PENGENALAN-KOMPONEN-UTAMA

PIMITS 11 WORKSHOP ROBOTIKA

BAB I

PENGENALAN KOMPONEN UTAMA

1. RESISTOR

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat arus listrik dan menghasilkan nilai resistansi tertentu. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut.

Resistor memiliki beragam jenis dan bentuk. Diantaranya resistor yang berbentuk silinder, smd (Surface Mount Devices), dan wirewound. Jenis jenis resistor antara lain komposisi karbon, metal film, wirewound, smd, dan resistor dengan teknologi film tebal.Resistor yang paling banyak beredar di pasaran umum adalah resistor dengan bahan komposisi karbon, dan metal film. Resistor ini biasanya berbentuk silinder dengan pita pita warna yang melingkar di badan resistor. Pita pita warna ini dikenal sebagai kode resistor. Dengan mengetahui kode resistor kita dapat mengetahui nilai resistansi resistor, toleransi, koefisien temperatur dan reliabilitas resistor tersebut.

Simbol resistor

RESISTOR DENGAN KODE WARNA

Resistor yang menggunakan kode warna ada 3 macam, yaitu:

1. Resistor dengan 4 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi.

1 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


2. Resistor dengan 5 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi.

3. Resistor dengan 5 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi dan 1 pita warna untuk reliabilitas

Sedangkan ukuran resistor bermacam macam sesuai dengan ukuran daya resistor itu.Dipasaran terdapat beberapa ukuran daya seperti ditunjukkan pada Gambar 1, untuk komposisi karbon dan Gambar 2 untuk metal film.

Gambar 1. Resistor komposisi karbon dengan ukuran daya 1/8, 1/4 dan 1/2 watt

Gambar 2. Resistor metal film dengan ukuran daya (dari atas ke bawah) 1/8W (toleransi±1%), 1/4W (toleransi±1%), 1W (toleransi±5%), 2W (toleransi±5%)

2 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


KODE WARNA RESISTOR

Kode warna resistor dapat disederhanakan seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Tabel sederhana kode warna resistor.

3 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Cara menggunakan tabel pada Gambar 3 adalah sebagai berikut:

1. Kolom colour menunjukkan warna pita pita pada resistor. Supaya mudah dihafal maka dapat diringkas menjadi hi-co-me-ji-ku-hi-bi-u-a-p-em-per-no, yaitu kempanjangan dari hitam-coklat-merah-jingga(oranye)-kuning-hijau-biru-ungu-abu abu-putih-emas-perak-no warna.

2. Kolom band a, band b, band c, adalah pita resistor yang menunjukkan angka resistansi.

3. Kolom band d adalah pita resistor yang menunjukkan nilai resistansi namun dikalikan dengan nilai pada band a, band b, band c.

4. Kolom band d adalah pita resistor yang menunjukkan nilai toleransi.

5. Kolom band e adalah pita resistor yang menunjukkan nilai reliabilitas.

6. Untuk membedakan resistor dengan 5 pita dengan pita terakhir adalah toleransi dan 5 pita dengan pita terakhir adalah reliabilitas adalah dengan melihat jarak pita terakhir. Jika jaraknya lebar maka pita kelima adalah reliabilitas dan jika jaraknya sama dengan pita pita yang lain maka pita kelima adalah toleransi.

7. Pita pertama suatu resistor adalah yang paling dekat dengan ujung resistor.

4 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Contoh pembacaan kode warna resistor yang digunakan pada modul ini :

1. Resistor 1KΏ ± 1%

Coklat hitam hitam coklat coklat 1 0 0 X 101 1% Resistor 1K ± 5%Ώ

Coklat hitam merah emas 1 0 X 102 5%

2. Resistor 33 K ± 1%Ώ

Orange orange hitam merah coklat 3 3 0 X102 1% Resistor 33 K ± 5%Ώ

Orange orange orange emas 3 3 X 103 5%

5 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


3. Resistor 47 KΏ ± 1%

Kuning ungu hitam merah coklat 4 7 0 X102 1% Resistor 47 KΏ ± 5%

Kuning ungu orange emas 4 7 X103 5%

4. Resistor 100 Ώ ± 1%

Coklat hitam hitam hitam coklat 1 0 0 X1 1% Resistor 100 Ώ ± 5%

Coklat hitam coklat emas 1 0 X 10 5%


6 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Orange orange hitam hitam coklat 3 3 0 X 1 1% Resistor 330 Ώ ± 1%

Orange orange coklat emas 3 3 X 10 5%


Hijau biru hitam hitam coklat 5 6 0 1 1% Resistor 560 Ώ ± 1%

Hijau biru coklat emas 5 6 X10 5%

2. VARIABLE RESISTOR

7 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Resistor Berubah (variable), ialah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua, Potensiometer, rheostat dan Trimpot (Trimmer Potensiometer) yang biasanya menempel pada papan rangkaian (Printed Circuit Board, PCB). Variable resistor yang digunakan pada modul ini adalah trimpot.

