KATA PENGANTAR
Alhamdulillah segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kita rahmat dan kasih sayang-Nya kepada kita. Selawat beserta salam tak lupa pula penyusun ucapkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam kebodohan ke alam yang berilmu pengetahuan. Makala Makalah h ini penyus penyusun un susun susun untuk untuk meleng melengkap kapii tugas tugas Mata Mata Kulia Kuliah h Pengan Pengantar tar Roboti Robotika ka yang yang berjud berjudul ul “SENSOR”. Penyusun Penyusun mengucapk mengucapkan an terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak M. Basyir, MT. yang telah membimbing dalam Mata Kuliah Pengantar Robotika dan dalam penulisan makalah ini. Penyus Penyusun un menyad menyadari ari dalam dalam penyu penyusun sunan an artike artikell ini masih masih banyak banyak terdapat kesalahan dan kekurangan, untuk itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang dapat membangun untuk perbaikan pada masa yang akan datang. Selanjutnya penyusun ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah telah memban membantu tu dalam dalam rangka rangka penyu penyusun sunan an makala makalah h ini, ini, semog semogaa jasa jasa baik baik mereka mendapat balasan dari Allah SWT.
Matangglumpangdua, Matangglumpangdua, Desember 2009
Penyusun
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.......... PENGANTAR...................... ........................ ........................ ........................ ........................ .......................... ..............
i
DAFTAR ISI..................... ISI................................. ........................ ........................ ........................ ........................ .............................. .................. ii SENSOR................ SENSOR........................... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............................... ................... 1 1. Sensor Api........... Api....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ......... 1 2. Sensor-Sensor Keperluan Khusus.................. Khusus.................................................... ..................................
1
Tekanan........................... ....................... ....................... ........................ ........................ ..................... ......... 2 3. Sensor Tekanan............... 4. Sensor Infrared Pasif..................... Pasif................................ .................................................... .........................................
2
SEKILAS TENTANG LINE FOLLOWER ROBOT................................ 4 1. Sensor................... Sensor.............................. ....................... ........................ ........................ ........................ ................................. ..................... 4 2. Motor................. Motor............................. ........................ ........................ ....................... ........................................... ................................... ... 5 3. Roda................. Roda............................. ........................ ........................ ........................ ........................ ................................. ........................ ... 6 4. Mikrokontroller................ Mikrokontroller............................ ........................ ........................ ........................ .............................. ..................
ii
7
SENSOR
1. Sensor
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunya mempunyaii keluaran keluaran sesuai yang kita inginkan inginkan dan dapat dapat langsung langsung dibaca pada keluarannya. Ada berbagai macam sensor yang ada dipasaran, namun berhubung aplik aplikasi asi yang yang akan akan diwuj diwujudk udkan an pada pada peran perancan cangan gan kali kali ini adalah adalah sistem sistem pendetek pendeteksi si dan pengaman pengaman kebakaran kebakaran,, maka penulis penulis hanya akan membahas membahas sensor suhu dan sensor asap, mengingat aplikasi dan perancangan yang akan dibahas nanti berhubungan dengan kedua sensor ini.
2. Sensor-sensor Keperluan Khusus
Sensor-sensor jenis ini adalah merupakan sensor yang digunakan secara spesifik untuk robot-robot dengan tujuan tertentu. Contohnya, sensor api untuk robot yang difungsikan bekerja untuk memadamkan api, sensor medan magnet pad padaa komp kompas as digi digita tall untu untuk k mene menent ntuk ukan an arah arah robo robot, t, sens sensor or PIR PIR untu untuk k mendeteksi gerakan manusia dan lain-lain.
1
3. Sensor Api (Hamamatsu UVTRON)
Hamamatsu UVTRON R2868 adalah sebuah sensor yang mendeteksi adanya nyala api yang memancarkan sinar ultraviolet. ultraviolet. Pancaran cahaya ultraviolet dari sebuah nyala lilin berjarak 5 meter dapat dideteksi oleh sensor ini. Sensor ini juga dapat mendeteksi beberapa fenomena yang tak nampak seperti transmisi tegangan tinggi.
Gambar : UVTRON R2868 4. Sensor Tekanan (MPX4100)
MPX410 MPX4100 0 adalah adalah sebuah sebuah sensor sensor tekana tekanan n yang yang sudah sudah dileng dilengkap kapii dengan dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan temperatur kalibrator yang membuat sensor ini ini stabil stabil terhad terhadap ap peruba perubahan han suhu. suhu. Untuk Untuk akuras akurasii penguk pengukura uran n sensor sensor ini menggunakan teknik micro machine, thin film metalization dan proses bipolar semiconductor.
