project mikrokontroller

nama : farhan muhammad
kelas : 3IB04
npm : 12417188

project mikrokontroller line follower menggunakan at89s51

PENDAHULUAN

1.1            Latar Belakang Masalah

Line Follower atau bisa juga disebut Line Tracer Robot merupakan suatu bentuk robot yang bergerak mengikuti suatu garis pandu yang telah ditentukan. Masalah- masalah yang harus dipecahkan dalam perancangan dan implementasinya adalah arsitektur perangkat keras yang meliputi perangkat elektronik dan mekanik, serta organisasi perangkat lunak untuk basis pengetahuan dan pengendalian sistem. Terdapat dua model kendali sistem,yaitu sistem kendali kalang terbuka dan sistem kendali kalang tertutup. Sistemkendali kalang terbuka merupakan sistem kendali yang tidak memperhatikan nilai terakhir dari sistem, sedangkan sistem kendali kalang tertutup merupakan sistem kendali yang memberikan nilai terakhir sebagai umpan balik terhadap terhadap sistem.

Salah satu teknik pengendalian sistem yan sederhana adalah kendali PID. Kendali ini merupakan kendali yang mempunyai tiga komponen, yaitu Kontrol Proportinal (Kp), Kontrol Integral (Ki), dan Kontrol Derivative (Kd).Tujuan digunakananya sistem kendali pada kerja robot ini yaitu untukmembuat nilai keluaran dan nilai yang diinginkan (referensi) sedekat mungkin, dengan kata lain untuk menghasilkan galat / error sekecil mungkin.Hasil yang ingin dicapai olen Plan adalah posisi sistem, dalam hal ini posisi

robot line follower itu sendiri berada dalam garis yang terdapat dalam lintasan. Plan yang dimodelkan pada robot line follower ini merupakan jenis plan kalang tertutup (cloose loop), plan akan menerima sinyal umpan balik untuk selanjutnya di jumlahkan dengan sinyal referensi sehingga nilai error akan diketahui. Plan akan secara otomatis mengkoordinasikan aktuator untukmencapai keadaan steady state. Selain mendapatkan input dari hasil pembacaan sensor, sistem juga mendapatkan input dari nilai set kendali yang dimasukan oleh pengguna sehingga laju dari robot bisa terlihat smooth.

1.2            Batasan Masalah

Sistem dari rangkaian follower menggunakan Infrared dan photodiode sebagai sensor untuk mendeteksi keadaan maju ataukah mundur dan program nya menggunakan bahasa assembly yang menggunakan MCS-51 sebagai tempat untuk menaruh program dan menggunakan motor dc sebagai penggerak maju kiri kanan

1.3            Tujuan Penelitian

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:

1.     Supaya dapat mengetahui cara memrogram sebuah rangkaian line follower

2.     Agar dapat mengetahui cara membuat cara membuat rangkaian menggunakan PCB

3.     Mengetahui prinsip kerja dari line follower

1.4            Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode penelitian historis yang pelaksanaannya seperti:

1.     Merancang skema rangkaian untuk PCB layout menggunakan software Proteus

2.     Memprogram/mencoding dengan menggunakan software MCS 51

3.     Membuat layout pada pcb

4.     Memasang komponen yang di butuhkan oleh rangkaian line follower ke PCB

5.     Mensimulasikan rangkaian di jalur yang diinginkan

1.5            Sistematika Penelitian

Bab 1 membahas tentang pengertian line follower masalah yang dihadapi saat membuat rangkaian line follower tujuan dari pembuatan line follower.

Bab 2 membahas tentang teori dari alat yang digunakan saat membuat rangkaian line follower

.Bab 3 membahas tentang analisa dari semua rangkaian, flowchart dan analisa program.