Gambar 4. Simbol dan fisik trimpot

Nilai dari trimpot dituliskan di badan dengan jumlah 3 angka seperti yang terlihat pada gambar atas. Perhitungan untuk nilai resistansi sama dengan perhitungan dengan memakai gelang. Hanya saja faktor 10n terletak pada karakter tiga . Contoh misalnya tertulis nilai 473K. Karena bilangan ketiganya tertulis 3 maka faktor 10n = 103 = 1000. jadi nilai resistansinya adalah 47.000 Ω. = 47 K Ω.

3. Light Emiting Diode (LED) Light Emiting Diode (LED) dapat mengeluarkan cahaya bila

diberikan forward bias. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display. Misalnya dapat digunakan untuk seven segmen (display angka).

8 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=PCB&action=edit&redlink=1


Gambar 5. Simbol dan fisik LEDLED yang digunakan untuk penerima sensor adalah dari jenis

superbright 5mm. Kelebihannya adalah memiliki intensitas dan focus yang lebih baik daripada LED biasa. Sedangkan untuk keperluan indicator digunakan LED kecil biasa 3mm.

4. PHOTODIODEUntuk photodiode, dapat disebut sebagai salah satu dari

komponen sensor, yang dimaksud dengan sensor yaitu suatu komponen yang digunakan untuk mengubah suatu besaran fisika kedalam bentuk sinyal listrik, di mana sensor itu merupakan bagian dari tranducers, tranducers itu terbagi atas sensor dan actuator, actuator yaitu suatu komponen untuk mengubah besaran fisika dari sinyal listrik menjadi besaran fisika yang lainnya misalnya motor listrik, dan lain-lain sebagainya. jadi cara kerja dari photodiode itu dia menerima cahaya, kalau dari simbolnya, pada LED, anak panah menunjuk ke luar, sementara pada photodiode, anak panah menunjuk ke dalam, itu artinya photodiode menerima cahaya, dan resistansinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima olehnya, karena sebenarnya suatu photon dapat mendorong elektron bebas untuk menyebrangi persambungan pn junction, dan menyebabkan arus untuk mengalir.

9 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Gambar 6. Simbol dan fisik photodiode

5. TRANSISTORPada modul ini penggunaan transistor ditekankan sebagai

switch. Dimana akan berlaku kondisi on dan off. Dari berbagai bentuk transistor yang ada di pasaran, pada umumnya pada transistor terdapat tanda-tanda khusus baik berupa titik atau tojolan yang menunjukkan posisi emitor. Sedangkan transistor yang berbentuk topi, kolektor terdapat pada badan transistor. Jenis transistor adalah NPN dan PNP.

Transistor dapat dianalogikan sebagai dua buah diode

Gambar 7. Simbol dan fisik transistor

Gambar 7 adalah lambang trasistor NPN dan PNP beserta analoginya dengan menggunakan rangkaian dioda berdasarkan susunan semikonduktornya untuk menentukan kaki-kaki transistor secara analog.

10 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Cara kerja transistor : seperti yang ditunjukan oleh gambar di atas, tentang arah arusnya. 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 >> IbDimana:

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 positf dan untuk type pnp sebaliknya yaitu bias negatif. Contoh:Misal: Vcc = 3 Volt

Rb = 2 kohm

Maka: Ib = Vcc-Vbe/Rb = 3 V-0.6/ 2000

= 1,2 mA

11 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008

Rb

-(gnd)

+(Vcc)

Ib


6. OPERATIONAL AMPLIFIER ( OP-AMP )OpAmp (Operasional Amplifiers) pada hakekatnya

merupakan sejenis IC. Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas beberapa transistor, resistor dan atau dioda. Jikalau kepada IC jenis ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dsb. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OpAmp.

