BAB 2
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 photo diode sebagai sensor garis.
2.1 Pengertian Sensor Secara Umum
Prinsip kerja dari jenis sensor aktif adalah menghasilkan perubahan resistansi/tahanan listrik, perubahan tegangan atau juga arus listrik langsung bila diberikan suatu respon penghalang atau respon penambah pada sensor tersebut (contoh sinar/cahaya yang menuju sensor dihalangi atau ditambah cahayanya, panas pada sensor dikurangi atau ditambah dan lain-lainnya).
Variabel keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik disebut Transduser. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi. Berdasarkan perubahan lingkungan yang dideteksi sensor dapat dikalsifikasikan atas :
- Sensor kimia
Sensor kimia mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya melibatkan beberapa reaksi kimia. Contoh sensor kimia adalah sensor pH, sensor Oksigen, sensor ledakan, dan sensor gas.
- Sensor Fisika
Sensor fisika mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika. Contoh sensor fisika adalah sensor cahaya, sensor suara, sensor gaya, sensor tekanan, sensor getaran/vibrasi, sensor gerakan, sensor kecepatan,sensor percepatan, sensor gravitasi, sensor suhu, sensor kelembaban udara, sensor medan listrik/magnit, dll. Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu:
• Sensor thermal (panas)
• Sensor mekanis
- Sensor Biologi
Sensor biologi merupakan besaran listrik dimana di dalamnya dilibatkan beberapa reaksi kimia, seperti misalnya pada sensor pH, sensor oksigen, sensor ledakan, serta sensor gas. Berdasarkan jenis pengukurannya sensor biologi dapat dibedakan atas :
• Sensor pengukuran molekul dan biomolekul: toxin, nutrient, pheromone.
• Sensor pengukuran tingkat glukosa, oxigen, dan osmolitas. • Sensor pengukuran protein dan hormon.
2.2 LED Infra Merah
Gambar 2.1 Inframerah
Cahaya LED timbul sebagai akibat penggabungan elektron dan hole pada persambungan antara dua jenis semikonduktor dimana setiap penggabungan disertai dengan pelepasan energi. Pada penggunaannya LED infra merah dapat diaktifkan dengan tegangan DC untuk transmisi atau sensor jarak dekat, dan dengan teganganAC (30–40 KHz) untuk transmisi atau sensor jarak jauh.
LED Infra Merah merupakan salah satu jenis LED (Light Emiting Diode) yang dapat memancarkan cahaya infra merah yang tidak kasat mata. Cahaya infra merah merupakan gelombang cayaha yang berapa pada spectrum cahaya tak kasat mata. LED infra merah dapat memacarkan cahaya infra merah pada saat diode LED ini diberikan tegangan bias maju pada anoda dan katodanya.
2.3 Photodioda
Bentuk dari Photodioda sama dengan LED namun fungsinya berbeda. Photodioda digunakan sebagai sensor cahaya. Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, seperti pada gambar 2.2, jika photodioda terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir. Gambar photodioda bisa kita liat pada gambar 2.2 berikut:
Gambar 2.2. Photodioda
Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Photodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, sinar-X.
Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang diserap oleh photodioda.
Photodiode dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron.
Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.
Sifat dari Photodioda adalah :
2.4. Sensor Garis
Yang dimaksud sensor garis disini adalah suatu perangkat/alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya sebuah garis atau tidak. Garis yang dimaksud adalah garis berwarna hitam di atas permukaan berwarna putih. Alat ini menggunakan teknik pantulan cahaya yang ditangkap oleh photodiode dari sebuah LED.
Sensor Garis seperti pada gambar 2.3, Hanya dengan bantuan sensor, robot dapat menentukan arah gerakannya, dalam line follower ini kita menggunakan jenis sensor inframerah. Pembuatan sensor tersebut cukup mudah, yaitu menggunakan satu buah komponen photodiode dan satu buah Light Emitting
Diode (LED) inframerah atau sering diganti dengan LED Superbright dengan
warna tertentu yang dipasang secara berdampingan. LED akan memancarkan cahaya ke permukaan dan pantulan cahaya tersebut akan diterima oleh
photodiode. Ada juga yang menggunakan kamera sebagi sensor (atau image
sensor) agar resolusi pembacaan garis lebih tinggi, sehingga menjadikan gerakan robot lebih akurat.
2.5. Sensor inframerah TCRT5000
Untuk mendeteksi keberadaan garis, alat ini menggunakan modul sensor inframerah TCRT5000. Modul ini akan beroperasi pada tengangan 5V. Sensor ini akan menghasilkan logika 1 ketika terkena garis putih, dan akan menghasilkan logika 0 ketika sensor diletakkan diatas permukaan hitam. Pada alat ini, digunakan 4 buah modul TCRT5000 yang diletakkan di depan dan di belakang robot untuk menuntun perjalan robot selama beroperasi. Pada gambar 2.4 adalah gambar modul TCRT5000.
