“Because we are the creator, not robot that we

MODUL 1 KADERISASI URO
PENGENALAN SENSOR DAN RANGKAIAN SEDERHANA
Dunia robotika tidak bisa lepas dari sensor. Sensor adalah ‘indra’ dari
sebuah robot untuk mengetahui kondisi yang diperlukan robot untuk
melakukan sesuatu. Sensorlah yang merubah besaran fisis (jarak, intensitas
cahaya, suara, dll) dari suatu kondisi di luar robot yang kemudian dirubah
menjadi suatu sinyal yang dapat berupa tegangan. Tegangan inilah yang
kemudian akan diolah menjadi suatu output (dapat berupa gerakan atau
suara) melalui rangkaian elektronik.
Pada pertemuan ini, kita akan mempelajari tentang rangkaian
sederhana dan penggunaan sensor secara sederhana.
1. Pembagi tegangan
Dalam rangkaian elektronika, kita akan mengenal beberapa besaran.
Besaran yang biasa kita kenal adalah Tegangan (V), Arus (I), dan
Hambatan (R).
Sama seperti pelajaran yang kita peroleh di sekolah menengah, rumus
dasar yang biasa kita gunakan adalah:
V=I.R
a. Rangkaian Resistor
Secara umum, terdapat dua jenis rangkaian resistor yaitu seri dan
paralel.
Rangkaian Seri:
Pada gambar di atas, terdapat tiga buah resistor (R1, R2, dan R3) yang
disusun berbaris secara seri. Ketiga resistor tersebut dapat dirubah
menjadi sebuah resistor pengganti (Rs). Nilai Rs diperoleh dari:
Rs
=
R1
+
R2
+
R3
+
….
+
Rn
Pada rangkaian seri, arus yang melewati masing-masing resistor
bernilai sama (I1=I2=I3=…=In), sedangkan tegangan masing-masing
resistor berbeda. Besarnya tegangan masing resistor adalah Vn=In.Rn.
Unit
Robotika
©09067
‐
“Because
we
are
the
creator,
not
robot
that
we
build”
.
Rangkaian Paralel:
Pada gambar di atas, terdapat tiga buah resistor (R1, R2, dan R3) yang
disusun berjajar secara Paralel. Ketiga resistor tersebut dapat dirubah
menjadi sebuah resistor pengganti (Rp). Nilai Rp diperoleh dari:
1/
Rp
=
1/R1
+
1/R2
+
1/R3
+
....
+
1/Rn
Pada rangkaian paralel, tegangan pada tiap resistor bernilai sama
(V1=V2=V3=…=Vn), sedangkan arus pada masing-masing resistor
berbeda. Besarnya arus pada masing-masing resistor adalah In=Vn/Rn.
b. Rangkaian Pembagi Tegangan
IS
RS Vin
Rangkaian di sebelah kiri adalah rangkaian pembagi tegangan,
sedangkan rangkaian di sebelah kanan adalah rangkaian pengganti
dari rangkaian tersebut. Resistor R1 dan R2 yang tersusun seri diubah
menjadi sebuah resistor Rs. Kemudian dengan rumus dasar V= I.R kita
dapat mengetahui arus IS yang terdapat pada rangkaian tersebut.
Setelah diperoleh IS, kita dapat mencari besarnya tegangan pada
masing-masing resistor.
Tegangan pada R1 adalah V1=I1.R1
Tegangan pada R2 adalah V2=I2.R2
Karena rangkaian tersebut menggunakan resistor yang disusun secara
seri, maka arus di tiap resistor bernilai sama I1 = I2 = IS.
Besarnya Vout sama dengan V2. Dari persamaan di atas, kita dapat
memperoleh:
Unit
Robotika
©09067
‐
“Because
we
are
the
creator,
not
robot
that
we
build”
.
Vout = V2 = I2 . R2
Sedangkan I2 = IS dan IS=Vin / RS. Kita
akan
mendapat
Vout = V2 = (Vin / RS) . R2
dengan Rs
=
R1
+
R2.
Maka:
2. Rangkaian Komparator
Komparator adalah sebuah alat / IC yang digunakan untuk
membandingkan dua buah tegangan. Komparator yang biasa digunakan
adalah LM 339 dan LM 393. Pada percobaan ini kita akan menggunakan
komparator LM 339.
Gambar di atas merupakan gambar fisik dan skematik dari LM 339. Cara
kerja komparator adalah membandingkan tegangan pada input negatif dan
input positif komparator. Bila tegangan pada input (+) > input (-), maka
output akan menghasilkan logika 1 (Vcc=5volt). Sedangkan, ketika input
(-) > input (+), maka output akan menghasilkan logika 0 (GND=0volt).
Dalam kegunaannya, rangkaian yang digunakan adalah sebagai berikut:
R1 Unit
Robotika
©09067
‐
“Because
we
are
the
creator,
not
robot
that
we
build”
.
Perhatikan rangkaian di atas. R2 adalah potentiometer (trimpot),
digunakan untuk memberi sebuah tegangan referensi atau tegangan
acuan pada input positif komparator (5) untuk dibandingkan dengan
tegangan pada input komparator yang lain(4). Tegangan ini diambil dari
kaki tengan potentiometer.
Sedangkan pada input negatif komparator, kita ambil tegangan pada
rangkaian photodioda. Photodioda dapat kita anggap sebagai R2 pada
rangkaian pembagi tegangan. Sedangkan besarnya hambatan dari R2
tergantung dari intensitas sinar infrared yang diterima oleh photodiode
yang digunakan.
Ketika sinar infrared yang diperoleh banyak, maka resistansi akan
menurun. Dengan pembagi tegangan, tegangan di input negatif juga akan
turun. Saat tegangan turun dan kurang dari tegangan referensi, maka
output bernilai 1. Saat infrared yang diterima photodioda sedikit, maka
resistansi photodioda akan membesar. Tegangan di input negatif juga
akan naik. Saat tegangan tersebut melebihi tegangan referensi, maka
output akan bernilai 0.
Nilai output 1 atau 0 dapat digunakan sebagai switch untuk melakukan
sesuatu atau diteruskan ke rangkaian yang lain. Pada percobaan ini,
output akan dihubungkan dengan LED. LED tersebut digunakan sebagai
indicator nilai logika output dari rangkaian yang kita buat.
=====Selamat Mencoba =====
Unit
Robotika
©09067
‐
“Because
we
are
the
creator,
not
robot
that
we
build”
.