MAKALAH

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG SEDERHANA

Disusun Oleh :

AHMAD KADAFI HUSIN

NPM. 12312366

PROGRAM STUDI STRATA 1

JURUSAN TEHNIK INFORMATIKA

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & KOMPUTER

PERGURUAN TINGGI TEKNOKRAT

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang mana telah memberikan Rahmat

dan Karunia-Nya serta kemudahan sehingga saya dapat menyelesaikan pembuatan makalah ini.

Tanpa pertolongan NYA saya tidak akan sanggup menyelesaikan makalah ini dengan baik, yang

merupakan tugas akhir pada perkuliahan praktikum elektronika dasar.

Makalah ini disusun agar pembaca dan memperluas ilmu tentang dasar-dasar elektronika

serta prinsip dasar pembuatan sebuah robot line follower. Makalah ini memuat tentang sebuah

pembuatan robot line follower analog sederhana.

Dalam penulisan makalah ini saya sebagai penyusun merasa masih banyak sekali

kekurangan dan keterbatasan baik secara teknis maupun non teknis dalam penulisan maupun

dalam penyusunan materi. Oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak kami harapkan

untuk penyempurnaan pembuatan makalah di kemudian hari.

Semoga Penyusun dan Pembaca diberi kemudahan untuk dapat memahami isi dari makalah

ini dan dapat bermanfaat. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada Bpk. Didik Sri Utomo,

S.Pd. selaku Dosen Pengampu dan pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas

makalah ini.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat untuk menambah pengetahuan serta menjadi

sumber inspirasi bagi pembaca, khususnya kepada mahsiswa dam mahasiswai Perguruan Tinggi

TEKNOKRAT.

Bandar Lampung, 14 Januari 2013

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi elektronika saat ini sudah sedemikian pesatnya yang

kadang-kadang berawal dari rangkaian-rangkaian sederhana yang biasa kita jumpai dalam

buku-buku hobby elektronika. Aplikasi dari Line Follower biasanya digunakan sebagai

motor mainan anak-anak dan juga sebagai sarana transportasi di area pabrik. Jadi dalam

makalah ini akan dijelaskan rangkaian elektronika dari Line Follower beserta cara kerjanya.

Robot ini merupakan salah satu bentuk robot beroda yang memiliki komponen

utama diantaranya, seperti resistor, dioda, transistor, Led yang dirangkai untuk

menghasilkan jenis kendaraan yang berjalan secara otomatis dengan kecepatan tertentu

mengikuti garis. Di dalam rangkaian Line Follower terdapat 3 bagian utama, yaitu bagian

sensor, komparator dan driver. Untuk bagian sensor digunakan photo dioda, photo

transistor atau LDR sebagai sensor cahaya, sedangkan komparator sebagai pembanding

tegangan dan untuk drivernya digunakan 2 buah motor sebagai penggerak rodanya.

Hasil uji coba rangkaian Line Follower ini menunjukkan performa yang mampu

berjalan di beberapa medan, diantaranya medan lurus, belok, naik, dan menurun.

2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :

1. Komponen yang diperlukan dalam pembuatan Line Follower.

2. Fungsi dari setiap komponen yang diperlukan dalam pembuatan Line Follower.

3. Prinsip kerja pada Line Follower.

4. Cara membuat rangkaian Line Follower.

3. Tujuan dan Manfaat

1. Mengetahui komponen-komponen elektonika yang menjadi fungsi-fungsinya sehingga

dapat mengaplikasikannya dalam bentuk sebuah rangkaian.

2. Mengetahui dan memahami sistem dan cara kerja Line Follower dengan segala kendala.

3. Mengetahui beberapa tehnik dasar-dasar elektronika seperti pembuatan PCB, etching

serta soldering.

4. Mengetahui bagaimana cara membuat rangkaian robot Line Follower.

4. Batasan Masalah

Dalam penyusunan makalah ini kami hanya membatasi materi mengenai :

1. Fungsi tiap komponen dalam rangkaian Line Follower yang terdiri dari rangkaian sensor,

komparator, dan driver.

