line follower

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

Simulasi Robot Line Follower Analog

Dengan Saklar Transistor

Khoerun Nisa Syaja’ah (1127030045)

Intan Dilia Nurhadi(1127030041)

Reychan Zahrotun N (1127030056)

Ricky Taufik Ramadhan(1127030057)

Tera Ummutaufiqah(1127030068)

Asisten Praktikum: Habib Jaenudin (1209703012)

20 September 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

The robot is a tool that usually mechanically created for physical

work with a program that has been created. Simple robot which is still

often used and made one of them is a line follower robot, the robot is

able to follow a line with a sensor which is arranged and designed along

with other electronic components, one light sensor. The light sensor

is one of the sensors that are widely used in the world of robotics

and technology of today. The working principle of the LDR sensor is

very sensitive to light so that it will change its resistance value when

there are changes in the level of light intensity. This principle would

then function separately in order to activate the transistor, drive a DC

motor. Changes in the value of the LDR resistance will lead to changes

in the input voltage at the base of each transistor, so the transistor will

be active

Ringkasan

Robot adalah sebuah alat yang diciptakan secara mekanik biasanya

dicipatakan untuk pekerjaan fisik dengan program yang telah dibuat.

Robot sederhana yang masih sering di gunakan dan dibuat salah sat-

unya adalah robot line follower, robot ini mampu mengikuti sebuah

garis dengan beberapa sensor yang dirangkain dan di desain bersama

dengan komponen elektronika yang lainnya, salah satunya sensor ca-

haya. Sensor Cahaya adalah salah satu sensor yang banyak digunakan

dalam dunia robotika dan teknologi masa kini. Prinsip kerja sensor

pada LDR ini sangat peka terhadap cahaya sehingga akan berubah nilai

hambatannya apabila ada perubahan tingkat intensitas cahaya. Prin-

sip inilah yang akan kemudian berfungsi utnuk mengaktifkan transis-

tor agar bisa, menggerakkan motor DC. Nilai hambatan yang berubah

pada LDR tersebut akan menyebabkan perubahan tegangan pada se-

tiap input basis transistor, sehingga transistor akan aktif atau seba-

liknya

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

prinsip kerja LDR (Light Dependent Resistor) yang peka terhadap cahaya

bisa dijadikan sensor untuk bidang elektronika dan berbagai macam aplikasi

yang bisa ditemukan dalam alat - alat otomatis yang ada disekitar. untuk

itu kami mencoba menggunakan beberapa simulasi untuk mengetahui peng-

gunaan LDR sebagai sensor salah satu komponen yang digunakan dalam

membuat robot line follower analog menggunakan saklar Transistor

1.2 Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja LDR

2. Mengetahui Prinsipi Kerja Transistor NPN dan PNP

3. Mengentehui Prinsip Kerja LED

4. Mengetahui Prinsip kerja Motor DC

5. Mampu Mendesain Robot Line follower analog sederhana

1.3 Dasar Teori

Ada banyak defenisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Orang

awam beranggapan bahwa robot mengandung pengertian suatu alat yang

menyerupai manusia, namun struktur tubuhnya tidak menyerupai manusia

melainkan terbuat dari logam.(Novia, Leli, 2004). Beberapa ahli robotika

berupaya memberikan beberapa defenisi, antara lain :

1. Robot adalah sebuah manipulator yang dapat di program ulang untuk

memindahkan tool, material, atau peralatan tertentu dengan berba-

gai program pergerakan untuk berbagai tugas dan juga mengendalikan

serta mensinkronkan peralatan dengan pekerjaannya, oleh Robot In-

stitute of America.

2. Robot adalah sebuah sistem mekanik yang mempunyai fungsi gerak

analog untuk fungsi gerak organisme hidup, atau kombinasi dari banyak

fungsi gerak dengan fungsi intelligent, oleh official Japanese.

2

bagian dari robot line follower ini memamkai sensor cahaya LDR yang san-

gat peka terhadap cahaya. Sensor Adalah perangkat atau komponen yang

bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diper-

lukan oleh sistem kontroler. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana

seperti sensor ON/OF menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus

parallel, sistem bus serial, hingga sistem mata kamera.

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan satu jenis resistor yang peka

terhadap cahaya. Resistansi LDR akan berubah-ubah seiring dengan pe-

rubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada di sekitarnya.

Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10M dan dalam keadaan terang

sebesar 1K atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti

kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menye-

babkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya

resistansi bahan telah mengalami penurunan. LDR digunakan untuk men-

gubah energi cahaya menjadi energi listrik. Selain itu LDR juga berfungsi

sebagai sensor cahaya.

(http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-

ldr-light-dependent-resistor/)

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, se-

bagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,

modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi

semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegan-

gan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat aku-

rat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3

terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Colector (C). Tegangan yang

di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus

dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada kelu-

aran tegangan dan arus output Kolektor. Transistor merupakan kompo-

nen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian

analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog

melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat

sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan se-

bagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai

sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi

3

rangkaian-rangkaian lainnya.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor)

Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu

lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi

untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut. Misalnya

pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan LED indikator un-

tuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu LED power dan

power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor

yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah (sekitar 1.5 volt

DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED, disesuaikan

dengan kebutuhan dan fungsinya.

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah

sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua

terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila 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 besar dari beda tegangan pada kedua terminal

menentukan kecepatan motor.

Motor DC memiliki 2 bagian dasar :

1. Bagian yang tetap/stasioner (stator). Stator ini menghasilkan medan

magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnet) ataupun

magnet permanen.

2. Bagian yang berputar (rotor). Rotor ini berupa sebuah koil dimana

arus listrik mengalir.

(Tim Sains Fisika, 2005)

4

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini berlangsung pada tanggal 20 September 2012 bertempat di

lab Fisika Universitas Islam Negri Sunan Gunung Djati Bandung. Fakultas

Sains dan Teknologi

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Laptop/notebook

2. Software Proteus ISIS Profesional

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Robot Line Follower anaalog dengan seonsor LDR diatas

garis hitam

susun rangkaian seperti figure 1

gunakan software proteus untuk simulas

atur intensitas cahaya yang diberikan pada LDR

analisis tegangan output yang dihasil oleh transistor NPN dan PNP

5

2.3.2 Robot Line Follower analog dengan seonsor LDR diatas

permukaan putih


gunakan software proteus untuk simulasi

atur intensitas cahaya pada permukaan LDR

analisis perubahan tegangan output pada masing - masing transistor

2.3.3 Robot Line Follower analog dengan seonsor IC komparator

diatas permukaan putih





6

2.3.4 Robot Line Follower analog dengan seonsor IC komparator

diatas permukaan hitam





7

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

3.1.1 Posisi Sensor LDR Pada Permukaan Hitam Dengan Saklar

Transistor

1. Ketika LDR Terang

Tegangan (V)

Transistor NPN Transistor PNP

Q1 Q4 Q2 Q3

4.99 4.99 5.00 5.00

2. Ketika LDR Gelap

Tegangan (V)


Q1 Q4 Q2 Q3

1.33 1.33 3.38 3.38

3.1.2 Posisi Sensor Pada Permukaan putih Dengan Saklar

Transistor


Tegangan (V)


Q1 Q4 Q2 Q3

0.82 0.82 2.94 2.94

4. Ketika LDR Gelap

Tegangan (V)


Q1 Q4 Q2 Q3

4.99 4.99 5.00 5.00

8

3.1.3 Posisi Sensor IC komparator Pada diatas garis hitam



Tegangan (V)

Transistor NPN LDR

Q1 Q2 LDR1 LDR2

5.00 5.00 0.24 0.24

6. Ketika LDR Gelap

Tegangan (V)

Transistor NPN LDR

Q1 Q2 LDR1 LDR2

1.53 1.53 4.95 4.95

3.1.4 Posisi Sensor IC komparator Pada diatas garis putih



Tegangan (V)

Transistor NPN LDR

Q1 Q2 LDR1 LDR2

1.37 1.37 0.05 0.05

8. Ketika LDR Gelap

Tegangan (V)

Transistor NPN LDR

Q1 Q2 LDR1 LDR2

3.73 3.73 4.76 4.76

3.2 Pembahasan

hasil pengamatan kami dari ketiga percobaan diatas berhungan dengan

fungsi kapasitor sebagai penghantar sinyal dan juga saklar kemudian prin-

sip kerja motor DC dan LDR intensitas cahaya dimana akan mengacu pada

sebuah komponen yaitu LDR salah satu sensor cahaya yang akan berubah

nilai hambatanya apabila cahaya mengenai permukaannya, ini sesuai dengan

hasil tegangan untuk setiap intensitas cahaya yang berdeda.Semakin rapat

pola garis di permukaannya biasanya perubahan hambatannya akan semakin

9

besar (lebih sensitif terhadap cahaya).Resistansi LDR berubah seiring den-

gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap

resistansi LDR sekitar 10M dan dalam keadaan terang sebesar 1K.