12 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


BAB II

RANGKAIAN LINE TRACER

Secara umum line tracer dapat dirancang dengan mengacu pada blok diagram seperti berikut :

Komponen uama penyusun line tracer adalah sensor, comparator, motor diver dan motor sebagai penggerak. Secara terperinci mengenai blok-blok diagram adalah sebagai berikut :

1. SENSORSensor yang dapat digunakan untuk pembuatan line

tracer adalah photodiode. Rangkaian sensor secara lengkap adalah sebagai berikut :

Supaya dapat digunakan sebagai sensor, maka photodiode dibias reverse. Cara kerja dari photodiode,

13 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008

SENSOR

COMPARATORMOTOR DRIVER MOTOR

LED superbright

lintasan

Photo Dioda


resistansinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima olehnya, karena sebenarnya suatu photon dapat mendorong elektron bebas untuk menyebrangi persambungan pn junction, dan menyebabkan arus untuk mengalir.

2. COMPARATORComparator adalah salah satu aplikasi dari op-amp

(operational amplifier), dimana memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang diberikan.

A + out B -

Simbol komparator

Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial yang diberikan pada input terminal A (+) dan B (-). Jika tegangan A > B maka out akan saturasi, jika tegangan A < B atau A = B maka out = 0. Bentuk fisik IC (Integrated Circuit) dari komparator LM339 adalah sebagai berikut :

14 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


PINOUT LM339

IC komparator yang digunakan adalah LM339 dengan konfigurasi pinout tampak seperti pada gambar di atas. Didalam kemasan IC LM339 terdapat 4 modul komparator sekaligus. Dengan demikian memudahkan kita untuk melakukan ekspansi.

Skema komparator dengan sensor

3. MOTOR DRIVERDriver motor berfungsi sebagai piranti yang bertugas

untuk menjalankan motor baik mengatur arah putaran motor maupun kecepatan putar motor. Macam driver motor diantaranya adalah :

15 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Driver Kontrol TeganganDengan driver motor kontrol tegangan menggunakan level tegangan secara langsung untuk mengatur kecepatan dari putaran motor.

Driver PWMDengan 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 HDriver 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.

Skema driver

16 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Cara kerja rangkaian driver ini adalah: Pada saat ada pulsa low (nol volt) mentriger R7,

maka Q2, Q6 dan Q4 aktif. Ada arus mengalir dari VCC Q6 motor Q4 yang mengakibatkan motor berputar searah jarum jam.

Pada saat ada pulsa low (nol volt) mentriger R8, maka Q1, Q3 dan Q5 aktif. Ada arus mengalir dari VCC Q3 motor Q5 yang mengakibatkan motor berputar berlawanan arah jarum jam

4. MOTOR

Motor DC merupakan sebuah elekrik motor yang menggunakan tegangan DC yang mengkonversikan besaran listrik menjadi besaran mekanik. Motor DC yang pada umumnya digunakan pada pekerjaan yang kecil dan lebih cocok untuk digunakan pada aplikasi - aplikasi elektronika misalnya robot mobil. Motor DC ini mempunyai dua terminal elektrik. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut maka motor akan dapat berputar pada satu arah dan apabila polaritas dari tegangan tersebut dibalik, maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan beda tegangan yang diberikan menentukan kecepatan motor tersebut.

17 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


BAB III

DESAIN MEKANIK

Design ChasisChasis 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.

18 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


Peletakan rangkaian batere dan sensorDan yang tidak kalah penting disnin adalah pemasangan roda penggerak dengan sensor garis didepannya. Idealnya jarak antara sensor depan dengan kedua roda penggerak adalah membentuk sebuah segitiga sama sisi.

19 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008

Driver

motor

dan senso

r

BATERE

SensoRr

garis

Roda bebas

Motor pengger

ak+ roda


LAMPIRAN 1SKEMA LINE TRACER

20 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008


LAMPIRAN 2DAFTAR KOMPONEN

R1-R4 10KR5, R6 470R7, R8 68R9-R12 100R13 33KR14 330SB1 LED superbright 5mmPD1 Photodiode 3mmLED 1, 2 LED 3mmQ1, 2, 3, 6 C9012Q4, 5 C9013IC LM339

DESAIN PCB (tampak atas )

21 PENS – ITS, 22 – 23 MARET 2008

Documents

PENGENALAN-KOMPONEN-UTAMA