Bab 4 membahas tentang kesimpulan dan saran dari makalah

LANDASAN TEORI

Line Follower Robot adalah robot yang biasa bergerak mengikuti garis panduan. Garis pandu yang digunakan dalam hal ini adalah garis putih yang ditempatkan di atas permukaan berwarna gelap, ataupun sebaliknya, garis hitam yang ditempatkan pada permukaan berwarna putih (cerah). Terdapatnya garis bercabang, perempatan, pertigaan atau bahkan tikungan yang tajam. Maka untuk menjalankan robot tersebut sesuai dengan yang diinginkan, setiap komponen hanya di bahas sesuai fungsi nya pada masing- masing, tentunya ada beberapa progam yang harus dikerjakan dengan bantuan beberapa sensor infrared dan photodiode sebagai sensor garis
menggunalan software proteus dan menggunakan software untuk flashing program kedalam mikon tersebut

A.    PCB (Printed Circuit Board)

PCB (Printed Circuit Board) adalah suatu board tipis tempat letak komponen elektronika, yang di pasang dan di rangkai, di mana bagian sisi nya terbuat dari lapisan tembaga untuk menyolder kaki kaki komponen. PCB bisa lebih dari 1 layer, yang saya tahu maximum sampai 12 layer.PCB ada yang terbuat dari bahan fiber atau sejenisnya pada bagian yang non conductive. Ketebalan tembaga pada PCB bermacam macam, ada yang 35 micrometer ada juga yang 17-18 micrometer.

Bahan PCB yang lain adalah paper phenolic atau pertinax, biasanya berwarna coklat, bahan jenis ini lebih populer karena harganya yang lebih murah.Untuk PCB yang dipakai untuk Through hole plating, biasanya memakai yang berbahan fiberglass.

 karena jamur tidak suka akan bahan ini, dan materialnya lebih kuat dan tidak mudah bengkok di bandingkan yang berbahan pertinax.PCB dapat di jumpai di hampir semua peralatan elektronika, seperti radio, handphone, televisi, dan lain lain.

B. Minimum System

Minimum system adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram. Dalam aplikasinya sistem minimum sering dihubungkan dengan rangkaian lain untuk tujuan tertentu. Ada beberapa yang harus diperhatikan dalam membuat sistem minimum mikrokontroler, yaitu:

1.     Power Supply

Semua komponen elektronika membutuhkan power supply atau sering juga disebut catu daya. Mikrokontroler beroprasi pada tegangan 5 volt. Biasanya pembuatan catu daya mikrokontroler menggunakan IC regulator 7805 agar tegangannya bisa stabil.

1.               Osilator (Pembangkit Frekuensi)

Pada dasarnya mikrokontroler memiliki sifat seperti manusia. Kalau manusia memiliki jantung untuk bisa hidup maka mikrokontroler memiliki osilator untuk bisa beroprasi. Mikrokontroler sendiri sudah memiliki osilator internal yaitu sebesar 8Mhz tetapi kadang kala agar kinerja mikronkontroler lebih cepat osilator internal tidak bisa menangani kasus tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan osilator eksternal (kristal) yang nilainya lebih dari 8Mhz. Perlu diperhatikan mikrokontroler hanya bisa beroprasi sampai 16 Mhz. jadi kalau memilih krsital untuk AVR tidak boleh lebih dari 16Mhz.

2.     ISP (In-System Programmable)

Sistem Minimum Mikrokontroler dibuat untuk di program. Prinsipnya mikrokontroler bisa diprogram secara parallel atau secara seri. Pemrograman mikrokontroler secara seri atau lebih dikenal dengan ISP tidak perlu memerlukan banyak jalur data. Tapi ISP memiliki kelemahan, jika salah setting fuse bit yang memiliki fungsi fital misal pin reset di disable maka alamat sudah tidak bisa digunakan lagi. Untuk mengembalikan settingan fuse bit tadi, harus menggunakan pemrograman tipe parallel (high voltage programming).

3.     Rangkaian Reset

Rangkaian reset sama fungsinya dengan rangkaian reset pada komputer. Fungsi reset di mikrokontroler yaitu untuk merestart program, sehingga kembali ke program awal. Penggunaan reset pada mikrokontroler opsional, bisa di pake atau nggak tergantung si pengguna.

c.    IC LM324

ICLM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi sebagai comparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 V sampai +15V untuk +Vcc dan -5V sampai -15V untuk -Vcc.

Adapun definisi dari masing-masing pin IC LM324 adalah sebagai berikut:

a.      Pin 1,7,8,14 (Output)

Merupakan sinyal output.

b.     Pin 2,6,9,13 (Inverting Input)

Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari input.

c.      Pin 3,5,10,12 (Non-inverting input)

Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input (tidak berkebalikan).

d.     Pin 4 (+Vcc)Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5 Volt sampai +15 Volt.e. Pin 11 (-Vcc) Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara -5 Volt sampai -15 Volt.

