Line Follower Robot dengan 4 Transistor

Untuk yang masih awam dengan Line Follower Robot (LFR), mungkin akan membayangkan sebuah robot dengan anggota tubuh seperti manusia. Ini berdasar pengalaman saya mengajar siswa/i SMA yang saya beri tugas akhir membuat sebuah LFR. Kebanyakan mereka (siswa/i), jika mendengar kata robot, langsung yang terbayang adalah salah satu tokoh robot dalam film Transformer. Jadi untuk membuatnya adalah sesuatu yang mustahil.
      Sebetulnya pengertian robot adalah sistem otomatisasi yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Contoh : pintu garasi mobil yang buka-tutupnya dikendalikan oleh remote control, lift, bahkan lampu merah beserta penghitung mundurnya juga termasuk robot. Perbedaan antara peralatan (sistem) yang disebut di atas dengan robot ASIMO (buatan Honda), terletak pada banyaknya sensor di setiap peralatan.
     Sensor sendiri dapat diumpamakan sebagai indera (pada manusia). Makin banyak sensor, makin canggih sang robot. Fungsi sensor juga sama dengan fungsi indera, yaitu mengubah rangsang yang diterima dari lingkungan sekitar, untuk kemudian diubah menjadi besaran listrik, dan kemudian dikirimkan ke sistem kendali (kontrol). Kendali kemudian memutuskan melakukan sebuah gerakan. Komponen utama sebuah robot untuk melakukan gerakan adalah motor DC. Gerakan utama motor DC adalah gerak melingkar.
     LFR yang hendak dibangun di sini adalah sebuah sistem yang dapat bergerak mengikuti pola garis di atas bidang datar. Kalau anda biasa bermain tamiya, LFR hampir mirip dengannya. Bedanya tamiya tidak ada sensor dan sistem kendali, sedang LFR dilengkapi dengan sensor dan sistem kendali.
     Konstruksi standar sebuah LFR, memiliki 3 roda, satu roda depan yang bebas bergerak, dan 2 roda kendali di belakang. Mirip dengan bajaj, bedanya roda kendali bajaj ada di depan, dengan si abang bajaj yang berfungsi sebagai sensor dan sistem kendali.
     LFR ini sangat sederhana karena tidak menggunakan banyak sensor, juga tidak memakai mikrokontroler (chip / IC yang dapat diprogram). LFR ini menggunakan 2  LDR (Light Depending Resistor) sebagai sensor. Dan menggunakan satu transistor yang berfungsi sebagai saklar (2N3904) dan satu transistor sebagai penguat sinyal (2N2907). Karena menggunakan LDR maka robot kita ini sangat peka terhadap intensitas cahaya. Dan hal inilah yang dimanfaatkan agar robot ini dapat bergerak mengikuti pola garis yang kita buat di atas bidang datar.

Cara Kerja LFR
LFR yang dibangun memiliki 2 LDR pada 2 sistem kendali yang dihubungan dengan 2 roda kendali (kiri dan kanan) yang ada di belakang. Untuk kemudian kita sebut saja sistem kendali yang terhubung dengan roda sebelah kiri dengan sistem kendali roda kiri. Dan sistem kendali yang terhubung dengan roda kanan, sistem kendali roda kanan.
      Pola garis yang dibuat harus bewarna hitam pada bidang datar yang memiliki warna dasar putih (warna cerah yang dapat memantulkan cahaya). Ketika kedua LDR tidak berada di atas (pola) garis hitam, maka keduanya menerima pantulan cahaya penuh dari bidang datar, sehingga transistor (2N3904 dan 2N2907) pada kedua sistem kendali aktif dan menggerakkan motor DC yang dihubungkan pada roda kendali kiri dan kanan, menyebabkan robot bergerak. Ketika garis berbelok (mengarah) ke kiri, LDR pada sistem kendali kiri ada di atas garis hitam yang tidak memantulkan cahaya (secara penuh), menyebabkan transistor 2N3904 dan 2N2907 (pada sistem kendali roda kiri) tidak aktif dan roda kiri berhenti, sedang roda kanan tetap berputar (karena LDR pada sistem kendali roda kanan berada di atas bidang putih). Hal tersebut (roda kiri diam, roda kanan berputar) menyebabkan robot berbelok ke arah kiri sesuai dengan pola garis hitam. Demikian juga jika robot hendak berbelok ke arah kanan, roda kanan diam, roda kiri bergerak (berputar).
Di bawah ini adalah skema rangkaian LFR.

Untuk komponen LDR 1 dan LDR 2, serta M kiri dan M kanan, tidak terpasang pada PCB, melainkan terpasang pada badan robot. Pemasangan LDR boleh terbalik. Sedangkan motor tidak boleh terbalik. Jika terbalik (kabel motor) arah putaran akan terbalik. Motor kiri harus berputar berlawanan arah jarum jam dan motor kanan harus berputar searah jarum jam.
Kalau komponen mau dirangkai di atas PCB polos, anda coba salin gambar lay out atas rangkaian LFR di bawah ini pada selembar kertas putih, kemudian tebalkan jalur lay out atas dari bagian belakang kertas. Nah jalur yang baru terbentuk pada bagian belakang kertas ini namanya lay out bawah. Lay out bawah inilah yang harus disalin pada PCB polos, di sisi tembaganya menggunakan spidol permanen. Kemudian PCB dapat di etching, setelah dietching dibor lubang-lubang untuk tempat kaki komponen.

Gambar bergerak di atas adalah LFR dengan badan akrilik ukuran 10 cm x 10 cm. Dengan gear-box yang menyatu (terintegrasi) dengan motor DC, sehingga sangat mudah untuk ditempelkan ke badan LFR. Motor DC ditempel ke badan LFR tidak menggunakan lem, melainkan diikat menggunakan tali plastik pengunci. Kedua ban belakang adalah bawaan dari motor DC. Maksudnya harga motor DC sudah termasuk bannya. Ban depan merupakan ban troli ukuran paling kecil. Bisa didapatkan di toko bahan bangunan. Jika susah mendapatkan ban depan, bisa diganti dengan roll-on bekas rexona. Usahakan tinggi ban belakang dan depan sama, agar sensor LDR dapat efektif terkena pantulan cahaya.

PCB rangkaian dan baterai 9 volt boleh diletakkan saja di atas akrilik yang merupakan badan LFR. Tapi jika ingin rapi, PCB dapat dimur-baut dan baterai bisa diikat dengan kawat puntir.

Di bawah ini gambar motor DC yang sudah jadi satu dengan gearbox (tipe: MT203).

Harga : 45 ribu (plus roda). Jadi untuk roda kiri dan kanan, diperlukan 2 motor DC dengan harga 90 ribu.