Robot Line Follower [PDF]

Citation preview

Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, :



??-??



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 Aswin F.P. Hutapea & Albinur Limbong Teknik Informatika, Universitas Advent Indonesia



Abstrak Penelitian dalam bidang robotik khususnya di Indonesia saat ini berkembang sangat pesat. Hal ini dapat dilihat dari beberapa kontes robot yang diadakan di Indonesia setiap tahunnya. Universitas Advent Indonesia dalam usahanya mengikuti perkembangan teknologi ini juga melakukan penelitian dalam bidang robotik berupa robot line follower yang menggunakan sensor infra merah pada mikrokokontroler AT89S2051. Sensor Infra merah ini terdiri atas LED (Light Emitting Dioda) infra merah dan photodiode. LED infra merah mengeluarkan cahayanya yang kemudian dipantulkan pada permukaan lantai lalu photodioda menangkap pantulan cahaya. Ketika sensor berada di atas permukaan berwarna putih maka cahaya infra merah dapat dipantulkan ke photodioda namun ketika sensor berada diatas permukaan hitam maka cahaya infra merah terserap oleh warna hitam. Berdasarkan pembacaan sensor tersebut, maka mikrokontroler melakukan proses untuk menggerakkan motor DC berdasarkan program yang telah disimpan.



Line Follower Robot Programmi ng Using Infra Red Sensor on Microcontroller AT89S2051 Abstract Nowadays Robotic research has been developing very fast. This can be seen from the fact that in every year various robotic contests have been conducted in Indonesia. Adventist University of Indonesia has been doing some efforts to take part in robotic technology development, especially a line follower robot using an infrared sensor based on an AT89S2051 microcontroller. The infrared sensor consists of LED (Light Emitting Diode) which is an infrared photodiode. LED emits light onto the floor then it receives the light reflected by the floor. The floor will reflect light if its color is white, but if the floor is black it will absorb the light. Based on sensor’s reading, the microcontroller process it to drive the DC motor based on the stored program.



75



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 (A.F.P. Hutapea & A. Limbong)



PENDAHUL UA N Perkembangan teknologi robot khususnya di Indonesia saat ini begitu pesat, ditandai dengan keikutsertaan beberapa perguruan tinggi dalam kontes robot baik dalam maupun luar negri. Perkembangan yang begitu pesat ini memicu penulis untuk melakukan penelitian dalam bidang robotik. Adapun jenis robot yang dibuat dalam penelitian ini adalah robot line follower, yang menggunakan mikrokontroler AT89S2051 sebagai otak dari robot tersebut, IC LM324 sengai komparator untuk sensor dan IC L293D sebagai driver motor DC. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu robot yang dapat berjalan berdasarkan garis yang telah ditentukan.



Geometri Robot Robot yang dibuat memiliki bentuk fisik dan ukuran sebagai berikut:



Gambar 1. Geometri Sensor Gambar 1 menunjukkan jarak antara sensor kiri dengan sensor kanan sebesar 2.5 cm dan jarak antara sensor tengah dengan sensor kiri atau kanan sebesar 1.25 cm. Panel sensor tersebut ditempatkan di bagian depan dari badan robot. Jarak antara roda depan dan roda belakang sebesar 6.5 cm dengan diameter roda sebesar 4.5 cm (Gambar 2).



76



Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, :



??-??



Gambar 2. Robot Tampak Samping



Gambar 2. Geometri Roda depan dan belakang



Gambar 3. Robot Tampak Depan



77



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 (A.F.P. Hutapea & A. Limbong)



Pada gambar 3 menunjukkan jarak antara roda kuru dan roda kanan sebesar 8 cm dan jarak sensor dengan permukaan lantai sebesar 1 cm.



Cara Kerja



Komp arator IC LM32 4



S e n s or Sistem Input



Mikrokontroler AT89S2051



Cara kerja dari robot line follower ini dapat di bagi atas tiga bagian. Bagian pertama adalah sistem input dimana sistem ini merupakan langkah awal dari kerja robot, kemudian sistem proses yang berkerja memproses sinyal yang telah diterima dari sistem input untuk di keluarkan pada bagian ketiga yaitu sistem output.



Motor Kiri



Driver Motor IC L293D



Sistem Proses Gambar 4. Diagram Cara Kerja



Motor kanan Sistem Output



Ketika sensor membaca garis, diteruskan melalui komparator menuju ke sistem proses yaitu mikrokontroler untuk menentukan motor mana yang akan digerakkan dan ke arah mana motor digerakkan. Gambar berikut ini adalah hubungan antara mikrokontroler AT89S2051 dengan Komparator IC LM324 dan Motor Driver IC L293D.



78



Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, :



??-??