A.    IC L293D

IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool.

Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D

Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D

1.     Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.

2.     Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC

3.     Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol driver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.

4.     Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.

A.    Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler tipe AT89S51 merupakan mikrokontroler keluarga MCS-51 dengan konfigurasi yang sama persis dengan AT89C51 yang cukup terkenal, hanya saja AT89S51 mempunyai fitur ISP (In-System Programmable Flash Memory). Fitur ini memungkinkan mikrokontroler dapat diprogram langsung dalam suatu sistem elektronik tanpa melalui Programmer Board atau Downloader Board. Mikrokontroler dapat diprogram langsung melalui kabel ISP yang dihubungkan dengan paralel port pada suatu Personal Computer.Adapun fitur yang dimiliki Mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :

1.     Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk keluarga MCS51.

2.     Osilator internal dan rangkaian pewaktu, RAM internal 128 byte (on chip).

3.     Empat buah Programmable port I/O,masing-masing terdiri atas 8 jalur I/O

4.     Dua buah Timer Counter 16 bit.

5.     Lima buah jalur interupsi (2 interupsi external dan 3 interupsi internal ).

6.     Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.

7.     Kemampuan melaksanakan operasi perkalian, pembagian dan operasi Boolean (bit)

8.     Kecepatan pelaksanaan instruksi per siklus 1 microdetik pada frekuensi clock 12 MHz

9.     4 Kbytes Flash ROM yang dapat diisi dan dihapus sampai 1000 kali

10.  In-System Programmable Flash Memory

Mikrokontroler AT89S51 memiliki pin berjumlah 40 dan umumnya dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing pin pada mikrokontroler AT89S51 mempunyai kegunaan sebagai berikut:

1.     Port 0

Port 0 merupakan port dua fungsi yang berada pada pin 32-39 dari AT89S51. Dalam rancangan sistem sederhana port ini sebagai port I/O serbaguna. Untuk rancangan yang lebih komplek dengan melibatkan memori eksternal jalur ini di multiplek untuk bus data dan bus alamat.

2.     Port 1

Port 1 disediakan sebagai port I/O dan berada pada pin 1-8. Beberapa pin pada port ini memiliki fungsi khusus yaitu P1.5 (MOSI), P1.6 (MISO), P1.7 (SCK) yang digunakan untuk jalur download program.

3.     Port 2

Port 2 ( pin 21-28 ) merupakan port dua fungsi yaitu sebagai I/O serbaguna, atau sebagai bus alamat byte tinggi untuk rancangan yang melibatkan memori eksternal.

4.     Port 3

Port 3 adalah port dua fungsi yang berada pada pin 10-17, port ini memiliki multi fungsi, seperti yang terdapat pada penjelasan berikut ini :

BIT NAME BIT ADDRESS ALTERNATE FUNCTION

-        P3.0 RXD B0h Receive data for serial port

-        P3.1 TXD B1h Transmit data for serial port

-        P3.2 INT0 B2h External interrupt 0

-        P3.3 INT1 B3h External interrupt 1

-        P3.4 T0 B4h Timer/counter 0 external input

-        P3.5 T1 B5h Timer/counter 1 external input

-        P3.6 WR B6h External data memory write strobe

-        P3.7 RD B7h External data memory read strobe

A.    Trimpot

Trimpot atau Trimmer potensiometer adalah potensiometer dengan ukuran yang kecil yang biasanya digunakan untuk adjusment, Tunning atau kalibrasi dalam sebuah rangkaian. Trimpot ini adalah sebuah resistor variable atau nilai resistor nya dapat dirubah-ubah sesuai kebutuhan dengan cara di putar. Biasanya resistor ini juga di pasang langsung pada papan PCB, bukan pada panel seperti potensiometer. Bahan penyusun trimpot adalah serat carbon. Trimpot biasanya jarang di adjust secara berulang-ulang, ketika sekali adjust sudah sekali saja. Berbeda dengan potensiometer pada tuning Radio FM atau Amplifier yang sering digunakan dan di adjust.