Sensor yang digunakan terdiri dari photo dioda. Sensor ini nilai resis-

tansinya akan berkurang bila terkena cahaya dan bekerja pada kondisi ri-

verse bias. Untuk sensor cahayanya digunakan LED Superbright, komponen

ini mempunyai cahaya yang sangat terang. Jika photo dioda tidak terkena

cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak

hingga. maka pada percobaan pertama pada saat LDR diberikan cahaya

yang gelap hasil output tegangan akan kecil, diasumsikan robot line follower

tidak akan berfungsi jika tidak diberi cahaya. sensor LED ini juga berfungsi

untuk menyebabkan arus yang mengalir pada komparator sangat kecil atau

dapat diasumsikan dengan logika 0 Jika photo dioda terkena cahaya, maka

photo dioda akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya

akan menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator

dan berlogika 1, hal ini sesui seperti pada percobaam keempat dan ketiga

yang menggunakan komponen komparator, maka ketika diberikan sumber

cahaya mengenai LDR ketika gelap nilai hambatannya pada masing - masing

LDR dan transistor lebih besar pada waktu terang

10

3.3 Analisis Data

simulasi menggunakan proteus memang meudahkan pengujian dan analisi

namun dalam praktikum ini akan lebih mudah dipahami ketika menggunaka

atau praktik secara langsung dengan komponen - komponen yang bersangku-

tan agar praktikan lebih memahami maksud dari jenis dan banyak fungsi

dari setiap komponen dari sebuah rangkaian. meskipun tidak eksperimen

langsung tapi hasil uji simulasi tidak jauh dari hasil teori dan bisa dipahamai

lebih lanjut.

11

4 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja

LDR sebagai sensor cahaya yang sangat peka terhadap cahaya dan intensi-

tas cahaya yang mengenai permukaannya, semakin besar intensitas cahaya

yang diberikan maka semakin kecil pula hambatan yang diberikan namun

sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya yang diberikan nilai hambatan

akan besar. motor DC ataupun LED akan berfungsi ketika diberikan tegan-

gan. Transistor PNP ataupun NPN pada rangkaian berfusngsi sebagai peng-

hantar sinyal ataupun saklar dengan komponen basis kolektor dan emitor

sebagai penghantar arus dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan

yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan

dan arus output Kolektor.

12

References

[1] Abdullah, Mikrajuddin. ”Diktat Fisika”.(Bandung)

[2] Elex .” Informasi Praktis Elektronika.Erlangis ”Jakarta

[3] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/klasifikasi-

transistor-dan-pengkodean-transistor/

[4] http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-

cahaya-ldr-light-dependent-resistor/

[5] Resnick,Halliday .” Fundamental of Physics 8th Edition .Er-

langga”Jakarta

[6] Tim Sains Fisika. ”Sains Fisika 3”.(2005).Demak. Aneka Ilmu

[7] William H, dkk .2005.”Rangkaian Listrik Edisi Keenam Jilid 1. Er-

langga ”.Jakarta

13

LAMPIRAN

1. Robot Line Follower analog dengan seonsor LDR diatas garis hitam

Figure 1: Tegangan output pada LED saat LDR gelap

Figure 2: Tegangan output pada LED saat LDR terang

2. Robot Line Follower anaalog dengan seonsor LDR diatas garis putih


14


3. Robot Line Follower analog dengan sensor LDR IC komparator diatas

garis hitam



15

4. Robot Line Follower analog dengan sensor LDR IC komparator diatas

garis putih



16

line follower

Documents

simulasi untuk mengetahui

mengetahui prinsip kerja

mengentehui prinsip

prinsip kerja sensorpada

salah satunya sensor

sensor salah satu komponen

robot line follower

salah satu sensor