ROBOT LINE FOLLOWER MENGGUNAKAN KONTROL PIDAbstrakLine follower robot adalah sebuah robot yang dapat mengikuti garis yang didukung oleh rangkaian komponen elektronika yang dilengkapi dengan roda dan digerakkan oleh motor. Pengendalian kecepatan sangat bergantung pada batas putaran dan pergesekan antara ban robot dengan lantainya. Robot tersebut dirancang untuk bernavigasi dan bergerak secara otomatis mengikuti alur garis yang dibuat.Untuk membaca garis, robot dilengkapi dnegan sensor optic yang diletakkan diujung depan dari robot tersebut . line follower robot ini memiliki jenis dan bentuk yang beraneka ragam sesuai dengan kreatifitas pembuatnya. Pada perancangan proyek line follower robot kali ini akan dibahas dan dianalisis lebih dalam terhadap factor suatu kecepatan robot dengan gerakannya yang dikontrol oleh pengendali Proportional Integral Derivative (PID)sehingga gerakan robot dapat dinamis sesuai dengan track yang akan diujikan.Kata kunci :Robot, PID,Mikrokontroller

A. Tujuan1. Untuk mengetahui alat dan bahan yang digunakan untuk membuat robot line follower berbasis PID2. Untuk mengetahui cara membuat robot line follower berbasis PID3. Untuk mengetahui prinsip kerja robot line follower berbasis PID4. Untuk mengetahui fungsi PID pada robot line follower

B. Alat dan bahanDalam perancangan robot line follower dengan control PID ini membutuhkan alat dan bahan sebagai berikut.1. Minimum sistem dan driver ATmega161 buah Kapasitor 30pF2 buah Kapasitor 1F1 buah Resistor 10 K1 buah Resistor Kristal 12,0000 Mhz1buah Buzzer1 buah Push botton1 buah Regulator 78051 buah Diode IN400113 buah Kapasitor 10001F1 buah Resistor 1002 buah IC 74LS1391 buah Resistor 3309 buah Mosfet IRF 744N8 buah Optocoupler PC8176 buah Bor1 buah Solder1 buah Timahsecukupnya Motor DC2 buah Kabel jumpersecukupnya Baterai lippo2 buah Roda motor 2 buah Software CodeVision AVR Downloader Software Express PCB LED1 buah Diplux 2. Rangkaian sensor LED Photodioda Resistor3. Rangkaian LCD LCD Push button Resistor

C. Dasar TeoriUntuk membuat line follower dengan control PID ini, maka diperlukan landasan teori dari komponen yang akan dipergunakan sehingga dapat diketahui karakteristik dan prinsip kerja dari rangkaian tersebut serta dapat menghasilkan keluaran yang diharapkan. Secara umum rangkaian ini terdiri dari sebagai berikut, yaitu :

1. MikrokontrolerMikrokontroler adalah suatu chip yang memiliki memory, register dan CPU yang dapat melakukan fungsi kendali pada suatu alat atau robot. Arsitektur mikrokontroler yang semakin komplek dan memudahkan para pengembang untuk mendesain system elektronika yang canggih.Jenis jenis Mikrokontroler Berdasarkan arsitekturnya mikrokontroler dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu RISC (Reduce Instrution Set Computer) dan CISC (Kompleks Instruction Set Computer). RISC mempunyai jumlah intruksi yang terbatas, tetapi mempunyai banyak fasilitas yang dapat digunakan Sebaliknya CISC memiliki instruksi yang cukup banyak, tetapi fitur yang ada hanya sedikit.Mikrokontroler ATMega16Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D.4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.5. User interupsi internal dan eksternal6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial7. Fitur Peripheral Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture Real time counter dengan osilator tersendiri Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog 8 kanal, 10 bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Watchdog timer dengan osilator internalKonfigurasi Pena (PIN) Atmega16 Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40- pena dapat dilihat pada Gambar 1 Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pena untuk masing-masing bandar A (Port A), bandar B (Port B), bandar C (Port C), dan bandar D (Port D).

Gambar 1. Pena-Pena Atmega16

2. LCD (Liquid Crystal Display)Liquid Crystal Display (LCD) merupakan perangkat (devais) yang sering digunakan untuk menampilkan data selain menggunakan seven segment. LCD berfungsi sebagai salah satu alat komunikasi dengan manusia dalam bentuk tulisan/gambar. Untuk menghubungkan mikrokontroler dengan LCD dibutuhkan konfigurasi antara pin-pin yang ada di LCD dengan port yang ada di mikrokontroler.

Gambar 2. Tampilan LCD 16X2Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8 bit (pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high (1) dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke 0 dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high (1). Ketika jalur RS berada dalam kondisi low (0), data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau 1, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high (1), maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke 0. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), mereka dinamakan DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4 atau 8 bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4 untuk data).