Fungsi Trimpot

Fungsi trimpot ini sebenarnya adalah hanya merubah nilai tahanan dengan nilai yang presisi seperti yang kita inginkan. Karena memang banyak nilai resistor yang tidak di jual di pasaran. Karena nilai tahanan berubah ketika putar atau adjust maka nilai tegangan juga akan berubah ketika melewati trimpot ini. Gejala ini lah yang akan menyebabkan banyak nya fungsi dari Trimpot ini Sendiri.

A.    Resistor

a.      Pengertian Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor  yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistorr disebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

b.     Simbol Resistor

Berikut adalah symbol resistor dalam bentuk gambar yang sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika.

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistor jenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

a.      Kapasitas daya resitor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalam satuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

b.     Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistormerupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

A.    Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang sangat penting fungsinya. Pengertian kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Selain itu, kapasitor juga dapat berfungsi sebagai penyaring frekuensi . Kapasitor memiliki berbagai macam ukuran dan bentuk tergantung dari kapasitas, tegangan kerja dan faktor lainnya yang berpengaruh. Kapasitor sering disebut juga dengan kondensator. Fungsi kapasitor untuk menyimpan muatan listrik disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitor memiliki simbol C (Capasitor) sedangkan fungsi kapasitor dalam menyimpan muatan listrik disimbolkan oleh F (Farad). Disimbolkan dengan Farad karena yang menemukan kapasitor adalah Michael Faraday (1791 – 1867).

Bentuk kapasitor adalah dua buah lempengan logam yang saling sejajar dan diantara dua lempengan tersebut terdapat bahan isolator yang disebut dengan di elektrik. Di elektrik ini adalah bahan yang bisa mempengaruhi nilai kapasistansi kapasitor. Bahan dielektrik pun bermacam-macam, bisa terbuat dari mika, film, kertas, udara, gelas, vakum, keramik, dan sebagainya. Dengan adanya di elektrik ini, kapasitor dapat dibedakan antara kapasitor yang satu dengan yang lainnya. Dibawah ini adalah beberapa contoh gambar kapasitor.

Fungsi Kapasitor

Fungsi kapasitor antara lain :

1.     Sebagai filter atau penyaring, biasanya digunakan pada sistem radio, TV, amplifier dan lain-lain. Filter pada radio digunakan untuk menyaring (penghambatan) gangguan-gangguan dari luar.

2.     Sebagai kopling, kapasitor sebagai kopling (penghubung) amplifier tingkat rendah ketingkat yang lebih tinggi.

3.     Pada lampu neon, fungsi kapasitor untuk penghemat daya listrik

4.     Dalam rangkaian antena, fungsi kapasitor sebagai pembangkit frekuensi

Cara Kerja Kapasitor

Kapasitor bekerja dalam suatu rangkaian elektronika dengan cara mengalirkan elektron menuju ke kapasitor. Setelah kapasitor sudah dipenuhi dengan elektron, tegangan akan mengalami perubahan. Lalu, elektron yang tadinya ada dalam kapasitor akan keluar dan mengalir menuju rangkaian atau komponen yang membutuhkannya.

A.    Motor DC

Gambar 2.16. Simbol dan Bentuk Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut.

Bagian Atau Komponen Utama Motor DC.

 Kutub medan.

-        Motor DC sederhana

memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

-        Current Elektromagnet atau Dinamo.

Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi.

-        Commutator.

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: Tegangan dynamo meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan Arus medan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

A.    Sensor Infrared

Bahan-bahan Semikonduktor untuk Photodiode (Dioda Foto)

Bahan Semikonduktor yang biasanya digunakan sebagai bahan dasar Photodiode adalah Silikon (Si), Germanium (Ge), Indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP), Indium gallium arsenide (InGaAs).

• Silikon (Si) :Arus Gelap rendah, berkecepatan tinggi, kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 400nm hingga 1000nm (terbaik di jarak 800nm – 900nm)
• Germanium (Ge) :Arus Gelap lebih tinggi, berkecepatan rendah, kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 900nm – 1600nm (terbaik di jarak 1400nm – 1500nm)
• Indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP) :Mahal, arus gelap rendah, berkecepatan tinggi, kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 1000nm – 1350nm (terbaik di jarak 1100nm – 1300nm)
• Indium gallium arsenide (InGaAs) :Mahal, arus gelap rendah, berkecepatan tinggi, kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 900nm 1700nm (terbaik di jarak 1300nm – 1600nm

Prinsip Kerja Photodiode (Dioda Foto)

Photodiode terdiri dari satu lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kebanyakan elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kebanyakan hole. Lapisan semikonduktor tipe-N adalah Katoda sedangkan lapisan semikonduktor tipe-P adalah Anoda.

