LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

ROBOT LINE FOLLOWER

ANALOG SAKLAR TRANSISTOR

Ahmad Samsudin(1127030003)

Asisten : Hadian (1211703016)

September 30, 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

At this time the lab is the theme of Robot Line follower transistor

switches and switch IC comparator, from this lab we can know the

working principle of a light sensor and comparator IC transistor as

well as switch on a line follower robot. Techniques or experiments

conducted by performing simulations on a computer using the Proteus

software, the results of experiments carried out showed that the robot

line follower with transistor switches on the black line would run if

it detects a black line, a white line on a line follower will run if it

detects white line. A transistor is a semiconductor device that is used

as an amplifier, as the circuit breaker and junction (switching). As

for the line follower robot switch the comparator IC berjlan if the

LDR resistance in an electric current to flow or not to activate the

DC motor. Benefits of robots to human activities is very much like

helping people work in the industry.

Keywords: Robot, Transistor, LDR, IC komparartor

Ringkasan

Pada praktikum kali ini yaitu dengan tema Robot Line follower

saklar transistor dan saklar IC komparator, dari praktikum ini kami

dapat mengetahui prinsip kerja dari sensor cahaya dan transistor serta

IC komparator sebagai saklar pada sebuah robot line follower. Teknik

atau percobaan yang dilakukan yaitu dengan melakukan simulasi pada

komputer menggunakan software proteus, hasil percobaan yang di-

lakukan didapatkan hasil bahwa robot line follower dengan saklar

transistor pada garis hitam akan berjalan jika mendeteksi garis hi-

tam, pada line follower garis putih akan berjalan jika mendeteksi

garis putih. Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai se-

bagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switch-

ing). Sedangkan untuk robot line follower saklar IC komparator akan

berjlan jika resistansi LDR dalam keadaan bisa mengalirkan arus listrik

atau tidak untuk mengaktifkan motor DC. Manfaat robot untuk kegiatan

manusia sangatlah banyak seperti membantu pekerjaan manusia dalam

bidang industri.

Kata Kunci: Robot, Transistor, LDR, IC komparartor

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Robot merupakan teknologi masa kini yang banyak digunakan dalam

bidang teknologi dan industry. Pada zaman yang penuh dengan teknologi

saat ini banyak sekali jenis-jenis robot yang dipergunakan. Seperti layaknya

manusia yang dapat berjalan dan bergerak. Robot pada zaman ini pun dapat

berjalan dan bergerak bahkan ada juga robot yang dapat menari. Robot line

follower merupakan robot cerdas sederhana yang menggunakan LDR atau

sensor cahaya dapat mengikuti sebuah garis hitam atau garis putih. Sebagai

mahasiswa fisika sains kita dituntut untuk mengetahui dan membuat sebuah

robot sederhana yang bisa dijadikan sebagai awal untuk membuat sebuah

robot cerdas. Oleh karena itu kami membuat robot line follower dengan

saklar transistor diatas garis hitam dan putih serta robot line follower dengan

saklar IC komparator diatas garis hitam dan putih.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja sensor cahaya LDR.

2. Mengetahui prinsip kerja transistor NPN dan PNP sebagai saklar dan

penguat.

3. Mengetahui prinsip kerja LED.

4. Mengetahui prinsip kerja motor DC.

5. Mampu mendesain robot line follower analog sederhana.

1.3 Dasar Teori

Robot adalah suatu alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik,

baik menggunakan pengawasan atau kontrol manusia, ataupun menggunakan

program yang telah didefinisikan terlebih dahulu (kecerdasan buatan). Seperti

2

halnya robot KISMET yang telah menggunakan teknologi antifial intele-

gence. Untuk membuat robot dengan teknologi yang canggih diperlukan

waktu yang sangat lama, maka dari itu kita mulai dari yang sederhana yaitu

membuat robot yang berjalan mengikuti garis hitam atai putih (Line Fol-

lower). Robot ini bisa berjalan karena menggunakan sensor cahaya seperti

layaknya manusia, maka sensor cahaya ini berfungsi sebagai mata untuk

berjalan.[1]

A. Robot analog line follower saklar transistor(Diatas garis hi-

tam).

Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sen-

sor garis yang terhubung dengan kedua motor penggerak (kanan dan kiri)

secara bersilang melalui sebuah saklar transistor. Sensor garis A (kiri) men-

gendalikan motor sebelah kanan, dan sensor garis B (kanan) mengendalikan

motor sebelah kiri.

