Line Follower Berbasis Mikrokontroller ATMega 32

بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ 

Line Follower Berbasis Mikrokontroller ATMega 32

A.    JUDUL

Line Follower Berbasis Mikrokontroler ATMega 32

B.     LATAR BELAKANG

Dewasa ini perkembangan teknologi yang begitu pesat, semakin banyak pula perlombaan robot dikalangan mahasiswa sampai murid sekolah menengah. Mulai dari robot tanpa mikrokontroler sampai dengan mikrokontroler. Perlombaan yang paling sering diadakan adalah pertandingan line follower baik tanpa dan dengan mikrokontroler. Semakin banyak pesaing baru dan lama yang semakin meningkat tingkat kualitas robot mereka. Semakin banyak fitur yang ada dalam robot, dan bermacam-macam cara agar dapat cepat mencapai finish dengan tingkat kesalahan kecil.

Oleh karena itu kami membuat robot line follower dimana dalam pembuatannya telah menggunakan mikrokontroler AVR yang sudah terkonsep rancangannya dari riset pembuatan sebelumnya. Line follower yang kami buat dapat disetting langsung dari robotnya tanpa memprogram lagi dengan memanfaatkan interface push button dan LCD agar mempermudah user dalam penggunaanya dan memanfaatkan EEPROM yang sudah ada pada mikrokontroler untuk menyimpan settingan user agar tidak hilang saat robot dimatikan atau tidak disuplay tegangan.

C.     TUJUAN
1. Mahasiswa dapat mengenal dan memahami tentang mikrokontroller
2. Mahasiswa dapat menggunakan fitur-fitur yang ada pada mikrokontroler ATMega 32
3. Mahasiswa dapat membuat Line Follower berbasis ATMega 32

D.    DESIGN DAN PERANCANGAN

1.      Diagram Blok

Blok diagram Line Follower

 

Keterangan blok diagram :
a. Sensor

Sensor dalam line follower dapat dikatakan sebagai mata line follower yang bekerja berdasarkan tingkat pemantulan permukaan lantai yang diberi garis sebagai track dan tidak. Karena prinsip dari sensor yang digunakan adalah pemantulan dari pemancar ke penerima yaitu photodiode sebagai penerima dan led sebagai pemancar,maka jika photodiode mendapatkan pantulan cahaya yang besar resistansi dari photodiode tersebut menjadi kecil, begitu juga sebaliknya.
Setelah bagaimana kondisi permukaan yang dibaca oleh sensor, maka perbedaan tadi dikirim ke mikrokontroler untuk diproses melalui port ADC karena sensor mengeluarkan data analog bukan digital.

b. Button

Button berfungsi sebagai pengatur agar Line Follower bertugas sesuai kemauan kita yang akan diproses mikrokontroler dengan data-data lainnya. Button juga berfungsi untuk memberikan setting atau instruksi pada Line Follower.

c.  Mikrokontroler ATMega32

Mikrokontroler yang berjenis AVR seri ATMega32 berperan sebagai otak dari Line Follower. Seperti yang kita ketahui bahwa kerja otak adalah sebagai pemikir dan pengendali dari gerak maupun respon yang akan dilakukan, dalam hal ini ATMega 32 berperan untuk mengolah inputan dari sensor dan button sehingga dapat memberikan output kepada LCD dan Motor untuk dapat bergerak sesuai dengan garis yang dibaca.

d. Driver Motor

Driver Motor dibutuhkan dalam rangkaian Robot ini sebagai penguat dari output mikrokontroler. Rangkain Driver Motor ini selain memiliki fungsi untuk menguatkan output dari mikrokontroller juga berfungsi sebagai pengendali gerak motor,entah maju atau mundur,entah cepat atau pelan.

e. LCD

LCD atau Liquid Crystal Display digunaan sebagai pemroses data dari mikrokontroler menjadi output visual yang memiliki batasan ukuran dan tampilan agar mempermudah user dalam pembacaan input, eksekusi program dan output.LCD yang digunakan dalam hal ini adalah LCD dengan 32 karakter yang terbagi menjadi dua baris yaitu baris atas dan baris bawah.

2.      Perancangan Hardware

1)      Membuat skema Rangkaian seperti gambar dibawah ini.

 

Skema rangkaian Line Follower 

2)      Setelah didapatkan skema selanjutnya adalah desain layout untuk PCB seperti pada gambar dibawah ini.

 

Layout PCB sensor Line Follower

 Layout PCB Sistem Minimum Line Follower

 Layout PCB Driver motor kanan dan kiri

 

Layout Push Button.

 

3)      Langkah selanjutnya adalah pemindahan layout ke PCB,dengan urutan sablon kemudian larutkan dan kemudian dibor untuk menghubungkan kaki komponen dari solder side dan component side. Di bawah ini adalah gambar PCB yang sudah di sablon dan dilarutkan sampai pengeboran.

