Gambar Rangkaian Kontrol Motor

Sumber : http://arduino.cc

LDR Sebagai Sensor

LDR singkatan dari Light Dependent Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah-ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperature negative, dimana resistansinya dipengaruhi oleh intrensitas cahaya. LDR dibentuk dari cadium Sulfied (CDS) yang mana CDS dihasilkan dari serbuk keramik. Secara umum, CDS disebut juga peralatan photo conductive, selama konduktivitas atau resistansi dari CDS bervariasi terhadap intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya yang diterima tinggi maka hambatan juga akan tinggi yang mengakibatkan tengangan yang keluar juga akan tinggi begitu juga sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.

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.

Namun perlu juga diingat bahwa respon dari rangkaian transistor akan sangat tergantung pada nilai LDR yang digunakan. Lebih tinggi nilai tahanan nya akan lebih cepat respon rangkaian.

Akan lebih mudah mengatur respon rangkaian bila kita menggunakan Op-Amp sebagai penguat atau saklar pada rangkaian LDR. Kita bisa gunakan berbagai jenis Op-Amp yang tersedia. Kalau tersedia jenis CMOS atau yang lain tidak akan mempengaruhi penampilan LDR pada rangkaian.

Tergantung pada aplikasi rangkaian yang akan kita rakit. Apakah keluaran Op-Amp akan tinggi saat LDR tidak mendapat cahaya atau Keluaran Op-Amp akan mencapaitegangan supply pada saat LDR mendapat cahaya. Gunakan rangkaian dasar Op-Amp Inverse atau Non-inverse.

Dengan sifat LDR yang demikian, maka LDR (Light Dependent Resistor) biasa digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis. Atau bisa juga kita gunakan di kamar kita sendiri.

LINE TRACER

Sensor merupakan suatu piranti elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran-besaran fisik yang ada di alam menjadi besaran elektrik yang dapat dimengerti oleh rangkaian elektronika. Dalam proyek kita kali ini menggunakan sensor intensitas cahaya yang difungsikan untuk mendeteksi adanya garis putih pada lapangan dengan warna hitam.

Photo Dioda
Photo dioda disini 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.

Rangkaian sensor garis
Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian pembanding, jika photo dioda terkena cahaya maka photo diode akan bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.






Rangkaian Komparator
Jika rangkaian sensor telah sempurna, maka dilanjutkan dengan rangkaian pembanding, kemudian dengan langkah yang sama dengan diberikan dasar terang dan gelap, kedua perbedaan kondisis yang diberikan akan ditunjukan oleh nyala LED A atau B



Pada rangkaian ini telah ditentukan tegangan referensinya dengan dengan mengatur variable resistor 3k sebagai tegangan pembanding.Jika tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian ini dari rangkaian sensor maka tegangan masukan untuk rangkaian ini adalah 0V, akaibatnya pada IC1 tegangan di terminal (+) > (-) maka keluaranya saturasi, maka LED A on, sedangkan pada IC2 sebaliknya maka LED B off.

Jika pada arus yang mengalir ke rangkaian ini dari rangkaian sensor maka tegangan masukan untuk rangkaian ini mendekati Vcc, akibatnya pada IC2 tegangan di terminal (+) > (-) maka keluarannya saturasi, maka LED B on,sedangkan pada IC1 sebaliknya maka LED A off. Maka kondisi antara titik A dan B akan selalu keterbalikan.


Driver Motor
Driver motor berfungsi sebagai piranti yang bertugas untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor maupun kecepatan putar motor.
Driver type H digunakan untuk mengontrol putaran motor yang dapat diatur arah putarannya CW (searah jarum jam) maupun CCW (berlawanan jarum jam). Driver ini pada dasarnya menggunakan 4 buah transistor untuk switching (saklar) dari putaran motor dan secara bergantian untuk membalik polaritas dari motor.