1. Ketika sensor A mendekati garis sedangkan sensor B keluar dari garis

maka posisi robot berada dikanan garis, maka motor kanan akan aktif

dan motor kiri akan mati sehingga robot akan berbelok kekiri.

2. Ketika sensor B mendeteksi garis, maka motor kiri akan aktif dan motor

kanan akan mati sehingga robot akan berbelok kekanan.

3. Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan

robot akan berjalan kedepan.

B. Robot analog line follower saklar transistor (Diatas garis

putih).

Prinsip kerja untuk robot line follower diatas garis putih yaitu, pada

saat LDR mendeteksi lintasan putih maka resistansi LDR akan rendah se-

hingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang akhirnya akan menuju basis

3

yang mengangktifkan transistor 2N2904 serta menyalakan LED indicator dan

perubahan logika kaki kolektor transistor 2N2904 akan juga berfungsi seba-

gai input untuk mengangktifkan transistor 2N2907 serta menggerakan motor

DC, sebaliknya ketika LDR mendeteksi garis hitam maka motor DC akan

mati.

C. Robot analog line follower saklar IC komparator (Diatas garis

hitam).

Prinsip kerja dari robot analog line follower saklar IC komparator di-

atas garis hitam yaitu, pada saat LDR mendeteksi garis hitam maka re-

sistansi LDR aka menjadi besar dan tidak ada arus yang akan melalui LDR

sehingga arus listrik akan langsung menuju IC komparator. Karena arus ma-

suk melalui kaki non-inverting maka IC komparator membaca input sebagai

nilai maksimum dan memberikan output juga maksimum, agar lebih sta-

bil maka output IC dihubungkan dengan ground melalui resistor full down.

Arus output IC akhirnya menggerakan kaki basis transistor 2N2222 yang

akan menghidupkan motor DC. Sebaliknya jika LDR mendeteksi garis putih

maka motor DC akam mati.

D. Robot analog line follower saklar IC komparator (Diatas garis

putih).

Prinsip kerja dari robot analog line follower saklar IC komparator diatas

garis putih yaitu, ketika LDR mendeteksi garis putih maka arus yang menuju

IC komparator menjadi minimum, karena arus masuk melalui kaki inverting

maka IC komparator akan membaca input sebagai nilai minimum dan mem-

berikan output maksimum. Agar lebih stabil maka output IC dihubungkan

dengan Vcc melalui resistor pull up, arus output IC akhirnya akan meng-

gerakan kaki basis transisitor 2N2222 yang akan menggerakan motor DC.

Sebaliknya saat LDR mendeteksi garis hitam motor DC akan mati.[2]

4

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum line folower ini berlangsung pada tanggal 21 September 2013

di lab Fisika Uin Sunan Gunung Djati Bandung pukul 07:00 sampai dengan

selesai.

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Papan PCB

2. Multimeter

3. Kabel koneksi

4. Resistor

5. LDR dan LED

6. Motor DC

7. Resistor

8. Transistor NPN dan PNP

9. IC komparator

10. potensiometer 10k

11. Software proteus

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 A. Robot analog line follower saklar transistor(Diatas garis

hitam)

Melakukan desain rangkaian robot analog line follower saklar transis-

tor diatas garis hitam dengan menggunakan software proteus, kemudian di-

lakukanlah pengujian terhadap rangkaian tersebut dan yang terakhir yaitu

5

melakukan analisis terhadap rangkaian robot analog line follower saklar tran-

sistor diatas garis hitam ketika sumber cahaya didekatkan atau dijauhkan

kesensor cahaya.

Mendesain rangkaian robot analog line follower pada proteus

Lakukan pengujian pada rangkaian

Analisis ketika LDR terkena cahaya dan ketika dalam keadaan gelap

2.3.2 B. Robot analog line follower saklar transistor (Diatas garis

putih).

Membuat desain rangkaian robot analog line follower saklar transis-

tor diatas garis putih dengan menggunakan software proteus, kemudian di-

lakukanlah pengujian terhadap rangkaian tersebut dan yang terakhir yaitu

melakukan analisis terhadap rangkaian, ketika sumber cahaya didekatkan

atau dijauhkan kesensor cahaya.

Mendesain rangkaian robot analog line follower(Diatas garis putih) pada proteus

Lakukan pengujian pada rangkaian

Analisis ketika LDR terkena cahaya dan ketika dalam keadaan gelap

6

2.3.3 C. Robot analog line follower saklar IC komparator (Diatas

garis hitam).

