KOMUNITAS KAMPUNG ROBOTAayo, Buat Sendiri Robotmu!

VISIOBOTVery Simple Obstacle Avoider Robot

www.kampungrobot.netGraha Kuncara Eksekutif AS-6 KemiriSidoarjo 61234, Jawa Timur, Indonesiainfo@kampungrobot.net | 031-892-2524 | 0819-3844-3470

Nama Proyek: VISIOBOTVery Simple Obstacle Avoider RobotRobot Penghindar Rintangan Sederhana

Kategori: Robot bergerakAnalogOtomatis

Proyek VISIOBOT ini untuk belajar konsep dasar robotbergerak (mobile robot) otomatis yang menggunakanteknik menghindari rintangan sebagai panduanperjalanannya.

Cara kerja:

Robot bergerak maju sampai tongkat kawat atau antenamenyentuh rintangan dinding di depannya, atau disampingnya jika arahnya serong. Karena tekanan padasaat menyentuh dinding, tongkat tersebut yangmerupakan perpanjangan saklar (limit switch)mengaktifkan saklar sehingga kondisi aliran arus listrikberubah. Saklar (limit switch) pada VISIOBOTdifungsikan sebagai sensor sentuh.

Perubahan ini mengakibatkan arah putaran roda berubahdari semula maju menjadi mundur. Jika ada rintangan dikiri robot atau tongkat kiri yang menyentuh dinding,maka roda kanan berubah arah dari maju menjadimundur, sementara roda kiri tetap maju. Robot punberputar ke kanan sampai tongkat tidak bersentuhandengan dinding lagi. Begitu tongkat tidak tertekan akibatbersentuhan dengan dinding, maka roda kanan kembalipada arah semula, yaitu maju dan robot pun bergerakmaju. Begitu pula yang terjadi jika tongkat kanan yangmenyentuh dinding, namun yang berubah arah adalahroda kiri.

Roda kanan dan kiri robot bisa berubah arah putarankarena adanya perubahan letak kutub positif dan kutubnegatif baterai yang memberi daya pada motor.

KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT 1

Untuk menggambarkan bagaimana kutub positif dankutub negatif baterai bisa berubah oleh perubahan kondisisaklar akibat tekanan pada saat sensor menyentuhdinding, perhatikan skema rangkaian VISIOBOT padagambar berikut.

Gambar 1: Skema rangkaian VISIOBOTM1, M2 : motor penggerak robotS1, S2 : saklar (limit swicth);

C : commonNC : normally closeNO : normally open

BAT1, BAT2 : baterai

Mari kita anggap kondisi awal saklar S1 dan S2 sebagaisensor sentuh kiri dan kanan seperti pada Gambar 1 diatas menghasilkan putaran kedua roda, baik roda kiri danroda kanan, ke arah depan atau maju. Maka, pada saattongkat yang terhubung ke S1 menyentuh dinding dantertekan, S1 berubah kondisi menjadi yang ditunjukkandengan garis putus-putus pada Gambar 1. Arus listrikyang semula mengalir dari BAT1 melalui jalur merah keS1 kemudian ke motor M1 dan kembali ke BAT1 melaluijalur hitam (garis putus-putus warna merah), kiniterputus. M1 tidak lagi mendapatkan arus dari BAT1tetapi berubah dari BAT2 melalui jalur hitam dan biru(garis putus-putus warna biru).

Pada saat motor M1 mendapatkan listrik dari BAT1,kutub positif BAT1 terhubung ke M1 melalui S1. Namun,pada saat M1 mendapatkan listrik dari BAT2, yangterhubung ke S1 adalah kutub negatif. Perubahan letakkutub positif dan negatif inilah yang mengakibatkanperubahan arah putaran M1.

2 KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT

Demikian pula yang terjadi sisi kanan, yaitu ketika S2yang menyentuh dinding.

Bila dibuat, bentuk jadi skema rangkaian VISIOBOTyang ditunjukkan pada Gambar 1 adalah seperti berikutpada Gambar 2. Namun, ini hanyalah salah satu alternatifdesain atau bentuk. Siapa saja dapat membuat desain ataubentuk yang berbeda dengan tetapi merujuk pada skemadi atas.