(sumber : luxsman.blogspot.com)

LENGAN ROBOT ROB3 SEBAGAI PENJEJAK BENDA

Setiap link diberi nomor dimulai dari bagian basement yang tidak bergerak. Basement disebut sebagai link 0. Batang robot yang bergerak dan berhubungan dengan basement disebut link 1. Batang bergerak yang berhubungan dengan link 1 disebut link 2 dan seterusnya. Lengan robot ROB3 terbentuk oleh link 0, link 1, link 2, link 3, link 4 dan end efector. Lengan robot ROB3 memliki empat buah joint yang masing-masing memiliki satu derajat kebebasan kecuali joint yang menghubungk an link 3 dengan end efector yang memiliki dua derajat kebebasan. Joint penghubung link 3 dengan end efector dianggap terdiri atas dua buah joint yaitu joint 4 dan joint 5. Disamping itu peletakan joint 1 adalah berhimpitan denga

n peletakan joint 2 dengan tujuan untuk mendapatkan parameter standar yang tepat.

Gambar 3.1 menunjukkan peletakan frame yang digunakan dalam penulisan ini. Frame pertama adalah basemen yang disebut sebagai frame {0}. Frame yang terakhir digunakan untuk menunjukkan posisi end efector saat membentuk gerakan berputar dan disebut frame {5}. Frame {4} dan frame {5} mempunyai pusat yang

sama walaupun arah putarannya berbeda.

Karena pembentukan gerakan robot dipeng

aruhi oleh θ₅, maka perubahan θ₁ , θ₂ dan θ₃ dipengaruhi oleh θ₅. Dalam perancangan ini gerakan benda yang diikuti robot hanya gerakan ke kiri, ke kanan, ke atas dan ke bawah. Sudut yang berpengaruh untuk pembentukan gerakan ke kiri dan ke kanan adalah θ₁. Karena sumbu putar θ₁, yaitu Z₁, paralel dengan sumbu putar θ₅, yaitu Z₅, walaupun keduanya berlawanan arah. Sedangkan untuk gerakan ke atas dan ke bawah, pembentukan gerakan dipengaruhi oleh θ₂ dan θ₃. Karena masing-masing sumbu putar d

ari kedua sudut ini, Z₂ dan Z₃, saling tegak lurus dengan

sumbu putar θ₅, yaitu Z₅.

Gerakan vertikal FC

Algoritma ini dimulai dengan pembacaan sudut θ₃. Sudut ini tidak boleh melebihi batas maksimum yang diperbolehkan. Jika syarat ini dipenuhi maka proses dapat dilanjutkan dengan pemilihan motor yang akan digunakan untuk menggerakkan link 3, penentuan kecepatan putaran motor, serta penentuan arah putaran motor yang akan menentukan arah putaran link 3. Dilanjutkan dengan pembacaan θ₂ setelah itu dilakukan pengecekan. Jika θ₂ melebihi batas maksimum yang diperbolehkan bagi θ₂, maka pengerjaan sub rutin ini diakhiri dengan pembentukan tabel PWM bagi motor 3 dan pengaktifan motor 3. Namun hal ini tidak berlaku bagi motor 2 yang menggerakkan link 2. Tetapi jika θ₂ tidak melebihi batas maksimum bagi θ₂, maka setelah persiapan untuk mengaktifkan motor 3 selesai dilakukan, dilanjutkan dengan mempersiapkan pengaktifan motor 2 yang meliputi pemilihan motor yang akan digunakan, penentuan kecepatan motor serta penentuan arah putaran motor. Setelah itu dilanjutkan pembentukan tabel PWM bagi motor 2 dan motor 3. Setelah sinyal PWM siap untuk dibangkitkan, dilanjutkan dengan mengaktifkan enable driver motor 2 dan 3 secara bersamaan.

Jika pada awal sub rutin, saat pengecekan θ₃, ternyata didapatkan bahwa θ₃ melebihi batas maksimum yang diperbolehkan, maka proses berikutnya yang dikerjakan adalah pemeriksaan θ₂. Jika θ₂ melebihi batas maksimum yang diperbolehkan maka sub rutin ini berakhir tanpa ada satupun dari motor 2 dan motor 3 yang diaktifkan. Sedangkan jika hasil pemeriksaan θ₂ diperoleh hasil bahwa θ₂ masih berada dalam rentang yang diperbolehkan maka proses berikutnya yang dikerjakan adalah melakukan persiapan bagi pengaktifan motor 2. Motor yang diaktifkan hanya motor 2 karena hanya θ₂ yang tidak melebihi batas maksimum yang diperbolehkan sehingga motor 3 tidak diaktifkan karena θ₃ melebihi batas maksimum yang diperbolehkan. Persiapan bagi pengaktifan motor 2 meliputi : pemilihan motor yang dapat digunakan, penentuan kecepatan dan penentuan arah putaran motor. Setelah itu proses diakhiri dengan pembentukan tabel PWM dan pengiriman sinyal PWM ke motor.