2. Prinsip kerja dari Line Follower.

BAB III

DASAR TEORI

Dasar Hukum Elektronika

1. Hukum Kirchhoff1. Dalam rangkaian tidak bercabang, kuat arus listrik di setiap titik besarnya sama.

2. Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang keluar

dari titik percabangan itu.

3. Beda potensial pada rangkaian tidak bercabang adalah jumlah dari beda potensial

tersebut.

4. Tegangan pada rangkaian bercabang, besar beda potensial adalah sama.

2. Hukum Ohm1. Sebuah kawat penghantar mempunyai hambatan 1 Ohm apabila beda potensial 1 Volt

pada ujung-ujung kawat penghantar itu menghasilkan kuat arus sebesar 1 Ampere.

2. Resisitansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melalui resistor

tersebut.

Komponen-Komponen Line Follower

Komponen-komponen pada rangkaian Line Follower terdiri dari :

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan

terhadap aliran arus listrik. Penggunaan resistor dalam rangkaian berfungsi sebagai

penghambatarus listrik, memperkecil arus dan membagi arus listrik dalam suatu rangkaian.

Satuan yang dipakai untuk menentukan besar kecilnya nilai resistor adalah Ohm atau

disingkat dengan Ω (Omega). Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi

tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik

hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan agar komponen yang

diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi

tegangan.

Keterangan :

Untuk Resistor gelang 4 : gelang pertama angka, gelang kedua angka, gelang ketiga pengali

dan gelang keempat sebagai toleransi. Sedangkan untuk resistor gelang 5 : gelang pertama

angka, gelang kedua angka, gelang ketiga angka, gelang keempat pengali dan gelang kelima

sebagai toleransi. Untuk resistor gelang 6 sama seperti gelang 5 tetapi untuk gelang ke 6

sebagai koefisien suhu.

2. Trimpot (Trimmer Potentiometer)

Adalah potensiometer yang cara mengubah nilai tahanannya dengan cara mentrim dengan

menggunakan obeng trim. Pada televisi, trimpot biasanya digunakan untuk mengatur

besaran arus pada rangkaian oscilator, rangkaian driver, atau pada penyetelan

keseimbangan putih (white balance). bagian-bagian yang menggunakan trimpot berarti

bagian tersebut tidak sering dilakukan penyetelan dan biasanya hanya ditujukan untuk

maintenance.

3. Transistor

Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat pada rangkaian

elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor biasanya dibuat dari bahan

silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk transistor bipolar adalah

emitor, basis dan kolektor. Mereka dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P

yang menjadi satu sebagai tiga kaki transistor. Gambar di bawah memperlihatkan bentuk

dan simbol untuk jenis NPN. (Pada transistor PNP, panah emitor berlawanan arah).

Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis

transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus (short) atau

sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut:

1. Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor,

menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan

transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emitor

menyebabkan hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang disebut transistor mati

(off)

2. Pada PNP transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan

menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari basis ke

emitor ini akan membuat transistor mati (off).

Gb. Bentuk transistor

( PNP )

( NPN )

Cara kerja transistor :

• Untuk NPN, jika ada arus yang mengalir dari basis menuju emitor maka akan adaarus yang mengalir dari collector menuju emitor.

• Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka akan adaarus yang mengalir dari emitor menuju collector.

Hfe = Ic / Ib, dimana Ic >> Ib

Dimana : Hfe : besar penguatan

Ic : arus collector

Ib : arus basis

4. LED

LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk

temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan

ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa

energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya.

Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium,

arsenic dan phosporus.

Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Pada saat ini

warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED

berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan

menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan

tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya.

Gbr. Simbol LED

Sensor Cahaya

5. LDR (Light Depandent Resistor)

Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya.

Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ

atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan

ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus

listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya

otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan

tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi

dimana intesitas cahaya berubah secara drastis. Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi

cahaya yang ada di sekitar kita.

LDR

6. Photo Diode

Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, jika photodioda

terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak

mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan

yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran

cahaya menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-

n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodioda ini

mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.

Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh

Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung

besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.Photo dioda digunakan sebagai

komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya maupun dapat digunakan untuk membentuk

sebuah alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas cahaya dibawah 1pW/cm2 sampai

intensitas diatas 10mW/cm2. Photo dioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi

forward bias, kita dapat memanfaatkan photo dioda ini pada kondisi reverse bias dimana

resistansi dari photo dioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk.

Dioda peka cahaya adalah jenis dioda yang berfungsi mendektesi cahaya. Berbeda

dengandioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah menjadi arus listrik. Cahaya

yang dapatdideteksi oleh dioda peka cahaya ini mulai dari cahaya inframerah, cahaya

tampak, ultra ungusampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda peka cahaya mulai dari penghitung

kendaraan di jalanumum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa

peralatan dibidang medis.

Alat yang mirip dengan dioda peka adalah transistor foto (phototransistor).

Transistorfoto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak

(junction) base-collector untuk menerima cahaya.

Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan diodapeka

cahaya. Hal ini disebabkan karena electron yang ditimbulkan oleh foton cahaya padajunction

ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian kolektornya. Namun demikian,waktu

respons dari transistor foto secara umum akan lebih lambat dari pada dioda peka cahaya.

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian

pembanding, jika photo dioda terkena cahaya maka photodiode akan bersifat sebagai

tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya terdapat arus yang

mengalir ke rangkaian pembanding.

Gb. Photodiode

7. Motor Penggerak (Dinamo)

Motor adalah komponen yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dalam

kasus perancangan robot, umumnya digunakan motor DC, karena jenis motor tersebut

mudah untuk dikendalikan. Kecepatan yang dihasilkan oleh motor DC berbanding lurus

dengan potensial yang diberikan. Untuk membalik arah putarnya cukup membalik polaritas

yang diberikan.

8. Batterai

Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya

dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

1. batang karbon sebagai anode (kutub positif baterai)

2. seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)

3. pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Baterai disini berfungsi sebagai sumber tegangan untuk menyuplai tegangan ke

rangkaian robot. Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan

listrik 1,5 sampai 9 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang

dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa

terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer,

sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.

Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat mengubah energi

kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan

reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai

sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

Gb. Baterai

BAB III

PEMBAHASAN

1. Pengertian Robot Line Follower

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 di atas 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.

2. Rangkaian Robot Line Follower

Dari beberapa komponen di atas, maka dihasilkan sebuah rangkaian Line Follower.

Rangkaian Line Follower terdiri dari tiga bagian utama, yaitu rangkaian sensor, rangkaian

komparator (pembanding) dan rangkaian driver.

Gb. Rangkaian Line Follower Sederhana

Gb. PCB Layout Rangkaian Line Follower

Gb. Protype Rangakaian Line Follower

3. Cara Kerja Rankaian Line Follower

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.

Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sensor garis, yang

terhubung ke dua motor (kanan dan kiri) secara bersilang melalui sebuah komparator

rangkaian pembanding sinyal input). Sensor garis A (Kiri) mengendalikan motor kanan,

sedangkan sensor garis B (kanan) mengendalikan motor kiri.

• 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.

• Begitu sebaliknya ketika sensor B mendeteksi garis, motor kiri aktif dan motor kanan

mati, maka robot akan berbelok ke kanan.

• Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan robot akan

bergerak maju.

BAB IV

PROSES PERAKITAN

1. ALAT DAN BAHAN

Daftar komponen yang dibutuhkan :

Alat yang dibutuhkan :

1. Solder, timah solder dan kabel secukupnya2. Kotak baterai 6V3. Roda bekas (Roll on parfume)4. Bor PCB5. Lem Lilin6. Setrika Listrik7. Glossy paper8. Printer laser (Mesin fotocopy)9. Cairan FeCl10. Multitester analog /digital

2. PROSES PEMBUATAN

Langkah-langkah untuk merakit robot ini sebagai berikut :

1. Siapkan PCB, kemudian gambar komponen sesuai rangkaian di atas, saya

menyarankan untuk mengunakan Live Wire bagi pemula, setelah gambar rangkaian

convert rangkaian tersebut dengan mengunakan PCB wizard jadi hal yang harus

Nama Kompenen Jumlah SatuanMotor DC 2 BuahLDR 2 BuahLED 2 BuahVariable Resistor 100K 2 BuahR 1K 2 BuahR 330 2 BuahTransistor PNP 2 BuahTransistor NPN 2 BuahPCB 10x5 cm 1 BuahPCB Bolong 1 Buah

kalian punya adalah kedua software tersebut sebelum melakukan perakitan, setelah

itu print layout PCB tersebut pada kertas glossy 100gr menggunakan printer laser.

