Robot Line Follower

Jurnal TIK, Volume 2, Nomor ??, : ??-??

Pemrograman Robot Line Follower Menggunakan Sensor Infra Merah pada

Mikrokontroler AT89S2051

Aswin F.P. Hutapea & Albinur LimbongTeknik 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 Programming 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

75

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

reading, the microcontroller process it to drive the DC motor based on the stored program.

PENDAHULUAN

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


Gambar 2. Robot Tampak Samping

Gambar 2. Geometri Roda depan dan belakang

77


Gambar 3. Robot Tampak Depan

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

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.

Gambar 4. Diagram Cara Kerja

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

Motor Kiri

Sistem Output

Motor kanan

Sensor M

ikro

kon

tro

ler

AT

89S

20

51

Sistem Input

Komparat

orIC

LM324

Driver MotorIC L293D

Sistem Proses


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 Sistem Input

Gambar 6. Sensor Membaca 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

IR Photodiode

Permukaan Putih

Garis Hitam

Infra-Red

79

Infra-Red Photodiode

Permukaan Putih

Garis Hitam


karena warna hitam bersifat menyerap cahaya. Pada gambar 7 sinar yang dikeluarkan oleh infra-red 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 Sistem 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 Sistem Output

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 PatahRobot 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 Status

80


30 Tidak bisa45 Tidak bisa60 Tidak bisa90 Bisa120 Bisa150 Bisa

30 Derajat 45 derajat

60 derajat 90 derajat

81


120 derajat 150 derajat

Gambar 8. Sudut yang dapat dilalui dan tidak dapat dilalui

Tabel 2. Kemampuan Tikungan dengan sudut yang melingkar

Diameter Status5 cm Tidak bisa6 cm Tidak bisa7 cm Tidak bisa8 cm Tidak bisa9 cm Tidak bisa10 cm Bisa11 cm Bisa12 cm Bisa13 cm Bisa

14 cm Bisa15 cm Bisa16 cm Bisa17 cm Bisa18 cm Bisa19 cm Bisa20 cm Bisa

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

82


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/Robot_project_jaseung_.pdf)

Linsay, A. 2000. What’s A Microcontroller, http://www.parallax.com/dl/mm/ppt/wam_ch1.ppt

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

83

http://www.parallax.com/dl/mm/ppt/wam_ch1.ppt

http://online.physics.uiuc.edu/courses/phys405/P405_Projects/Fall2005/Robot_project_jaseung_.pdf

http://online.physics.uiuc.edu/courses/phys405/P405_Projects/Fall2005/Robot_project_jaseung_.pdf

Documents

Robot Line Follower