Gambar 2: Rangkaian VISIOBOT pada PCB dengan komponensudah terpasang. (Catatan: resistor dan pin-header disediakan untuk keperluan proyek robot yang lain.)

Langkah perakitan:

Merakit VISIOBOT sangatlah mudah. Bagian utamarobot bergerak adalah lokomotor yang dibuat darisepasang mainan tumbling-car. Mainan ini dapat dibeli disebagian besar toko mainan anak-anak.

Sebelum bisa digunakan sebagai lokomotor VISIOBOT(dan proyek robot lainnya dari Komunitas KampungRobot), separuh sumbu roda dipotong karena yang akandipakai hanya satu sisi roda yang terhubung ke gearbox.Kemudian kedua badan tumbling-car disatukanmenggunakan klip binder atau penjepit kertas. Boleh jugadisatukan dengan perekat seperti double sided tape,namun nantinya akan menyulitkan untuk dibongkar-pasang lagi.

KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT 3

Berikutnya memasang modul sensor sentuh yang sudahdibahas pada bagian sebelumnya. Cara pemasangannyaseperti ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 3: Menyatukan badan tumbling-car dengan klip binder untuk dijadikan sebagai badan utama atau rangka robot.

Gambar 4: Pemasangan modul rangkaian sensor sentuh pada badan robot. Perhatikan supaya sekrup tidak terlalu kencang sehingga tongkat sensor dapat digerakkan.

Pasanglah sekrup dan tongkat pada kedua sisi sedemikianrupa seperti pada Gambar 5 sehingga apabila tongkatmenyentuh atau menabrak dinding di depannya atauditekan ke arah belakang membuat tuas saklar limitswitch tertekan.

4 KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT

Berhati-hatilah saat me-masang sekrup untuk tidak terlalu kencang karena badan robot terbuat dari plastik yang mudah pecah.

Langkah selanjutnya adalah memasang kabel-kabel danbaterai. Kabel baterai yang menggunakan konektor molexberwarna putih. Tempat baterainya ada di sisi bawahbadan robot. Ada dua tempat baterai, masing-masing diisidengan 2 buah baterai standar ukuran AA dengantegangan 1,5 V yang disusun seri sehingga menghasilkantegangan 3 V.

Gambar 5: Pengaturan letak tongkat kawat terhadap limit switch sehingga bila tongkat ditekan/didorong ke belakang membuat tuas limit switch tertekan.

Karena modul VISIOBOT ini tidak dilengkapi dengansaklar pemutus daya (ON/OFF), begitu kabel dari motordengan konektor female-header warna hitam dipasangpada pin-header, maka motor langsung menyala. Pastikanarah putaran roda ke depan atau mendorong badan robotke arah depan. Jika terbalik, baliklah arah hadappemasangan konektor motor pada pin-header.

Motor dipasangkan secara menyilang dengan sensorsentuh. Motor kanan dengan sensor kiri dan motor kiridengan sensor kanan. Mengapa demikian? Akandidapatkan jawabannya saat dilakukan pengujianVISIOBOT. Jika motor dan sensor tidak dipasangkansecara menyilang, maka robot akan terjebak terusmenerus menabraki dinding, bukan berusaha untukmenghindari dinding. (Gambar VISIOBOT yang sudahjadi seperti pada halaman sampul.) Selamat mencoba!

KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT 5

Pengembangan VISIOBOT

Proyek Visiobot yang baru saja dibuat masihmenggunakan teknik listrik, belum elektronika karenasaklar yang digunakan hanya saklar mekanik.Pengembangan VISIOBOT berikut ini sudah memasukiranah elektronika. Saklar limit switch yang berfungsisebagai sensor sentuh tidak lagi secara langsungterhubung ke motor, melainkan melalui perantara yangdisebut sebagai motor-driver. Motor-driver merupakanrangkaian elektronika sebagai penggerak motor:menyalakan, mematikan, dan mengubah arah putarandengan cara memberikan sinyal input.

Gambar 6: Rangkaian motor-driver untuk satu motor. Dibutuhkan 2 unit untuk lokomotor robot.