Gbr Proses Pengconvertan dari Line Follower ke PCB Wizard.

2. Setelah gambar layout terprint letakan gambar tersebut di atas permukaan PCB pada

bagian yang terdapat tembaga dan gunakan strika untuk merekatkan gambar

tersebut dengan PCB dengan suhu maksimum stirka.

3. Setelah rekat rendam PCB tersebut di dalam air selama 2 menit kemudian bersihkan

perlahan menggunakan jari anda setelah bersih (hanya garis hitam yang melekat

pada PCB) masukan PCB ke dalam larutan FeCl, pengunaan FeCl harus berhati-hati

karena merupakan zat kima yang berbahaya, rendam PCB terbut ke dalam larutan

FeCl hingga bagian tembaga hilang.

4. Setelah itu bersihkan terlebih dahulu dengan air, kemudian bersihkan jalur hitam

pada PCB tersebut menggunakan thinner.

5. Setelah bersih bor PCB sesuai dengan penempatan kaki kompenen.

6. Setelah semua di bor lalu pasang dan solderlah komponen sesuai rangkaian diatas.

7. Beri tegangan 9V, atur pemberian cahaya pada LDR tersebut dengan Membuka atau

menutup permukaan LDR tersebut dengan jari atau kertas, atur

trimpot/potensiometer sehingga hasilnya optimal. Bagian ini ialah bagian yang paling

kritis di dalam pembuatan robo tini, karena kalau tuning tidak tepat, aka robot beralan

tidak sesuai jalur yang dibuat.

8. Pasanglah PCB dan pendukungnya, hubungkan kabel ke motor DC ke keluaran

PCB, hubungkan baterai 9V

9. Jika sudah dirakit cobalah jalankan pada lantai yang sudah dipasang jalur hitam

berkelok (dapat menggunakan lakban), maka robot akan beralan mengikuti jalur

tersebut. Jika sensor kurang sensitif, putarlah perlahan-lahan trimpot/potensiometer

robot tersebut, untuk hasil yang optimal. Pastikan sensor LDR berada cukup dekat

dengan lantai. Jika putaran motor terlalu cepat, Anda dapat mengatur besar

tegangan motor DC tersebut.

BAB V

KESIMPULAN

Membuat robot itu mudah, tidak sesulit seperti apa yang kita bayangkan, asalkan kita

mau belajar dan mau mendalami serta memahami hal-hal mengenai robotika. Memang pada

awalnya membuat robot terlihat ribet dan ruwet, akan tetapi apabila kita sudah mulai

mengerjakan, maka dapat dengan mudah kita melanjutkannya dan menikmati hasilnya. Alat dan

bahan yang digunakan untuk membuat robotika juga dapat kita jumpai dengan mudah, karena

dijual di toko-toko elektronik terdekat. Tak sedikit dari bahan yang digunakan harganya murah,

karena untuk mendapatkan hasil yang berkualita baik maka kita harus rela mengeluarkan uang

untuk membeli keperluan lain-lain.

Dengan membuat robot, maka kita dapat menciptakan imajinasi dan menambah

kekreativitasan kita, serta dapat lebih mendalami penguasaan mengenai ilmu pengetahuan dan

teknologi dasar. Sehingga, tidak hanya cenderung mengenal teori nya saja, akan tetapi juga

dapat langsung praktiknya.

DAFTAR PUSTAKA

Dedy Rusmadi, Aneka Rangkaian Elektronika Alarm dan Bel Listrik, Pioner Jaya, Bandung, 2005.

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Pelatihan Line Tracer, ITS, 2006.

http://id.wikipedia.org/wiki/