Gambar PCB yang sudah dilarutkan dan dibor

4)      Setelah PCB dirasa benar dan sudah di bor selanjutnya adalah pemasangan komponen dan pembutan jumper penghubung.

Gambar Layout PCB ketika di Soder

 

 Layout PCB ketika diberi komponen

5)      Selanjutnya adalah pembuatan gearbox dan apabila sudah selesai tinggal merangkai masing-masing PCB dan gearbox menjadi 1.

 Gambar gearbox dan PCB yang sudah tinggal rakit

6)      Gambar Pemasangan PCB dan gearbox menjadi satu.

Gambar PCB dan Gearbox yang sirakit menjadi line follower

3.      Perancangan Software
a. Flowchart

E.     PENGUJIAN
Silakan melihat pada video berikut.

F.      ANALISA DATA

1)      Pada Line Follower ini terdapat beberapa fitur mikrokontroller yang digunakan diantaranya fitur ADC,Timer,Input/outpu,EEPROM dll

2)      ADC digunakan untuk membaca output dari sensor yang berupa sinyal analog untuk dikonversikan ke Digital agar dapat diolah datanya oleh Microcontroller. Secara umum, proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. ADC pada robot ini digunakan untuk pembacaan sensor cahaya, karena pada pembacaan sensor tegangan yang masuk dalam mikrokontroler masih berupa tegangan analog (berubah-ubah) bukan digital (0 / 1). Timer pada rangkaian ini difungsikan untuk mengatur PWM yang berguna sebagai kendali putaran Motor.

3)      Input output pada line follower ini secara sederhana terjadi antara sensor dan button sebagai input dan motor dengan LCD sebagai Output.

4)      LCD digunakan untuk menampilkan data yang ada pada mikrokontroler menjadi tulisan agar dapat mempermudah user dalam penggunaan hardware. Untuk menampilkan data pada mikrokontroler dibutuhkan kode format sesuai tipe datanya. Kecuali karakter pendukung yang ingin kita tampilkan sendiri.

5)      EEPROM pada robot ini digunakan untuk menyimpan data settingan user yang ada pada mikrokontroler, seperti : timer, counter, tipe percabangan, rem, kecepatan, jenis garis, sensitivitas sensor, delay, dst.

6)      Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan progr am yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponenkomponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat dir duksi/diperkecil dan akhirnyaterpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Mikrokontroler pada robot ini digunakan untuk mengolah data inputan dan mengeluarkan data tersebut.

G.    KESIMPULAN

1)      Line Follower merupakan kombinasi dari hardware dan software. Jika salah satunya tidak sinkron maka system Line Follower tidak bekerja dengan benar. Line Follower didukung oleh rangkaian elektronik sebagai sistem utama dari robot, program/software berguna untuk mengolah data, mekanik sebagai penggerak.

2)      Faktor cahaya sekitar sangat berpengaruh terhadap sensor,sehingga diperlukan riset maupun pengkondisian sensor sesuai dengan seni masing-masing. Kecerahan cahaya sekitar berpengaruh pada pembacaan sensor, semakin terang cahaya semakin kurang sensitivitas pembacaan sensor, begitu juga sebaliknya.

3)      Pengaturan kecepatan berpengaruh pada kecepatan robot dan kesalahan pembacaan sensor, semakin cepat robot maka semakin besar tingkat kesalahan sensor.

H.    SARAN

1)      Untuk dapat bermain-main dengan mikrokontroller ita harus mengerti struktur dan konstruksi dari mikrokontroller itu sendiri. Untuk mengetahuinya dapat dibaca pada Data sheet masing-masing mikrokontroller.

2)      Dalam pembuatan elektronik / mendesain layout jangan sampai salah, jika salah maka elektronika tidak akan berjalan lancer,dan perlu perbaika atau desain yang baru. Dan jangan lupa untuk meneliti kembali jalur setelah melarutkan, apakah ada jalur yang putus atau jalur yang terhubung.

3)      Jangan sampai salah dalam pemasangan komponen, terutama komponen aktif jangan sampai terbalik kaki-kakinya. Karena komponen aktif sangat sensitive bahkan terlalu panas dalam penyolderan dapat merusak koponen.

4)      Jangan sampai salah memasang supplay agar elektronik tidak cepat rusak. Dan perlu diingat Datasheet itu penting.

5)      Dalam instalasi atau perakitan komponen jangan sampai salah perhitungan yang fatal seperti sembarangan meletakkan komponen aktif dan sembarangan menempatkan gearbox dan dynamo.

6)      Sebelum menyalakan Robot alangkah baiknya mengukur antara soket positif dan negative apakah hubung atau tidak untuk menghindari kerusakan yang fatal. Apabila terhubung jangan diberi sumber dan dinyalakan terlebih dahulu,karena pasti ada jalur yang salah.