Saat Photodiode terkena cahaya, Foton yang merupakan partikel terkecil cahaya akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan semikonduktor tipe-P. Foton-foton tersebut kemudian akan bertabrakan dengan elektron-elektron yang terikat sehingga elektron tersebut terpisah dari intinya dan menyebabkan terjadinya hole. Elektron terpisah akibat tabrakan dan berada dekat persimpangan PN (PN junction) akan menyeberangi persimpangan tersebut ke wilayah semikonduktor tipe-N. Hasilnya, Elektron akan bertambah di sisi semikonduktor N sedangkan sisi semikonduktor P akan kelebihan Hole. Pemisahan muatan positif dan negatif ini menyebabkan perbedaan potensial pada persimpangan PN. Ketika kita hubungkan sebuah beban ataupun kabel ke Katoda (sisi semikonduktor N) dan Anoda (sisi semikonduktor P), Elektron akan mengalir melalui beban atau kabel tersebut dari Katoda ke Anoda atau biasanya kita sebut sebagai aliran arus listrik.

Model Pengoperasian Photodiode (Dioda Foto)

Terdapat dua model pengoperasian pada Photodiode, yaitu dengan model Photovoltaic dan model Photoconductive.

1.     Model Photovoltaic

Seperti Sel Surya (Solar Sel), Photodiode juga dapat menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Namun tegangan dan arus listrik yang dihasilkannya sangat kecil dan tidak cukup untuk menyala sebuah lampu maupun perangkat elektronika.

2.     Model Photoconductive

Karena tidak dapat menghasilkan arus listrik yang cukup untuk kebutuhan rangkaian elektronika, maka biasanya Photodiode digabungkan dengan sumber tegangan yang dipasangkan secara bias terbalik (reversed biased voltage). Model Photoconductive ini menggunakan Sumber tegangan lain sebagai penggerak beban atau rangkaian Elektronika, sedangkan Photodiode sendiri berfungsi sebagai Saklar (Switch) yang mengalirkan arus listrik ketika dikenakan cahaya

A.    Header Female

Komponen yang berbentuk sebagai black housing, tetapi Header Female adalah komponen tetap yang menyatu dengan papan sirkuit atau PCB

Kabel jumper adalah kabel yang digunakan sebagai penghubung antarkomponen yang digunakan dalama membuat perangkat prototype. Kabel jumper bias dihubungkan ke controller seperti raspberry pi melalui bread board. Kabel jumperakan ditancapkan pada pin GPIO di raspberry pi. Sesuai kebutuhannya kabel jumper bisa digunakan dalam bermacam-macam versi, contohnya seperti versi male to female, male to male dan female to female.

Karakteristik dari kabel jumper ini memiliki panjang antara 10 sampai 20 cm. Jenis kabel jumper ini jenis kabel serabut yang bentuk housingnya bulat. Dalam merancang sebuah desain rangkain elektronik, maka dibutuhkan sebuah kabel yang digunakan untuk menghubungkannya. Kabel jumper ini sangat wajib ada dalam penelitian ini.

A.    Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya.

.

Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

Jenis-jenis Baterai

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif (Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

1. Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :

a. Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)

Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod). Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

b. Baterai Alkaline (Alkali)

Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan Alkaline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai Elektroda nya.

c. Baterai Lithium

Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut, Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.

d. Baterai Silver Oxide

Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin (Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.

PERANCANGAN DAN CARA KERJA ALAT

3.1.Analisa Diagram Blok

3.2Analisa Rangkaian Secara Detail

 Sensor cahaya yang memiliki komponen photodiode dan LED. Ketika LED memantulkan cahaya, jika cahaya LED tidak terpantulkan dan photodiode tidak mendapat cahaya maka IC LM324akan merubah ke output digital 0 dan jika cahaya LED dipantulkan dan photodiode mendapat cahaya maka IC LM324 akan merubah ke output digital 1.Hasil output dari IC LM324 tadi akan dijadikan input untuk IC AT89S51 untuk dikontrol hasil keluarannya.

