ROBOT PENGHINDAR HALANGAN YANG MURAH

ROBOT "AVOIDER"

Robot Penghindar Halangan

St. sumaryono




Topik yang kami buat berbasis mikrokontroler keluarga MCS-51, dalam hal ini kami gunakan AT89S2051 buatan ATMEL. Kelebihan tipe 89SXX daripada pendahulunya 8031/51 yaitu didalam chip sudah terdapat Flash Memory yang dapat diprogram sebesar 4Kbytes, 128 x 8 bit RAM internal. Jadi dengan menggunakan mikro tipe ini akan didapat desain yang cukup kompak dan pemrogramannya relatif lebih mudah. Desain yang kami buat terdiri dari beberapa bagian yaitu:

Modul Mikrokontroler 89S2051 + Regulator.
Modul Penggerak Motor DC.
Modul Transceiver Infra Red + Pendeteksi Benturan Samping.



Gambar 1. Robot Penghindar Halangan

Penjelasan Modul

1. Modul Mikrokontroler AT89SXX + Regulator.

Berikut contoh skematik dari modul tersebut. Komponen Modul Mikrokontroler 89CXX

Pasif : Resistor 8K2 W, array 10K W 9 pin, Crystal 12 MHz, kapasitor 30 pF, 10uF, 100 uF, 1000uF, switch.

Semikonduktor : AT89S51, LM7805.

Battery charger 9 VoltDC 700mAH

Modul yang ditunjukkan pada gambar 2 berfungsi mengendalikan seluruh proses pekerjaan sistem robot ini dengan cara penanaman instruksi dalam Flash PEROM didalam chip 89S2051. Bahasa yang dipergunakan adalah bahasa C dengan bantuan Compiler C (Franklin C, Keil C, SDCC atau yang lain). Baterai menggunakan baterai yang dapat diisi ulang sebesar 700mAH dengan asumsi bila sistem memakai arus 0,75 A akan dapat bertahan selama satu jam. LM7805 digunakan untuk meregulasi tegangan dan arus dari baterai sekaligus menyesuaikan level tegangan chip 89S2051 serta piranti lain yang akan dipaparkan selanjutnya.



Gambar 2. Modul Mikrokontroler AT89S2051

2. Modul Penggerak Motor DC

Komponen Modul Penggerak Motor DC

Pasif : Resistor 1 ohm 5 watt untuk pembatas arus dan sensing arus.
Semikonduktor : IC Driver Motor L293 buatan ST Microelectronic
2 buah motor DC 9 Volt 2400 RPM dengan pengurang kecepatan dan penguat torsi


Gambar 3. Modul Penggerak Motor DC

Modul ini menggunakan IC driver L293 yang memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 2A dan tegangan maksimum 40 VoltDC untuk satu kanalnya. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.


jika dikehendaki kecepatan penuh maka diberikan 5 Volt konstan, jika dikehendaki kecepatan bervariasi maka diberikan pulsa yang lebar high dan low-nya bervariasi. Satu periode pulsa memiliki waktu yang sama sehingga dalam contoh diatas, kecepatan motor akan berubah dari setengah kecepatan penuh menjadi mendekati kecepatan penuh. Biasanya digunakan lebar pulsa dalam beberapa milisekon misalnya 2 ms. Input untuk motor servo kanan adalah input 1 (C) dan 2 (D), direction-nya dapat dilihat pada tabel 1.



Tabel 1. Pengaturan IC driver motor

Berikut didalam IC L293 mengapa pengendaliannya sesuai dengan tabel 1.



Gambar 4. Ilustrasi Pengendalian Motor didalam IC Driver Motor

Didalam chip L293, untuk mengendalikan arah putaran motor digunakan metode bridge-H dari kombinasi transistor, jadi dengan metode demikian arus yang mengalir kemotor polaritasnya dapat diatur dengan memberikan logika ke transistor Q1 sampai Q4. Pengaturannya seperti tabel kebenaran disamping gambar 5. Kondisi high untuk semua input tidak diijinkan sebab akan mengakibatkan semua transistor aktif dan akan merusakkan transistor karena secara otomatis arus dari kolektor Q1 dan Q2 langsung mengalir ke Q2 san Q3 sehingga arus sangat besar tanpa melalui beban motor DC.


3. Modul Transceiver Infra Red Untuk Pendeteksi Benturan Samping.

Untuk rangkaian pendeteksi benturan kanan dan kiri digunakan IR.

Modul Transmitter

Cara kerja IR transmitter dapat dilihat dari timing diagram dibawah ini : Sinyal IR disetting sebesar 30 - 50 KHz, sinyal IR kita pakai untuk mengendalikan ada atau tidaknya pancaran sinyal infra merah. Maksud dari frekuensi kerja IR Led adalah supaya pancarannya dapat jauh dan kurang terpengaruh noise dari luar.







Gambar 5.Rangkian Penghasil Osilasi 30 -40 kHz

Modul Receiver Infra Merah

Di bawah ini adalah gambar rangkaian dari penerima infra merah yang dapat menangkap sinyal IR dengan frekuensi 30 - 50 KHz. Setelah diterima dalam bentuk pulsa maka diubah menjadi tegangan DC rata-ratanya yang kemudian akan dimasukkan ke LM567. Out Receiver dari LM567 adalah active low yaitu bila ada sinyal IR hasil pantulan yang tertangkap cukup kuat akan membuat output menjadi low.rangkaian yang sudah direalisasikan dapat menangkap sinar Infra Merah dengan jarak 0 hingga 40 Cmeter. Receiver yang pernah dicoba adalah sensor receiver Infra Merah untuk VCD player yang sudah memiliki keluaran dengan level TTL ( +5 V dan 0 V).



Gambar 6. Modul Receiver Infra Merah
Untuk mengenali kanan atau kiri maka kita harus membuat dua rangkaian IR kemudian diumpankan lagi ke port mikrokontroler.









Untuk modul yang lain dapat ditambahkan sendiri misalnya modul sensor pendeteksi panas, pencari cahaya, pencari sumber suara, pengikut lintasan, pendeteksi arah gelombang RF yang terkuat dan lain sebagainya. Untuk proses berjalannya robot tergantung dari kreatifitas perancang.

KESIMPULAN

Sistem robot yang dibangun cukup sederhana tetapi cukup menarik untuk dipelajari lebih lanjut. Sistem robot ini sangat berguna dan banyak kita jumpai di industri. Ilmu robotika merupakan gabungan dari teknologi mekanik presisi, perangkat keras elektronika dan komputer, perangkat lunak, sistem penginderaan atau sensor, dan dapat dikatakan merupakan gabungan dari banyak ilmu elektronika dan komputer, serta mesin.

Pada dasarnya membuat robot ternyata butuh kreatifitas tinggi dan ketepatan dalam pemilihan komponen. Selebihnya doa. robot yang saya buat ini banyak memakai komponen-komponen dari yang murah. Sedang guna membuat program, dipakai bahasa pemrograman yang paling mudah.