Desain Rangkaian Elektronika

Driver Motor : berfungsi sebagai piranti yang bertugas untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor maupun kecepatan putar motor. Macam driver motor diantaranya adalah :

Driver Kontrol Tegangan

Dengan driver kontrol tegangan menggunakan level tegangan secara langsung untuk mengatur kecepatan dari putaran motor.

Driver PWM

Dengan kontrol PWM kita dapat mengatur kecepatan motor dengan memberikan pulsa dengan frekwensi yang tetap ke motor, sedangkan yang digunakan untuk mengatur kecepatan adalah duty cycle dari pulsa yang diberikan.

Driver H

Driver type H digunakan untuk mengontrol putaran motor yang dapat diatur arah putarannya CW maupun CCW. Driver ini pada dasarnya menggunakan 4 buah transistor untuk switching dari putaran motor dan secara bergantian untuk membalik polaritas dari motor.

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 yang berwarna hitam.

Photo Dioda

Photo Dioda disini digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya. Photo dioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita dapat memanfaatkan photo dioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari phoo dioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk, seperti halnya yang ditunjukkan pada gambar berikut. Photodiode biasanya digunakan pada peralatan mouse komputer dan pada penerima remote televisi.

Rangkaian Sensor Garis

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, hambatan photodiode sangat besar sekali. Sesuai dengan fungsi resistor sebagai pembagi tegangan (Voltage Divider) maka Vo akan bernilai kecil mendekati level low ( 0 ) bila dibandingkan dengan R2 yang bernilai 33K. Kondisi ini akan berkebalikan pada saat photodiode menerima pantulan cahaya terang yaitu Vo mendekati level High ( Vcc)

Untuk memastikan bahwa sensor bekerja dengan baik, maka dibuat rangkaian sebagai berikut:

1. Check tegangan yang diperlihatkan  Voltmeter saat LED dan photo transistor diletakkan berhadapan dengan:

a. Lantai / dasar warna putih atau cerah.

b. Lantai / dasar warna hitam atau gelap.

2. Jika terdapat perbedaan tegangan yang cukup besar maka rangkaian sensor anda sudah benar.

Design Chasis

Chasis dari robot yang dibuat menggunakan bahan dari acrylic untuk mempermudah design dan penempatan dari komponen yang dipasang. Yang perlu diperhatikan disini adalah ukuran ketebalan dari bahan acrylic yang digunakan sehubungan dengan beban dari komponen yang akan diletakkan pada chasis.

Mekanik yang digunakan disini menggunakan dua buah motor sebagai penggerak robot dan sebuah roda bebas di depan.

Design Roda

Untuk mempermudah design roda disini digunakan bahan teflon sebagai bahan dasarnya. Pemilihan bahan tersebut karena sifatnya yang ringan dan mudah dibentuk, serta tidak mudah pecah.

Ukuran roda disesuakan dengan kecepatan putaran motor yang digunakan. Untuk mempercepat laju gerak dari robot maka dapat didesign roda yang besar, tetapi konsekwensinya torsi/kekuatan yang dihasilkan oleh motor tersebut akan berkurang.

Peletakan rangkaian baterai dan sensor

Dan yang tidak kalah penting disini adalah pemasangan roda penggerak dengan sensor garis didepannya. Idealnya jarak antara sensor depan dengan kedua roda penggerak adalah membentuk sebuah segitiga sama sisi.

Dasar Komponen Elektronika

Resistor : adalah komponen elektronika yang mempunyai karakteristik membatasi/menghambat arus listrik yang melaluinya. Resistor merupakan komponen pasif dan pada rangkaian elektronika, resistor biasanya digunakan sebagai pembatas arus, pembagi arus dan pembagi tegangan. setiap bahan memiliki nilai resistansi yang berbeda.

Rangkaian resistor:

Rangkaian seri: Rtotal=R1+R2+R3

Memperbesar nilai resistansi yang berbeda. Kuat arus yang melalui setiap hambatan sama. Berfungsi sebagai pembagi tegangan.

Rangkaian Paralel: 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Memperkecil nilai resistansi. Beda potensial pada setiap hambatan adalah sama. Berfungsi sebagai pembagi arus.

Kapasitor: adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara muatan dengan tegangan.

C=Q/V

C= Kapasitas (farad)

Q= Muatan Listrik (Coloumb)

V=Tegangan Listrik (Volt)

Transistor:  Sebagai komponen penguat, switching atau driver.

Dari berbagai bentuk transistor yang ada di pasaran, pada umumnya pada transistor terdapat tanda-tanda khusus baik berupa titik atau tonjolan yang menunjukkan posisi emitor. Sedangkan transistor yang berbentuk topi, kolektor terdapat pada badan transistor. Jenis transistor adalah NPN dan PNP.

Cara kerja Transistor:

Untuk NPN, jika ada arus yang mengalir dari basis menuju emitor maka akan ada arus yang mengalir dari kolektor menuju emitor.

Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka akan ada arus yang mengalir dari emitor menuju kolektor.

B=Ic/Ib, dimana Ic >> Ib

B: besar penguatan

Ic: arus kolektor

Ib: arus basis

Catatan: transistor tidak dapat digantikan oleh rangkaian dioda.

Untuk transistor type NPN bias basis diberikan bias positif dan untuk type PNP sebaliknya yaitu bias negatif.

Tranceiver dan Receiver: adalah komponen elektronika yang bersifat memancarkan sinyal dan receiver adalah komponen elektronika yang bersifat menerima sinyal tersebut. Dalam kasus ini Tranceiver yang digunakan adalah berupa infrared (Ired). Ired adalah komponen elektronika yang memiliki prinsip kerja seperti LED (Light Emitting Dioda) hanya saja yang dipancarkan adalah sinar infra merah yang nyaris tidak tampak. Intensitas cahaya yang melaluinya sebanding dengan arus yang melewatinya, tetapi arus yang melaluinya tidak lebih dari 22 mA. Sedangkan receiver yang digunakan adalah berupa photo dioda atau photo trnsistor, dimana transistor ini peka terhadap cahaya terutama sinar infra merah. Photo transistor adalah gabungan dari photo dioda dan transistor yang terhubung pada basisnya.

Photo diode adalah komponen elektronika yang jika terkena cahaya, maka akan menimbulkan beda potensial pada kaki-kakinya.

Komparator: komparator adalah salah satu aplikasi dari op-amp (Operational Amplifier), dimana memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang diberikan.

Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial yang diberikan pada terminal A (+) dan B (-). jika  A < B dan A = B maka out = 0.

LINE TRACER

LINE TRACER adalah salah satu robot yg berfungsi sebagai pencari jejak garis. Line Tracer melacak garis dengan menggunakan sensornya.