Gambar 4 MPX4100A
2
Deng Dengan an adan adanya ya rang rangka kaia ian n peng pengko kond ndis isii siny sinyal al,, sens sensor or ini ini dapa dapatt terhubung langsung pada Analog to Digital Converter. Rangkaian pengkondisi pengkondisi sinyal menghasilkan tegangan analog dengan Skala Penuh (Full Scale) hingga 5 Volt. Sensor Sensor tekanan tekanan pada aplikasi aplikasi robotik robotik seringka seringkali li digunakan digunakan sebagai sebagai feedback mechanic di mana sistem mikrokontroler dapat mendeteksi kondisi mekanik pada saat itu. Contohnya untuk mendeteksi kuat lemah cengkeraman robot atau menghitung beban yang diletakkan pada robot.
5. Sensor Infrared Pasif / PIR (RE200B)
PIR atau Passive Infrared adalah merupakan sebuah sensor yang biasa digu diguna naka kan n untu untuk k mend mendet etek eksi si kebe kebera rada daan an manu manusi sia. a. Apli Aplika kasi si ini ini bias biasaa digunakan untuk system alarm pada rumah-rumah atau perkantoran. Proses kerja sensor ini dilakukan dilakukan dengan dengan mendeteksi mendeteksi adanya radiasi radiasi panas tubuh manusia yang diubah menjadi perubahan tegangan. Namun perubahan tegangan pada PIR sangatlah kecil yaitu berkisar pada ordo 10 hingga 20 milivolt atau bahkan lebih kecil lagi. Hal ini sangat terg tergan antu tung ng dari dari bebe bebera rapa pa fact factor or yait yaitu, u, pana panass tubu tubuh h dari dari manu manusi siaa yang yang didet dideteks eksi, i, jarak jarak dengan dengan sensor sensor maupu maupun n suhu suhu lingk lingkung ungan. an. Oleh Oleh karena karena itu diperlukan rangkaian penguat non inverting amplifier terlebih dahulu.
3
SEKILAS TENTANG LINE
FOLLOWER ROBOT (LIFOBOT)
Lifobot adalah kependekan dari Line Follower Robot - sebuah jenis robot yang termasuk kedalam kategori robot mobile yang di desain untuk bekerja secara autonomous dan memiliki kemampuan dapat mendeteksi dan bergerak mengikuti ( follows) follows) garis yang ada di permukaan. Sistem kendali yang digunakan digunakan dirancang dirancang untuk bisa merasakan jalur garis garis yang ada dan melakukan manuver gerakan agar tetap bisa mengikuti garis tersebut. Robot jenis ini lumayan banyak diminati bagi mereka yang baru belajar teknologi robot. Bahkan kompetisi-kompetisi Line kompetisi-kompetisi Line Follower Robot , secara rutin sering diadakan di berbagai universitas di indonesia. Dala Dalam m bida bidang ng indu indust stri ri,, robo robott jeni jeniss ini ini seri sering ng digu diguna naka kan n
untuk
memi memind ndah ahka kan n bara barang ng dari dari satu satu temp tempat at ke temp tempat at yang yang lain lain.. Deng Dengan an memodifikasi sedikit sensornya maka robot line follower bisa dikembangkan menjadi Robot Wall Follower , sebuah robot yang bisa bergerak mengitari follower secara garis besar dinding. Komponen – komponen dari robot line follower secara bisa dijelaskan sebagai berikut : 1. Sensor
Sensor, dapat dianalogikan sebagai ‘mata’ sebuah robot yang berfungsi untuk ‘membaca’ garis hitam dari track robot. Sehingga robot mampu mengetahui kapan dia
4
akan berbelok ke kanan, kapan dia berbelok ke kiri dan kapan dia berhenti. Sensor yang digunakan adalah sensor cahaya yang dipasang di bagian depan bawah robot, sehingga mampu mengetahui garis terang dari latar belakang gelap atau sebaliknya. Sensor yang dipakai biasanya photo reflector, LDR ( Light Dependent Resistor Resistor ), Photo Photo Dioda, dan Photo Photo Transi Transisto storr - yang dipasang dua atau lebih dibagian depan bawah robot line follower . Ada juga yang menggunakan kamera sebagi sensor (atau image sensor ) agar resolusi pembacaan garis lebih tinggi, sehingga menjadikan gerakan robot lebih akurat Prinsip Prinsip kerja dari sensor sensor tersebut tersebut sederhana, sederhana, Ketika transmitter transmitter (infrared) (infrared) memancarkan cahaya cahaya ke bidan bidang g berwar berwarna na putih, putih, cahaya cahaya akan akan dipan dipantul tulkan kan hampir hampir semuanya semuanya oleh bidang berwarna berwarna putih putih tersebut. tersebut. Sebalikn Sebaliknya, ya, ketika ketika transmitter memancarkan transmitter memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang masuk ke receiver tinggal sedikit. Agar mampu dibaca oleh mikrokontroler, maka tegangan sensor harus disesuaikan dengan level tegangan TTL yaitu 0 – 1 volt untuk logika 0 dan 3 – 5 volt untuk logika 1. Hal ini bisa dilakukan dengan memasang operational amplifier yang difungsikan sebagai komparator.