Membuat desain rangkaian robot analog line follower saklar IC kom-

parator diatas garis hitam dengan menggunakan software proteus, kemudian

dilakukanlah pengujian terhadap rangkaian tersebut dan yang terakhir yaitu

melakukan analisis terhadap rangkaian robot analog line follower saklar IC

komparator diatas garis hitam ketika sumber cahaya didekatkan atau di-

jauhkan kesensor cahaya.

Mendesain rangkaian robot analog line follower saklar IC komparator pada proteus

Lakukan pengujian pada rangkaian

Analisis ketika LDR terkena cahaya dan ketika dalam keadaan gelap

2.3.4 D. Robot analog line follower saklar IC komparator (Diatas

garis putih).

Membuat desain rangkaian robot analog line follower saklar IC kom-

parator diatas garis putih dengan menggunakan software proteus, kemudian

dilakukanlah pengujian terhadap rangkaian tersebut dan yang terakhir yaitu

melakukan analisis terhadap rangkaian robot analog line follower saklar IC

komparator diatas garis putih ketika sumber cahaya didekatkan atau di-

jauhkan kesensor cahaya.

7

Mendesain rangkaian robot analog line follower saklar IC komparator pada proteus

Lakukan pengujian pada rangkaian

Analisis ketika LDR terkena cahaya dan ketika dalam keadaan gelap

8

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Pembahasan

Pada praktikum kali ini yaitu membuat desain robot line follower den-

gan Transisitor dan IC komparartor dengan sensor cahaya (LDR). Dalam

membuat robot line follower mengunakan banyak komponen,antara lain yaitu

:

1. sensor cahaya (LDR), yaitu sensor yang mempunyai fungsi untuk men-

gubah energi cahaya menjadi energi listrik. LDR mempunyai resistansi

yang berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya.

2. Resistor, adalah salah satu komponen elekronika yang berfungsi seba-

gai penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa

terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada

terminal yang sebanding dengan arus listrik yang melewatinya sesuai

dengan hukum Ohm.

3. Motor DC, yaitu berfungsi sebagai penggerak robot untuk melakukan

pergerakan.

4. IC komparartor, berfungsi untuk membandingkan dua macam tegan-

gan yang terdapat pada kedua inputnya.[3]

5. Transistor NPN dan PNP, NPN adalah transistor positif dimana tran-

sistor dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegan-

gan arus positif. Sedangkan transistor PNP adalah transistor negatif,dapat

bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif.[4]

Kompenen-komponen diatas mempunyai fungsi yang sangat sentral un-

tuk menggerakan sebuah robot line follower, dalam praktikum kali ini kami

membuat 4 desain robot yaitu :

9

A. Robot line follower saklar transistor diatas garis hitam

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa LDR dalam keadaan gelap,

oleh sebab itu robot ini dapat berjalan karena saat resistansi LDR besar

maka akan mendeteksi garis hitam dan motor akan bergerak ketika adanya

arus yang mengalir yang disebabkan oleh terbukanya LDR saat resistansi

besar.

10

Namun untuk gambar yang diatas LDR (kiri) dalam keadaan terang

dan LDR (kanan) dalam keadaan gelap, sesuai dengan konsep teori bahwa

ketika salah satu roda berhenti maka robot akan berbelok dan gambar diatas

menunjukan bahwa robot berbelok kearah kiri, karena motor sebelah kiri

dalam keadaan mati dan motor sebelah kanan aktif.

Sedangkan untuk gambar diatas menunjukan kedua sensor dalam keadaan

terang sehingga LDR tidak dapat mengalirkan arus listrik untuk mengger-

akan motor. Sehingga kedua motor dalam keadaan mati dan robot tidak

bergerak.

Adapun jalannya arus untuk line follower garis hitam ini adalah arus

dimulai dari power dan masuk ke loop 1, kemudian melewati resisitor(R1) dan

kemudian arus mengalir menuju LED berwarna hijau. Setalah melewati LED

kemudian arus menuju LDR, arus dari LDR dipecah menjadi dua, ada yang

menuju resistor (R2) dan ada juga yang masuk ketransistor 2N3904. Arus

dari transistor akan dialirkan menuju resistor (R3) dan kemudian masuk ke

transistor 2N3907, setelah dari transistor arus mengalir ke motor DC. Begitu

juga untuk loop 2, yang mebedakan adalah ketika arus dari transistor 2N3904

menuju LED terlebih dahulu kemudian menuju reistor dan transistor 2N3907

dan kemudian masuk ke motor DC.[5]

11

B. Robot line follower saklar transistor diatas garis putih

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa LDR dalam keadaan terang

oleh sumber cahaya, oleh sebab itu robot ini dapat berjalan karena saat

resistansi LDR kecil sehingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang

akhirnya akan ada arus yang menuju basis yang mengaktifkan transistor

2N2904 serta menyalakan LED indicator dan perubahan logika kaki kolektor

transistor 2N2904akan juga berfungsi sebagai input untuk mengangktifkan

transistor 2N2907 serta menggerakan motor DC.

