Membuat Robot Line Follower Digital

Robot line follower digital sedikit berbeda dengan line follower analog. Robot ini menggunakan mikrokontroler yang berguna sebagai pusat kontrol atau otak robot. Mikrokontroler adalah sebuah chip atau IC yang beroperasi sesuai dengan perintah-perintah yang ditanamkan atau diprogram ke dalam chip atau IC tersebut.

Secara garis besar, prinsip kerja robot line follower digital hampir sama dengan robot line follower analog. Perbedaan mendasar kedua jenis robot ini yaitu robot line follower menggunakan tegangan digital, dengan dua jenis level tegangan, yaitu level tegangan 5 volt atau biasa disebut dengan high, dan level tengangan 0 volt atau biasa disebut dengan low.

Rangkaian Sensor

Seperti halnya robot line follower analog, line follower digital juga menggunakan rangkaian sensor yang terdiri dari LED yang berfungsi sebagai pengirim/transmiter (Tx) dan fotodioda yang berfungsi sebagai penerima/receiver(Rx).Jika sensor berada di atas garis putih atau cahaya LED dipantulkan sempurna oleh bidang dasar putih, tegangan keluaran rangkaian sensor bernilai 0 volt (low). Sebaliknya jika sensor berada di luar garis putih atau cahaya LED tidak dipantulkan oleh bidang dasar, tegangan keluaran sensor bernilai 5 volt (high).

Jarak antara LED dan fotodioda memengaruhi sudut pantulan LED ke fotodioda. Semakin jauh jarak antara LED dan fotodioda, semakin sedikit cahaya yang dapat diterima oleh fotodioda. Hal ini menyebabkan rangkaian sensor tidak sensitif. Jarak terbaik antara LED dan fotodioda adalah 3 mm.

Pada robot line follower analog hanya digunakan 2 sensor garis. Robot ini hanya mampu berjalan pada jalur yang tidak memiliki sudut lancip atau persimpangan. Sedangkan robot line follower digital terdiri dari beberapa sensor garis yang memiliki tugas masing-masing, sehingga robot ini jauh lebih”pintar” dalam melalui rintangan-rintangan pada lintasan.

Umumnya, robot line follower digital menggunakan minimum tiga buah sensor di bagian depan robot yang berfungsi sebagai pengikut garis, dan dua buah sensor yang terletak di bagian samping robot yang berfungsi untuk menghadapi tikungan dan persimpangan pada lintasan.

Dalam membuat rangkaian sensor, perlu diperhatikan jarak antara sensor fotodioda dengan LED, dan jarak antara sensor fotodioda dengan sensor fotodioda yang lain. Jarak antara LED dengan sensor fotodioda bergantung pada diameter LED dan fotodioda. Sebagai contoh, jika diameter LED adalah 5 mm dan diameter fotodioda adalah 5 mm, jarak antara LED dan fotodioda maksimal adalah 5 mm.

Jarak antarsensor fotodioda harus sesuai dengan lebar garis pada lintasan line follower. Umumnya, lebar garis yang digunakan pada lintasan line follower adalah 3 cm, dan jarak terbaik antarsensor fotodioda maksimal adalah 2 cm. Jika robot menggunakan 3 buah sensor, konfigurasinya sebagai berikut: 2 buah sensor diletakkan di luar

 

garis untuk menjaga agar garis tidak melewati kedua sensor tersebut, dan sebuah sensor diletakkan di tengah garis untuk menjaga garis agar tetap berada di daerah sensor tengah.

Sensor bagian belakang yang berguna untuk mengetahui adanya tikungan 90°, pertigaan, atau garis persimpangan, dikonfigurasi sesuai dengan arena atau lintasan yang digunakan.

 

LED pada rangkaian sensor berfungsi untuk memancarkan cahaya pada bidang pantul/lintasan. Jika bidang berwarna putih (terang), cahaya akan terpantul dan terbaca oleh sensor fotodioda. Dalam keadaan ini, kondisi keluaran akan menghasilkan logika low (0) atau sensor mengeluarkan tegangan keluaran. Sebaliknya jika bidang pantul/ lintasan berwarna hitam, cahaya yang diterima oleh sensor fotodioda sangat sedikit. Pada kondisi ini, tegangan keluaran sensor fotodioda akan sesuai dengan tegangan masukannya, dan kondisi ini disebut logika high (1). Nilai high (1) atau low (0) ini selanjutnya akan diolah oleh rangkaian komparator.

 

Rangkaian Komparator

Rangkaian komparator adalah suatu rangkaian penguatoperasional (op֊amp) yang berfungsi sebagai pembanding antara tegangan masukan (input) dengan tegangan referensi. Rangkaian komparator menggunakan IC LM324 yang memiliki 4 buah rangkaian op-amp di dalamnya.

Berbeda dengan rangkaian komparator pada robot line follower analog, rangkaian komparator pada robot line follower digital hanya berguna sebagai pengubah tengangan analog yang dikeluarkan oleh sensor menjadi tegangan digital.

Ketika sensor berada tepat di atas garis putih, tegangan keluaran sensor akan bernilai 0 volt {low). Nilai tegangan tersebut akan dibandingkan dengan tegangan referensi dan akan menghasilkan tegangan keluaran komparator yang bernilai 0 volt. Sebaliknya, jika tegangan keluaran sensor bernilai antara 3-5 volt, tegangan keluaran komparator akan bernilai 5 volt atau [high).

IC LM324 terdiri dari 4 buah operational amplifier, sehingga sebuah IC LM324 mampu digunakan untuk empat buah sensor dengan konfigurasi yang sama seperti skema rangkaian.