Pada AT89S51 akan ada proses pengkodean untuk mengontrol sistem kerja pada robot line follower. Dari AT89S51, output akan dijadikan input untuk IC L293D.

IC L293D berfungsi untuk merubah input digital menjadi output analog berupa DC, Output dari IC L293D dihubungkan ke motor DC.

3.1.Flowchart

3.1.analisa Program

Ketika program berada di mod 51 maka rangkaian akan mencari program yang akan disimulasikan dan disaat program start program akan memulai rangkaian disaat mode maju program akan mendeteksi garis hitam yang mengarah maju dan bila berada di program 11111100 kanan maka otomatis robot akan mengarah ke kanan dan ketika berada di program 11110111 maka robot akan mengarah ke kiri dan bila program berada di program 11111111 maka rangkaian akan berhenti dan perintah end untuk mengakhiri program

3.1.Cara Kerja Alat

Cara kerja line follower, robot akan berjalan jika sensor mendeteksi alas  hitam dan akan berhenti ketika photodiode mendapat pantulan cahaya dari LED, robot akan berhenti jika kedua sensor mendeteksi cahaya.

Jika hanya ada 1 sensor yang  tidak mendeteksi cahaya maka hanya 1 motor yang bergerak, ketika sensor kiri tidak mendeteksi cahaya maka roda kanan yang akan bergerak dan berlaku sebaliknya jika sensor kanan tidak mendeteksi cahaya maka roda kiri yang akan bergerak, hal ini dilakukan agar line follower agar tetap pada lintasan garis hitam.

NO.	SENSOR 1	SENSOR 2	KONDISI ROBOT
1	HITAM	HITAM	MAJU
2	HITAM	PUTIH	BELOK KANAN
3	PUTIH	HITAM	BELOK KIRI
4	PUTIH	PUTIH	DIAM

Tabel 3.5. Cara Kerja

3.2.Data Pengamatan

Robot dapat bergerak, tetapi sensor tidak bekerja dengan baik. Roda kiri tidak bergerak, hanya roda kanan yang bergerak sehingga robot bergerak berputar berlawanan arah terus-menerus. Robot tidak dapat mendeteksi mana jalur yang hitam dan mana jalur yang putih robot tidak dapat bekerja dengan baik.

PENUTUP

1.1.Kesimpulan

            Bila robot melewati garis hitam yang programnya 11110101 maka dia akan maju dan bila melewati garis yang berbelok kanan maka dia akan mengarahkan robot ke program 11111100 maka secara otomatis robot akan berbelok ke kanan dan bila robot menyentuh garis yang mengarah ke kiri maka dia akan membaca program 11110111 maka robot akan berpindah ke kiri dan bila robot tersebut akan diam

1.2.Saran

Saran untuk pembaca makalah ini jika ingin robot line follower bekerja dengan baik harus memperhatikan rangkaian terlebih dahulu. Perhatikan juga program yang dibuat, simulasikan terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke alat.dan sebaikmya penanggung jawab shift lebih memperhatikan lagi praktikan bagaimana mereka membuat alat

DAFTAR PUSTAKA

·       Yuliadi, Rachmat. 2014. “Desain Papan Sirkuit Cetak (Printed Circuit Board, PCB). 27 November

·       Teguh, Pramono. 2013. “Mikrokontroler AT89S51”. 27 November

·       Admin. 2012. “Driver Motor DC L293D”. 28 November

·       Suprianto2015. “Pengertian Trimpot dan Fungsinya”. 28 November

·       Kho, Dickson. 2016. “Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya”. 28 November

·       Admin. 2012. “Teori Motor DC Dan Jenis-Jenis Motor DC”. 28 November

·       Antox. 2009. “Sistem Sensor Infra Merah”. 28 November

·       Kho, Dickson. “Pengertian Photodiode (Dioda Foto) dan Prinsip kerjanya”.. 29 November

·       Admin. “Pengertian dan Fungsi Kapasitor”. 29 November

LAMPIRAN