Gambar 2.4 modul TCRT5000
barang diahadapan robot. Ketika sensor ini mendeteksi adanya barang di depannya, sensor akan mengirimkan logika 0 pada mikrokontroler
2.6. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :
Gambar 2.5 LCD 2x16
1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.
1. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
2. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
1. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
4. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
2.7 Driver Motor DC menggunakan IC L293
IC L293D adlah 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.
Gambar 2.6 Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D
1. Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D 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 3. Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing
driver yang dihubungkan ke motor DC
4. Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
2.8 Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroler merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access
Memori), ROM (Read Only Memori), Input dan Output, Timer/Counter, Serial
com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi – aplikasi kontrol dan aplikasi serbaguna.
Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. Read Only Memori (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Memori penyimpanan program dinamakan sebagai memori program. Random Access Memori (RAM) isinya akan langsung hilang ketika IC kehilangan catudaya yang dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan UART (Universal
Asychronous Receiver Transmitter) yaitu port serial komunikasi serial asinkron,
USART (Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and
Transmitter) yaitu port yang digunakan untuk komunikasi serial sinkron dan
asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat dari UART, SPI (Serial Port
Interface), SCI (Serial Communication Interface),
Bus RC (Intergrated circuit Bus) merupakan 2 jalur yang terdapat 8 bit, CAN (Control Area Network) merupakan standart pengkabelan SAE (Society of
Automatic Engineers).
menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hamper setiap peralatan elektronika canggih. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan instruksi CS51 yang membutuhkan siklus 12 clock.
AVR berteknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi beberapa kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hampir sama.
2.9 Fitur Mikrocontroler ATmega 16
Fitur-fitur yang dimiliki ATMega 16 sebagai berikut :
1. Microcontroller AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi, dengan
daya rendah.
2. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.
3. Memiliki kapasitas Flash memori 16 KByte, EEPROM 512 Byte dan SRAM 1 KByte.
4. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
6. Unit interupsi internal dan eksternal.
7. Port USART untuk komunikasi serial.
Fitur Peripheral.
a. Tiga buah Timer/ Counter dengan kemampuan pembandingan.
1. 2(dua) buah Timer/ Counter 8 bit dengan Prescaler terpisah dan Mode Compare.
2. 1(satu) buah Timer/ Counter 16 bit dengan Prescaler terpisah, Mode Compare, dan Mode Capture.
b. Real Time Counter dengan Oscillator tersendiri.
c. 4 channel PWM
d. 8 channel, 10 bit ADC.
1. 8 Single-ended Channel.
2. 7 Differential Channel hanya pada kemasan TQFP.
3. 2 Differential Channel dengan Programmable Gain 1x, 10x,
atau 200x.
e. Byte-oriented Two-wire Serial Interface. f. Programmable Serial USART.
g. Antarmuka SPI.
h. Watchdog Timer dengan oscillator internal.
2.10 Konfigurasi PIN ATMega 16
Konfigurasi pin ATMega 16 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline
Package) dapat dilihat Dari gambar dibawah ini dapat dijelaskan fungsi dari
masing-masing pin ATMega 16 sebagai berikut :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merupakan pin Ground.
3. Port A (PA.0...PA.7) merupakan pin input/ output dua arah dan pin
masukan ADC.
4. Port B (PB.0...PB.7) merupakan pin input/ output dua arah dan pin fungsi
khusus,
5. Port C (PC.0...PC.7) merupakan pin input/ output dua arah dan pin fungsi
Khusus
6. Port D(PD.0...PD.7) merupakan pin input/ output dua arah dan pin fungsi
khusus
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
Untuk penjelasan pin dari AVR ATMega 16 ditunjukkan dalam Gambar :
Gambar 2.7 konfigurasi Pin ATMega 16 PDIP
Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega 16 sebagai berikut
2. Port B (PB7..PB0) Pin B adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, Pin B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
3. Port C (PC7..PC0)Pin C adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. pin C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
4. Port D (PD7..PD0) Pin D adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin D yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
• AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan Konverter A/D. • AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D.
2.11 Peta Memori ATMega 16
ATMega 16 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk penyimpan data.
1. Memori Program
Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk menyimpan data. ATMega16 memiliki 16K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.
Instruksi ATMega16 semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka memori flash diatur dalam 8K x 16 bit. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program boot dan aplikasi. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.
2. Memori Data (SRAM)
berbagai fitur mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. 1024 alamat berikutnya mulai dari $60 hingga $45F digunakan untuk SRAM internal.
Gambar 2.8 peta memori ATMega 16
3. Memori Data EEPROM
4. Analog To Digital Converter
AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan resolusi 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi, baik single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau (noise) yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain :
1. AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D. 2. Resolusi mencapai 10-bit
3. Akurasi mencapai ± 2 LSB 4. Waktu konversi 13-260µs
5. 8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian
6. Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC 7. Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC
8. Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal 9. Interupsi ADC complete
2.12 Motor Stepper
Motor stepper adalah salah satu jenis motor dc yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa digital. Prinsip kerja motor stepper adalah bekerja dengan mengubah pulsa-pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit dimana motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor stepper tersebut.
