seperti gambar pada

proteus

Membuat program pada AVR

input isi program AVR kedalam mikrokontroler

ATmega8

uji rangkaianrobot line follower digital dengan menggunakan IC

komparator

Data dan Analisis :

Diagram Alir

Robot line follower digital sedikit berbeda

dengan line follower analog. Robot ini

menggunakan mikrokontroler yang berguna

sebagai pusat kontrol atau otak robot.

Mikrokontroler adalah sebuah chip atau IC

yang beroperasi sesuai dengan perintah-

perintah yang ditanamkan atau diprogram ke

dalam chip atau IC tersebut.

Secara garis besar, prinsip kerja robot line

follower digital hampir sama dengan robot

line follower analog. Perbedaan mendasar

kedua jenis robot ini yaitu robot line

follower menggunakan tegangan digital,

dengan dua jenis level tegangan, yaitu level

tegangan 5 volt atau biasa disebut dengan

high, dan level tengangan 0 volt atau biasa

disebut dengan low. pada line follower

digital menggunakan rangkaian sensor yang

terdiri dari LED yang berfungsi sebagai

pengirim/transmiter (Tx) dan sensor LDR

yang berfungsi sebagai penerima/receiver

(Rx).Jika sensor berada di atas garis putih

atau cahaya LED dipantulkan sempurna oleh

bidang dasar putih, tegangan keluaran

rangkaian sensor bernilai 0 volt (low).

Sebaliknya jika sensor berada di luar garis

putih atau cahaya LED tidak dipantulkan

oleh bidang dasar, tegangan keluaran sensor

bernilai 5 volt (high). Jarak antara LED dan

sensor LDR memengaruhi sudut pantulan

LED ke sensor LDR. Semakin jauh jarak

antara LED dan sensor LDR, semakin

sedikit cahaya yang dapat diterima oleh

sensor LDR. Hal ini menyebabkan

rangkaian sensor tidak sensitif. Sehingga

cahaya yang tertangkap oleh sensor LDR

tidak sempurna.

LED pada rangkaian sensor berfungsi untuk

memancarkan cahaya pada bidang

pantul/lintasan. Jika bidang berwarna putih

(terang) maka resistansinya kecil, cahaya

akan terpantul dan terbaca oleh sensor LDR.

Dalam keadaan ini, kondisi keluaran akan

menghasilkan logika low (0) atau sensor

mengeluarkan tegangan keluaran.

Sebaliknya jika bidang pantul pada lintasan

berwarna hitam, cahaya yang diterima oleh

sensor LDR sangat sedikit dan resistansi

keluarannya besar. Pada kondisi ini,

tegangan keluaran sensor LDR akan sesuai

dengan tegangan masukannya, dan kondisi

ini disebut logika high (1). Nilai high (1)

atau low (0) ini selanjutnya akan diolah oleh

komparator.

Rangkaian komparator adalah suatu

rangkaian penguatoperasional (op֊amp)

yang berfungsi sebagai pembanding antara

tegangan masukan (input) dengan tegangan

referensi. Rangkaian komparator

menggunakan IC LM393D yang memiliki 2

buah rangkaian op-amp di dalamnya.

Ketika sensor berada tepat di atas garis

putih, tegangan keluaran sensor akan

bernilai 0 volt (low). Nilai tegangan tersebut

akan dibandingkan dengan tegangan

referensi dan akan menghasilkan tegangan

keluaran komparator yang bernilai 0 volt.

Sebaliknya, jika tegangan keluaran sensor

bernilai antara 3-5 volt, tegangan keluaran

komparator akan bernilai 5 volt atau (high).

Pada robot line follower didesain dengan

posisi sensor di atas permukaan putih. Dua

buah sistem sensor di pasang pada pin C.4

dan C.5, sedangkan sistem actuator motor

DC dipasang pada Port B.1 dan B.0, untuk

motor kiri, D.5 dan D.6, dan untuk motor

kanan B.0 dan D.7. ketika inputan terhubung

dengan ground atau mempunyai resistansi

yang besar. Ketika PIN B.0=1 maka PORT

D.1 dan PORT D.2=1 maka motor kanan

akan bergerak.

3. Kesimpulan

Pada percobaan robot line follower digital

menggunakan IC komparator dapat

disimpulkan bahwa IC komparator

digunakan sebagai penguat operasional (op֊

amp) yang berfungsi sebagai pembanding

antara tegangan masukan (input) dengan

tegangan referensi.

References:

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

Asyik” Bolabot Techno Robotic School,

Bandung, 2012

[2] Malvino.”prinsip-prinsip elektronika I”

Erlangga, Jakarta,1994

[3] Malvino. “Prinsip-prinsip elektronika I”

Erlangga, Jakarta, 1994.Winarno &

Arifianto, D. “Bikin robot itu

gampang”. Kawan Pustaka, Jakarta,

2011.

[4] Andrianto, H. “ Pemrograman

mikrokontroler AVR ATmega 16

menggunakan bahasa C (Code Vision

AVR)”. Penerbit Informatika, Bandung,

2008.

[5] http://fahmizaleeits.wordpress.com/