12

Sedangkan untuk desain kedua diatas dapat dilihat bahwa salah satu

LED dalam keadaan mati yang menandakan bahwa salah satu motor dalam

keadaan mati, ketika salah satu motor mati maka robot akan berbelok. Pada

gambar diatas dapat dilihat bahwa robot akan berbelok kekiri karena yang

aktif hanya motor sebelah kanan. Matinya salah satu motor yang disebablan

oleh salah satu sensor cahaya dalam keadaan gelap sehingga arus tidak bisa

masuk untuk mengaktifkan transistor dan untuk menggerakan motor DC.

13

Dari gambar dapat dilihat bahwa LDR dalam keadaan gelap dua-

duanya, sehingga kedua motor akan mati karena tidak ada arus yang men-

gaktifkan transistor dan bisa menggerakan motor, sehingga gambar diatas

menunjukan bahwa robot dalam keadaan diam atau berhenti.

C. Robot line follower saklar IC komparator diatas garis hitam

Komparator pada rangaian ini menggunakan IC LM 324 yang didalam-

nya berisi rangkaian Op Amp digunakan untuk membandingkan input dari

sensor. komparator bekerja berdasarkan tegangan yang masuk pada kedua

pin inputnya. Adapun cara kerja dari IC komparator yaitu :

• jika tegangan pada pin(+) lebih besar tegangan pada pin(-) maka out-

put komparator akan berayun kearah (V+).

• jika tegangan pada pin(+) lebih kecil tegangan pada pin(-) maka out-

put komparator akan berayun kearah (V-). Maka output komparator

akan bergerak kearah Vdalam aplikasinya biasanya salah satu pin in-

put dari komparator sebagai tegangan reverensi sedangkan pin input

lainya sebagai tegangan yang akan dibandingkan.[6]

Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa motor DC bisa bergerak karena

ada beberapa faktor, adapun prinsip kerja dari robot line follower saklar IC

14

komparartor diatas garis hitam adalah pada saat LDR mendeteksi garis hi-

tam maka resistansi LDR aka menjadi besar dan tidak ada arus yang akan

melalui LDR sehingga arus listrik akan langsung menuju IC komparator.

Karena arus masuk melalui kaki non-inverting maka IC komparator mem-

baca input sebagai nilai maksimum dan memberikan output juga maksimum,

agar lebih stabil maka output IC dihubungkan dengan ground melalui resis-

tor full down. Arus output IC akhirnya menggerakan kaki basis transistor

2N2222 yang akan menghidupkan motor DC.

Namun untuk gambar diatas dapat dilihat dari gambar bahwa salah

satu sensor engalami penurunan resistansi karena sumber cahaya semakin

dekat dengan LDR. Oleh karena itu LDR tidak bisa merubah energi cahaya

menjadi energi listrik dan tidak ada rus yang masuk untuk mengaktifkan IC

komparartor dan motor DC. Krena hanya ada satu motor yang mati maka

robot akan berbelok kearah kanan, dikarenakan yang aktif yaitu sebelah kiri.

15

Untukdalam keadaan mati, gambar diatas bisa kami analisis bahwa ke-

dua motor sebaagai sumber penggerak motor dalam keadaan mati, karena

kedua sensor dalam keadaan resistansinya rendah dan tidak kuat untuk men-

galirkan listrik untuk mengaktifkan IC komparartor.

Untuk jalannya arus pada robot line follower saklar IC komparartor

pada garis hitam adalah, arus masuk melalui power dan akan mengalir ke R1

dan diteruskan ke lampu LED dan menuju ke resistor ke-5. Setelah itu arus

masuk keLDR, pada saat di LDR arus harus bisa mengalir ke IC komparator

untuk mengaktifkan motor DC dalam hal ini melalui juga transistor 2N2222.