Gambar 5. Skema Konfigurasi Pin Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa sistem input diterima oleh mikrokontroler pada pin P3. Pin P3.2 berfungsi untuk menerima input sinyal dari sensor kanan memberikan sinyal inputnya ke pin P3.5. Untuk menggerakkan motor, mikrokontroler memberikan sinyal output-nya melalui pin P1. Pin P1.0 dan P1.1 digunakan untuk mengaktifkan roda masing-masing untuk motor kiri dan motor kanan. Pin P1.2 dan P1.3 berfungsi untuk menentukan arah gerakan motor kiri. Pin P1.2 untuk menggerakkan motor kiri agar maju sedangkan pin P1.3 agar mundur. Untuk menentukan arah gerakan pada motor kanan mikrokontroler memberikan sinyal melalui pin P1.4 untuk gerakan maju dan P1.5 untuk gerakan mundur. 2.1 Sist e m Inpu t



Infra-Red



Photodiode



Gambar 6. Sensor Membaca Garis Hitam Infra-Red



IR Photodiode



Permukaan Putih



Permukaan Putih



Garis Hitam Garis Hitam



Gambar 7. Sensor Membaca Permukaan Putih Gambar 6 menunjukkan bahwa ketika sensor berada di permukaan hitam photodioda tidak dapat menerima pantulan sinar dari infra-red karena warna hitam bersifat menyerap cahaya. Pada gambar 7 sinar yang dikeluarkan oleh infra-red



79



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 (A.F.P. Hutapea & A. Limbong)



dapat dipantulkan oleh permukaan berwarna putih sehingga photodioda dapat menerima sinar pantulan dari infra-red. Ketika photodiode mendapatkan sinar maka komparator IC LM324 memberikan nilai 1 untuk diteruskan ke mikrokontroler, jika photodiode tidak mendapatkan pantulan maka komparator memberikan nilai 0. 2.2 Sist e m Proses Sistem Proses berisikan mikrokontroler AT89S2051. Mikrokontroler merupakan otak dari suatu robot, bertugas untuk mengeluarkan output atas input yang diterimanya berdasarkan program yang telah disimpan. 2.3 Siste m Outpu t Pada bagian ini merupakan aksi yang dilakukan setelah terjadinya pemrosesan input. Output pada robot line follower ini berupa dua buah motor yang dikendalikan melalui IC L923D. IC L923D ini dibutuhkan oleh karena mikrokokontroler tidak dapat memberikan arus yang tepat untuk motor DC. IC L923D ini terbagi atas 2 kanal, yang masing-masing kanalnya berfungsi untuk menggerakkan satu motor.Kanal pertama terdiri dari pin 1-8 dan kanal kedua terdiri dari pin 9-16.



3. Uji Coba Berdasarkan geometri robot yang sudah di bahas sebelumnya maka dilakukanlah pengujian. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan maksimal dari robot dalam menjalani tikungan baik dengan sudut patah maupun dengan sudut melingkar. Uji coba dilakukan di atas permukaan lantai berwarna putih dan garis berwarna hitam dengan lebar garis sebesar 1.5 cm. A. Sudut Patah Robot dapat melewati suatu tikungan dengan sudut patah dengan derajat sudut tertentu yang dapat kita lihat pada tabel dibawah ini. Tabel 4.1 Kemampuan Tikungan dengan Sudut patah Derajat Sudut 30



80



Status Tidak bisa



Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, :



45 60 90 120 150



??-??



Tidak bisa Tidak bisa Bisa Bisa Bisa



30 Derajat



45 derajat



60 derajat



90 derajat



81



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 (A.F.P. Hutapea & A. Limbong)



120 derajat



150 derajat



Gambar 8. Sudut yang dapat dilalui dan tidak dapat dilalui Tabel 2. Kemampuan Tikungan dengan sudut yang melingkar Diameter 5 cm 6 cm 7 cm 8 cm 9 cm 10 cm 11 cm 12 cm 13 cm



Status Tidak bisa Tidak bisa Tidak bisa Tidak bisa Tidak bisa Bisa Bisa Bisa Bisa



14 15 16 17 18 19 20



Bisa Bisa Bisa Bisa Bisa Bisa Bisa



cm cm cm cm cm cm cm



Dari tabel di atas didapati bahwa diameter minimum untuk melakukan putaran adalah sebesar 10 cm.



82



Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, :



??-??



Gambar 9. Putaran berdiameter 10 cm



Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa Robot line follower dapat melakukan hal-hal berikut: 1. Robot dapat melewati simpangan dengan sudut patah minimal 90 derajat. 2. Putaran yang dapat dilakukan minimal berdiameter 10cm.



Daftar Pustaka Budiharto Widodo.2008. 10 Proyek Robot Spektakuler, Jakarta: Elex Media Komputindo. Iovine, J. 2000. PIC Microcontroller Project Book, New York: McGraw-Hill. Ku, J. 2005. A Line Follower Robot, http://online.physics.uiuc.edu/courses/phys405/P405_Projects/Fall2005/Robo t_project_jaseung_.pdf) Linsay, A. 2000. What’s A Microcontroller, http://www.parallax.com/dl/mm/ppt/wam_ch1.ppt



83



Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada Mikrokontroler AT89S2051 (A.F.P. Hutapea & A. Limbong)



Suyadhi, T. D. S. 2008. Build Your Own Line Follower Robot, Yogyakarta: Andi Yogyakarta



84