Membuat Robot Line follower digital part 1 (elektronik)

            Pada postingan sebelumnya sudah dijelaskan tentang Robot Line Follower analog. Sekarang kita akan membahas tentang robot line follower yang sedikit lebih canggih. Ya,  robot line follower digital menggunakan mikrokontroller untuk mengatur kecepatan Motor DC berdasarkan data dari sensor. Pada postungan ini akan dibahas tentang bagian elektroniknya saja. Untuk membaca bagian programming-nya bisa dilihat di postingan Membuat Robot Line follower digital 2 (programming)

Biasanya, line follower digital dibuat dengan beberapa sensor cahaya untuk mendeteksi garis karena menggunakan mikrokontroller sebagai otaknya yang tentunya bisa deprogram untuk mengolah beberapa data sensor cahaya sekaligus. Contoh gambar Robot line follower digital dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Robot Line Follower Digital.

Sumber: nurulhanifah06.wordpress.com

Dalam postingan ini akan dijelaskan cara membuat robot line follower digital dengan menggunakan 8 sensor cahaya dan driver motor menggunakan IC L293D. Dengan menggunakan IC L293D sebagai driver motor maka dimungkinkan untuk mengatur kecepatan Motor DC dengan PWM

Note : PWM adalah  singkatan dari Pulse Width Modulation yang merupakan salah satu fungsi yang bisa dilakukan dengan mikrokontroller. PWM adalah teknik modulasi untuk mengubah nilai duty cycle dengan nilai frekuensi dan amplitude yang tetap. Apabila diterapkan untuk mengatur Motor DC, semakin besar nilai duty cycle maka akan semakin tinggi kecepatan motor. Pada mikrokontroller dalam hal ini mikrokontroller Atmel, PWM bisa diatur 8 bit atau 10 bit.

Untuk membuat robot line follower digital, mikrokontroller yang biasa digunakan adalah ATMega 8535, ATMega 16, dan ATMega 32. Pada dasarnya ketiga mikrokontroller ini sama saja. Perbedaannya hanya pada kapasitas memory yang dimiliki oleh mikrokontroller ini. Tetapi berdasarkan pengalaman beberapa orang yang telah membuat line follower dengan mikrokontroller ATMega termasuk pengalaman saya, mikrokontroller yang paling bagus digunakan adalah ATMega 8535 karena memiliki respon yang sangat baik pada saat perubahan data sensor dengan cepat. Artinya dengan menggunakan ATMega 8535 maka robot line follower akan lebih jarang keluar dari jalus garis yang harus diikuti dalam kecepatan yang cukup tinggi. Tetapi apabila memerlukan memory yang cukup besar karena banyaknya line program yang mau dibuat maka bisa digunakan ATMega 16 atau ATMega 32.

Robot line follower digital terdiri dari empat rangkaian utama yaitu rangkaian sensor, rangkaian komparator, rangkaina minimum system ATMega 8535, dan rangakaian driver Motor DC menggunakan IC L293D. rangkaian sensor dan rangkaian komparator sama seperti rangkaian yang digunakan pada line follower analog. Hanya saja untuk line follower digital dibuat sebanyak 8 sensor dan 8 komparator. Rangkaian sensor dapat dilihat pada Gambar 2 sedangkan rangkaian komparator dapat dilihat pada Gambar 3.

Komponen yang dibutuhkan untuk rangkaian sensor adalah Resistor 330 ohm,  Resistor 10k ohm, LED, dan Photodiode.

Komponen yang dibutuhkan untuk membuat rankaian komparator adalah IC LM358, Trimpot 20K ohm

Gambar 2. Rangkaian sensor

Gambar 3. Rangkaian komparator

            Cara kerja dari kedua rangkaian ini sama saja seperti yang dijelaskan pada postingan tentang membuat robot line follower analog. Jadi saya tidak perlu menjelaskannya lagi. Semua output Op-Amp dihubungkan ke PORT A pada ATMega 8535. misalnya sensor line follower dibuat dengan urutan seperti pada gambar dibawah ini

Maka komparator untuk sensor 1 dihubungkan ke Port A.0 dilanjutkan secara beruutan hingga komparator untuk sensor 8 dihubungkan ke Port A.7.

            Rangkaian berikutnya adalah rangkaian minimum system (Minsys) ATMega 8535. Gambar rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Minimun system ATMega 8535.

Sumber: electricse.wordpress.com

            Minimum system ATMega ini berfungsi untuk tambahan pada ATMega 8535 supaya bisa digunakan. Komponen yang ditambahkan antara lain XTALL yang berfungsi memberikan clock pada ATMega 8535, tombol Reset sehingga proses pada ATMega 8535 dapat direset, dan terminal-terminal untuk pin-pin pada ATMega 8535 supaya mudah diakses. Hal ini karena ATMega 8535 hanya dijual berupa chip yang mempunya 40 pin seperti pada gambar 5. Sedangkan fungsi pin-pinnya dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 5. Chip ATMega 8535

Sumber: setiadidot.blogspot.com

Gambar 6. Fungsi pin ATMega 8535

Sumber: avrhelp.mcseles.com

            Nah, rangkaian yang terakhir adalah rangkaian driver Motor DC dengan menggunakan IC L293D. IC L293D adalah IC driver yang memungkinkan penggunaan fungsi PWM karena pada IC L293D terdapat pin Enable yang menjadi input PWM. Gambar IC L293D dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Fungsi pin IC L293D

Sumber: www.robotix.in

            Baiklah saya akan menjelaskan tentang IC L293D. Pada IC ini terdapat input 1 dan input 2 serta output 1 dan output 2. Input 1 dan input 2 berfungsi untuk memberikan logika pada output 1 dan output 2. Output 1 dan output 2 akan dihubungkan ke terminal yang terdapat pada Motor DC sehingga akan mempengaruhi arah putaran Motor DC.. misalnya ketika input 1 diberi logika 1 (logika 1 = tegangan 5V) dan input 2 diberi logika 0 (logika 0 = 0V) maka Motor DC akan beruputar searah jarum jam (CW : Clock Wise) sedangkan apabila input 1 diberi logika 0 dan input 2 diberi logika 1 maka Motor DC akan berputar berlawanan arah jarum jam (CCW : Counter Clock Wise). Namun apabila keduanya diberi logika 0 maka Motor DC akan berhenti.

            Pada IC juga terdapat pin Enable 1,2 yaitu berfungsi untuk mengizinkan output 1 dan output 2 mengeluarkan tegangan ke Motor DC. Jadi apabila pin Enable 1,2 diberi logika 0 maka Motor DC tidak akan berputar. Sedangkan apabila diberi logika 1 maka Motor DC akan berputar dengan arah sesuai logika pada pin input 1 dan input 2. Ketika  pin Enable 1,2 diberi input sinyal PWM maka kecepata motor akan berbanding lurus dengan besarnya duty cycle. Hal yang sama juga berlaku untuk pin input 3, input 4, output 3, output 4, dan Enable 3,4 yang berfungsi untuk mengontrol 1 Motor DC. Jadi dalam satu IC L293D kita bisa mengontrol 2 Motor DC sekaligus.

            Rangkaian driver Motor DC dapat dilihat pada gambar 8.

Gambar 8. Rangkaian driver Motor DC dengan IC L293D.

            Demikianlah saya jelaskan tentang bagian elektronik robot line follower digital untuk bagian elektroniknya. bagian programming line follower digital dapat dilihat dipostingan berikutnya. semoga ilmunya bermanfaat :) 

.........Coming Soon,  3 level line follower digital programming