D. Robot line follower saklar IC komparator diatas garis putih

16

Pada gambar yang pertama untuk robor line follower saklae IC tran-

sistor ditas garis putih dapat dilihat bahwa kedua motor dapat bergerak,

karena ketika LDR mendeteksi garis putih maka arus yang menuju IC kom-

parator menjadi minimum, karena arus masuk melalui kaki inverting maka

IC komparator akan membaca input sebagai nilai minimum dan memberikan

output maksimum. Agar lebih stabil maka output IC dihubungkan dengan

Vcc melalui resistor pull up, arus output IC akhirnya akan menggerakan kaki

basis transisitor 2N2222 yang akan menggerakan motor DC.[7]

Sedangkan untuk gambar yang kedua diatas bisa dilihat bahwa salah

satu motor tidak aktif, karena salah satu LDR dalam keadaan gelap. Karena

LDR dalam keadaan gealap mempunyai resisitansi besar maka input dari

sensor untuk IC komparartor menjadi maksimum dn tidak bisa terbaca oleh

IC komparator untuk menggerkan motor DC.

17

Sedangkan untuk gambar diatas kedua motor dalam keadaan mati,

karena kedua sensor mengirimkan input kepada IC komparartor dalam keadaan

maksimum sehingga tidak bisa terbaca oleh IC komparator dan robot tidak

bisa begerak atau dalam keadaan diam.

Adapun jalannya arus untuk rangkaian robot line follower saklar IC

komparator diatas garis putih yaitu ketika arus dari power langsung dialirkan

menuju resisitor 2, kemudian menuju LED dan dieruskan ke resisitor 1 dan

masuk ke sensor cahaya diterukan kembali ke IC komparartor, sebelum arus

sampai pada motor DC arus terlebih dahulu melewati transistor 2N2222.

Manfaat-manfaat dari robot line follower yaitu sebagi titik acuan un-

tuk teknologi masa depan seperti mobil tanpa pengendara dan sebagi robot

dibidang industri yang menggunakan line track seebagai media industri terse-

but.

18

3.2 Analisis Data

Dalam praktikum ini hampir tidak ada hambatan karena hanya meng-

gunakan sofware pada komputer sehingga persentase untuk eror sangat kecil.

Adapun keterkaitan antara dasar teori dari robot line follower dengan hasil

praktikum sangat mendekati, itu bisa dilihat dari hasil praktikum diatas.

19

4 Kesimpulan

Berdasrkan hasil praktikum yang kami lakukan dapat disimpulkan bahwa,

kami dapat mengetahui prinsip keja dari sensor cahaya (LDR) serta LED dan

transistor NPN dan PNP, kami juga dapat mengetahui prinsip kerja dari IC

komparartor. Adapun dari hasil praktikum yang dilakukan yaitu :

• Robot line follower saklar transistor garis hitam akan berjalan ketika

resistansi pada LDR besar, jika sebaliknya maka motor akan mati.

• Robot line follower saklar transistor garis putih yaitu ketika resistansi

LDR akan rendah sehingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang

akhirnya akan menuju basis yang mengangktifkan transistor 2N2904

serta menyalakan LED indicator dan perubahan logika kaki kolektor

transistor 2N2904 akan juga berfungsi sebagai input untuk mengangk-

tifkan transistor 2N2907 serta menggerakan motor DC, sebaliknya ketika

LDR mendeteksi garis hitam maka motor DC akan mati.

• Robot line follower saklar IC komparator garis hitam bisa bergerak

apabila ada arus yang mengaktifkan transistor dan IC komparator un-

tuk menggerkan motor DC, ketika mendeteksi garis putih maka motor

akan mati.

• Robot line follower saklar IC komparator garis putih, prinsip kerja dari

ribot ini yaitu kebalikan dari robot line follower saklar IC komparator

garis hitam.

• Adapun fungsi dari transistor adalah sebagi sebuah penguat, dan se-

bagai penstabilisasi tegangan (stabilisator).

• Manfaat robot yaitu untuk membantu kegiatan manusia seperti robot

mesin industri.

20

References

[1] http://diditnote.blogspot.com/2013/05/fitur-dan-cara-kerja-ic-lm-

393.html. Diakses 25 September 2013.

[2] Tim Elektronika Dasar I. ”‘ Modul Elektronika dasar I ” .(2013). Ban-

dung

[3] Surjono, Herman Dwi. ” Elektronika ” .(2007). Cerdas Ulet Kreatif;

Jember

[4] Devais. ” Transistor ” .(2007). Jakarta

[5] Malvino. ”Prinsip-prinsip elektronika I ” .(1994). Erlangga; jakarta

[6] http://diditnote.blogspot.com/2013/05/fitur-dan-cara-kerja-ic-lm-

393.html. Diakses 25 September 2013.

[7] Jayadin, Ahmad. ” ELEKTONIKA DASAR ” .(2001). Erlangga;

Jakarta

21

LAMPIRAN

22