2.12.1 Kelebihan Motor Stepper
Kelebihan motor stepper dibandingkan dengan motor DC biasa adalah :
1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur.
2. Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak 3. Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi
4. Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik
(perputaran)
5. Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti pada motor DC
6. Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya
2.12.2 Prinsip Kerja Motor Stepper
Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan mekanis diskrit. Oleh karena itu untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Berikut pada gambar 2.9 ini adalah ilustrasi struktur motor stepper sederhana dan pulsa yang dibutuhkan untuk menggerakkannya.
Gambar 2.9 Prinsip Kerja Motor Stepper
Pada gambar 2.9 diatas memberikan ilustrasi dari pulsa keluaran pengendali motor stepper dan penerpan pulsa tersebut pada motor stepper untuk menghasilkan arah putaran yang bersesuaian dengan pulsa kendali.
2.12.3 Jenis-Jenis Motor Stepper
2.12.4 Motor stepper Variable reluctance (VR)
Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator. Berikut pada gambar 2.10 ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR)
Gambar 2.10 Motor stepper tipe variable reluctance (VR)
2.12.5 Motor stepper Permanent Magnet (PM)
antara 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya. Berikut pada gambar 2.11 ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet :
Gambar 2.11 Motor stepper tipe permanent magnet (PM)
2.12.6 Motor stepper Hybrid (HB)
Gambar 2.12 Motor stepper tipe hibrid
Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu motor stepper unipolar dan motor stepper bipolar.
2.12.7 Motor Stepper Unipolar
Gambar 2.13 Motor stepper dengan lilitan unipolar
2.12.8 Motor Stepper Bipolar
Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya. Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran yang sama.
2.13 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.
Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan.
Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut.
1. 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.
3. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Gambar 2.15. Motor DC
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
1. Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan Arus
2. Medan : Menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.16 Prinsip Kerja Motor DC
Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.
2.14 Bahasa Pemograman BASCOM-AVR
Bahasa pemograman berlevel rendah merupakan bahasa pemograman dengan sandi yang hanya dimengerti oleh mesin, sehingga untuk memprogram dalam bahasa ini diperlukan tingkat kecermatan yang tinggi. Bahasa pemograman berlevel tinggi relatif mudah digunakan, karena ditulis dengan bahasa manusia yang lebih mudah dimengerti dan tidak tergantung pada mesin.
Penulisan program dalam bahasa BASCOM-AVR ini tidak mengenal aturan penulisan dikolam tertentu. Jadi bisa dimulai dari kolom manapun. Namun demikian, untuk mempermudah dalam pembacaan program dan untuk keperluan dokumentasi, sebaiknya penulisan program dalam bahasa BASCOM-AVR ini diatur sedemikian rupa sehingga mudah dibaca. Bascom Avr sendiri adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler keluarga AVR . BASCOM AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya meng-compile kode program menjadi file hex / bahasa mesin, Bascom Avr juga memiliki kemampuan / fitur lain yang berguna sekali seperti monitoring komunikasi serial dan untuk menanamkan program yang sudah di compile ke mikrokontroler.
Inisialisasi pin atau mengaktifkan pin adalah berfungsi untuk mengendalikan keseluruhan sistem dari alat. Perangkat ini berisikan program yang nantinya disimpan di dalam mikrokontroler Atmega16, sehingga mikrokontroler melaksanakan perintah-perintahnya secara otomatis sesuai dengan urutan program yang dibuat.
Pengarah preprosesor $regfile = “m16def.dat” merupakan pengarah pengarah preprosesor bahasa BASIC yang memerintahkan untuk meyisipkan file lain, dalam hal ini adalah file m16def.dat yang berisi deklarasi register dari mikrokonroller ATmega 16.
Konstanta merupakan suatu nilai dengan tipe data tertentu yang tidak dapat diubah-ubah selama proses program berlangsung. Konstanta harus didefinisikan terlebih dahulu diawal program. Contoh : Kp = 35, Ki=15, Kd=40 Variabel adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan untuk mewakili suatu nilai tertentu di dalam proses program yang dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan. Nama dari variable terserah sesuai dengan yang diinginkan namun hal yang terpenting adalah setiap variabel diharuskan :
1. Terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama harus berupa huruf, max 32 karakter.
2. Tidak boleh mengandung spasi atau symbol-simbol khusus seperti : $, ?,
%, #, !, &, *, (, ), -, +, = dan lain sebagainya kecuali underscore.
Deklarasi sangat diperlukan bila akan menggunakan pengenal (identifier) dalam suatu program. Deklarasi Variabel, Bentuk umum pendeklarasian suatu variable