2. Motor
Mot Motor bisa bisa diib diibar arat atka kan n kaki kaki dari dari robo robott untu untuk k berjalan berjalan.. Untuk Untuk menggerakkan Line Follower dapat digunakan 2 pilihan motor yaitu motor DC atau motor servo. Jika ingin menggunakan motor DC, maka harus dipakai motor DC yang sudah terpasang sistem gear ( Geared Motor DC). Jenis seperti
5
ini masih sulit dijumpai dipasaran, sehingga pilihan sering jatuh ke motor servo. Keuntungan lain dari motor servo adalah motor servo dapat dikontrol langsung dari mikrokontroler PIC16F84 tanpa tambahan IC-Driver lagi.
3. Roda
Tentu tidak lengkap jika motor tidak dilengkapi dengan roda, roda yang digunakan dalam line follower ini bisa bermacam – macam jenisnya, mulai dari merek, tipe, dimensi dan lain sebagainya. Umumnya Robot Line Follower dikategorikan berdasarkan jumlah roda yang dimilikinya dimilikinya.. Mulai Mulai dari robot robot dengan dua roda, tiga roda atau empat roda. Namun yang umum digunakan adalah robot dengan tiga atau empat roda. Sepasang roda yang ditempatkan dibelakang dihubungkan dengan dua motor yang masing - masing memiliki kecepatan yang berdiri sendiri . Hal ini penting agar, robot mampu berbelok ke kiri dan kekanan serta mengatur rotasi putaran yang diinginkan. diinginkan. Sedangkan roda depan bisa menggunakan roda caster yang berfungsi berfungsi sebagai sebagai penyangga penyangga.. Banyak Banyak merek merek roda roda caster caster yang yang bisa bisa digunakan, salah satunya yang paling terkenal adalah dari pabrikan Tamiya. Namun, tak ada rotan akarpun jadi - jika kita menginginkan yang lebih murah bah bahka kan n
grat gratis is,,
beka bekass
roda roda deodorant pen pence cega gah h
dimanfaatkan sebagai roda caster.
6
bau bau
bada badan pun npun bisa
4. Mikrokontroler
Mikrokontroller Mikrokontroller bisa diibaratkan otak dari robot. Banyak jenis mikrokontroller mikrokontroller yang bisa digunakan pada robot line follower , beberapa contoh diantaranya adalah AT89C2051 (8051 Core), AT89C51 (8051 Core), ATMega8 (AVR Core), ATmega16 (AVR Core ) dan masih banyak lagi. Tentu, semua akhirnya berga bergantu ntung ng pada pada peranc perancang ang berdas berdasark arkan an keperl keperluan uan dan perti pertimba mbanga ngan n – pertimbangan lain. Pada mikrokontroller, program akan dimasukkan sehingga robot mampu mengatur kecepatan rotasi masing-masing motor dan mampu melakukan melakukan gerakan gerakan seperti seperti yang diingin diinginkan. kan. Karena Karena kecepatan kecepatan robot robot line follower cukup tinggi, maka beberapa algoritma kontrol perlu diterapkan agar robot mampu berjalan mulus. Kontrol itu bisa berupa continous control , PID, fuzzy logic, logic, atau yang lainnya. Pengaturan kecepatan ini penting terutama jika menghadapi pergantian lintasan, lintasan, dari linta lintasan san lurus lurus ke tikun tikungan gan atau atau sebali sebalikny knyaa dari dari tikun tikungan gan ke lintasan lurus. Seperti halnya ketika robot bergerak cepat kemudian menemui tikungan, maka tentu robot akan terpelanting. Untuk itu dibutuhkan dibutuhkan rangkaian pengatur kecepatan motor yang dinamis tergantung dari jenis lintasan yang dilalui. Jika robot berjalan lurus, kecepatan robot diusahakan pada tingkat yang yang maksim maksimal. al. Jika Jika dalam dalam kondi kondisi si tikun tikungan gan,, maka maka kecepa kecepatan tan dikurangi bergantu bergantung ng pada tingkat tingkat ketajama ketajaman n tikunga tikungan. n. Pada intinya, intinya, kecepatan kecepatan dari robot dibuat fleksibel menurut situasi yang ada dilapangan.
7
Hal yang sama bisa ditemui ketika pembalap MotoGP beraksi, mereka mengurangi kecepatan dengan mengecilkan gas atau melakukan pengereman. Begit Begitu u pula pula pada pada robot, robot, penguran pengurangan gan kecepatan kecepatan dapat dapat dilakuka dilakukan n dengan dengan menggunakan PWM (Pulse Widht Modulation) controller , yaitu pengurangan kecepatan dengan cara mengurangi arus ke motor. Demikian sedikit penjelasan kami tentang robot line follower. Untuk hal – hal yang bersifat lebih teknis dapat didiskusikan lebih lanjut melalui foru forum m elin elinss di http://elinssttn.5forum.net
atau http://elins-sttn.fisika.net .
Berikut ini juga disajikan daftar link yang bisa digunakan sebagai referensi untuk memulai proyek sebuah robot line follower .
8