Gambar 6 di atas menunjukkan skema rangkaian motor-driver yang digunakan pada pengembangan VISIOBOT.Sinyal input dari sensor sentuh dihubungkan pada titikL/R untuk memberi perintah mengubah kondisi relay K1sehingga terjadi perubahan kutub letak kutub positif dannegatif dari baterai motor ke motor. Sementara titik ENBatau enable dipergunakan untuk memberi sinyal perintahmenyalakan atau mematikan motor (ON/OFF).

Bentuk jadi dari rangkaian motor-driver tersebut sepertiditunjukkan oleh Gambar 7 berikut.

6 KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT

Gambar 7: Modul motor-driver.JMM1, 2 Jumper Moda MotorMOTOR1, 2 pin-header ke motor.EN1, 2 jumper sinyal enableR1, 2 relayBAT-M konektor baterai motorBAT1&2 konektor baterai rangkaian

Langkah perakitan:

Sekarang, mari kita rakit beberapa komponen atau modultambahan untuk VISIOBOT dengan motor-driver.Langkah pertama adalah menambahkan tempat bateraiuntuk baterai motor. Setelah ini dibutuhkan 2 buah baterailagi untuk pencatu daya motor. Baterai yang sebelumnyasudah terpasang di tempat baterai di sisi bawah badanrobot akan digunakan sebagai pencatu daya rangkaianelektronik. Tempat baterai motor dipasang di sisibelakang badan robot (sementara modul sensor sentuhdibiarkan terpasang di sisi depan), seperti ditunjukkanoleh Gambar 8.

Berikutnya adalah memasang modul motor-driver denganletak di atas tempat baterai motor, seperti carapemasangan modul sensor sentuh. Sekali lagi perludiingat untuk berhati-hati memasang sekrup karenasekrup tersebut dipasang pada badan robot yang terbuatdari plastik lunak dan mudah pecah.

KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT 7

Gambar 8: Pemasangan tempat baterai motor di sisi belakang badan robot (modul sensor sentuh di depan).

Gambar 9: Pemasangan modul motor-driver di sisi belakang di atas tempat baterai motor. (Modul yang terlihat padagambar ini berbeda tata letak beberapa komponen dengan modul pada Gambar 7.)

Sebelum ke langkah pemasangan kabel-kabel, ada yangperlu diperhatikan tentang kegunaan masing-masing jalurkabel karena kabel yang akan dipasang mempunyai 3jalur. Kabel 3 jalur tersebut untuk menghubungkan modulyang satu dengan modul yang lain. Jalur pertama untuksinyal, kedua (tengah) untuk tegangan positif atau Vcc,dan ketiga untuk tegangan negatif atau ground (GND).Untuk membedakan jalur sinyal dengan jalur ground

8 KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT

Berhati-hatilah saat me-masang sekrup untuk tidak terlalu kencang karena badan robot terbuat dari plastik yang mudah pecah.

karena kedua-duanya terletak di pinggir, digunakan tandasegitiga pada konektor female-header seperti tampakpada Gambar 10 berikut ini.

Jika tanda segitiga sudah bisa dikenali, maka konektordapat dipasang pada pin-header yang 3 pin pada modulyang hendak dihubungkan. Jalur ground pada pin-header3 pin ditandai dengan titik atau < di sebelahnya.

Sekarang mari memasang kabel 3 jalur pada pin-headerdi belakang saklar limit switch pada modul sensor sentuhyang kiri dan kanan. Kemudian ujung lain kabel 3 jalurdipasang pada pin-header 3 pin yang berada di sebelahjumper enable EN1 dan EN2. Ingat, pemasangannyamenyilang dari sensor kiri ke motor kanan dansebaliknya.

Setelah VISIOBOT dilengkapi dengan motor-driver,tampak pada Gambar 11, sebenarnya tidak ada yangberubah dari cara kerja robot. Ini hanya sebagai jembatanuntuk memahami cara kerja motor-driver yang akan terusdigunakan pada proyek-proyek berikutnya. Apalagi jikaproyek tersebut sudah menggunakan mikrokontroler danbahasa program komputer, maka keberadaan motor-driver sangat diperlukan.

KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT 9

Gambar 10: Tanda segitiga sebagai penanda jalur negatif atau ground (GND).

Gambar 11: VISIOBOT yang dilengkapi dengan motor-driver.

10 KOMUNITAS KAMPUNG ROBOT VISIOBOT