Untuk gerakan ke bawah yang membedakannya dengan gerakan ke atas hanya pada batasan yang tidak boleh dilewati oleh θ₂ dan θ₃. Masing-masing sudut θ₂ dan θ₃ tidak boleh kurang dari batas minimumnya masing-masing.

Gerakan Mendatar FC

Sub rutin untuk gerakan lengan ke kanan, seperti ditunjukkan gambar 5.1, diawali dengan pembacaan sudut θ₁ dengan cara mengakses kanal ADC yang digunakan untuk mengkonversi tegangan keluaran potensiometer pada motor 1. kemudian dilakukan pengecekan pada data hasil pembacaan tersebut. Jika data melampaui batas yang diperbolehkan maka tidak akan dilakukan pengaktifan motor 1 untuk menggerakkan link 1. tetapi jika data hasil pembacaan menunjukkan bahwa posisi sudut θ₁ masih berada dalam rentang yang diperbolehkan maka dilanjutkan dengan proses pengaktifan motor 1. Pengaktifan motor 1 didahului dengan pengisian register untuk memilih motor yang diaktifkan. Setelah itu dilakukan pemilihan duty cycle yang diinginkan untuk sinyal PWM yang akan digunakan untuk menggerakkan motor. Berikutnya adalah penentuan arah putaran motor, apakah motor akan bergerak searah atau berlawanan arah jarum jam. Lalu dilakukan pembentukan tabel PWM berdasarkan duty cycle dan arah yang sudah dipilih. Tabel PWM berupa sekumpulan data HIGH dan LOW yang disimpan dalam memori. Data ini akan dikeluarkan pada port 1 sehingga terbentuk sinyal PWM yang dapat menggerakkan motor. Tahap terakhir adalah tahap untuk mengeluarkan sinyal PWM dan memberikan kondisi HIGH pada kaki enable driver motor sehingga motor dapat bekerja. Setelah sub rutin ini selesai dikerjakan maka program kembali melakukan pembacaan sinyal ultrasonik untuk mengambil keputusan jenis gerakan yang akan dilakukan selanjutnya. Jika perubahan kondisi sinyal tidak terlalu besar maka sub rutin ini dikerjakan berulang-ulang. Proses ini terjadi sangat cepat sehingga seolah-olah robot tetap berada pada kondisi yang sama untuk waktu yang lama selama perubahan posisi benda yang dideteksi oleh sensor ultrasonik tidak terlalu besar.

Proses pembentukan gerakan ke kiri secara umum sama dengan proses pembentukan gerakan ke kanan. Yang membedakan adalah batasan θ₁ yang diperbolehkan. Untuk putaran link 1 ke kanan θ₁ tidak boleh melebihi batas maksimum θ₁ sedangkan untuk putaran link 1 ke kiri, θ₁ tidak boleh kurang dari batas minimumθ₁ yang diperbolehkan. Selain itu pemilihan arah putaran link 1 pada putaran ke kiri berbeda dengan arah putaran link 1 untuk arah putaran ke kanan. Jika pada putaran ke kanan dipilih arah searah jarum jam, maka pada putaran ke kiri dipilih arah sebaliknya yaitu berlawanan arah jarum jam.

Robot dapat bergerak mengikuti benda dengan baik untuk arah gerakan benda mendatar. Sedangkan untuk arah gerakan vertikal, robot masih belum dapat bergerak mengikuti gerakan benda dengan baik.

Robot dapat mengikuti benda jika jarak benda kurang dari ±10 cm dari pasangan pengirim-penerima gelombang ultra sonik. Jarak benda terhadap pasangan pengirim-penerima gelombang ultra sonik berpengaruh pada besar kecilnya intensitas gelombang yang ditangkap penerima gelombang ultra sonik. Semakin dekat jarak benda, semakin besar intensitas gelombang ultra sonik yang diterima oleh sensor ultra sonik.

sumber :

Parida Yuanita Widayanti , Bambang Sutopo (UGM)