3. Motor DCMotor DC adalah motor yang non-terpolarisasi -yang berarti bahwa tegangan dapat di balikkan maka putarannyapun akan berubah. Tegangan yang digunakan untuk memutar motor DC sekitar 6V-24V atau lebih. Motor DC Yang digunakan pada robot sekitar motor DC 6V-12V. Jadi, mengapa motor beroperasi pada tegangan yang berbeda? Seperti yang kita semua tahu (atau seharusnya tahu), tegangan secara langsung berkaitan dengan torsi dari sebuah motor. Lebih besar tegangan, maka lebih besar torsi yang dihasilkan. Tetapi dalam pemberian tegangan tidak boleh melebihi dari tegangan yang di butuhkan. Misalkan pemberian tegangan hingga 100V, itu menyebabkan motor tidak akan lagi berputar(rusak). Hal itu menyebabkan motor menjadi terlalu panas dan kumparan akan meleleh.Meskipun motor 24V mungkin lebih kuat, apakah benar-robot harus membawa baterai 24V (yang lebih berat dan lebih besar,kecuali jika benar-benar membutuhkan sebuah torsi pada motor.Ada beberapa macam driver motor DC yang biasa kita pakai seperti menggunakan relay yang diaktifkan dengan transistor sebagai saklar, namun yang demikian dianggap tidak efesien dalam pengerjaan hardware-nya. Dengan berkembangnya dunia IC, sekarang sudah ada H Bridge yang dikemas dalam satu IC dimana memudahkan kita dalam pelaksanaan hardware dan kendalinya menggunakan mikrokontroler, berikut IC yang familiar dalam dunia robotika seperti IC L298 dan L293, kedua IC ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Modul yang menggunakan IC driver L298 yang memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 46 VoltDC untuk satu kanalnya.

4. Blok SensorSensor garis disini adalah suatu perangkat/alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya sebuah garis atau tidak. Garis yang dimaksud adalah garis berwarna hitam diatas permukaan berwarna putih. Alat ini menggunakan teknik pantulan cahaya inframerah yang ditangkap oleh photodioda dari sebuah LED Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan pada mengikuti jalan yang ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki mata sebagai penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki sensor garis yang berfungsi seperti mata pada manusia. Sensor garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan robot tersebut, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya. Pada konstruksi yang sederhana, robot line follower memiliki dua sensor garis (A-Kiri dan B-Kanan), yang terhubung ke dua motor (kanan dan kiri) secara bersilang melalui sebuah prosesor/driver (lihat gambar). Sensor garis A (Kiri) mengendalikan motor kanan, sedangkan sensor garis B (kanan) mengendalikan motor kiri.

Gambar 3. Blok Sensor

Ketika sensor A mendeteksi garis sedangkan sensor B keluar garis ini berarti posisi robot berada lebih sebelah kanan dari garis, untuk itu motor kanan akan aktif sedangkan motor kiri akan mati. Akibatnya motor akan berbelok kearah kiri. Begitu sebaliknya ketika sensor B mendeteksi garis, motor kiri aktif dan motor kanan mati, maka robot akan berbelok ke kanan. Jika kedua sensor mendeteksi garis maka kedua motor akan aktif dan robot akan bergerak maju.

5. Kontrol PIDPID (dari singkatan bahasa ProportionalIntegralDerivative controller) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.Kontroler Proporsional (P) Pengaruh pada sistem : 1. Menambah atau mengurangi kestabilan. 2. Dapat memperbaiki respon transien khususnya : rise time, settling time 3. Mengurangi (bukan menghilangkan) Error steady state. Kontroler Proporsional memberi pengaruh langsung (sebanding) pada error.Semakin besar error, semakin besar sinyal kendali yang dihasilkan kontroler.Kontroler Integral (I) Pengaruh pada sistem : 1. Menghilangkan Error Steady State 2. Respon lebih lambat (dibandingkan dengan P) 3. Dapat Menambah Ketidakstabilan (karena menambah orde pada sistem) Kontroler Derivatif (D) Pengaruh pada sistem : 1. Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga bisa memperbesar pemberian nilai Kp 2. Memperbaiki respon transien, karena memberikan aksi saat ada perubahan error 3. D hanya berubah saat ada perubahan error, sehingga saat ada error statis D tidak beraksi.Sehingga D tidak boleh digunakan sendiriKontrol PID saat ini banyak digunakan dalam aksi-aksi di dunia industri dan juga kontrol robot. jika kita berbicara kontrol robot line follower dengan PID maka bukanlah kontrol PID yang sebenarnya sebab pada robot line follower elemen ukur (sensor) tidak terdapat pada plant (motor penggerak) dari robot, yang serharusnya \adalah sensor terdapat di plant(motor penggerak), dengan contoh tachometer sebagai sensor pada motor, encoder atau yang lainnya yang terletak pada plant. sedangkan pada robot line follower sensor berupa pendeteksi garis (tidak terletak pada plant) dan dari hasil kondisi garis tersebut barulah dikontrol ke motor (plant), walaupun begitu kontrol PID masih dapat diterapkan untuk mengendalikan robot line follower. Berikut dijelaskan mengenai Blok aksi control PID pada Gambar 4 dibawah ini.

Gambar 4. Blok Kontrol PID

Dari blok diagram diatas dapat dijelaskan sebagai berikut. 1. SP = Set point, secara simple maksudnya ialah suatu prameter nilai acuan atau nilai yang kita inginkan. 2. PV = Present Value, kalo yang ini maksudnya ialah nilai bobot pembacaan sensor saat itu atau variabel terukur yang di umpan balikan oleh sensor (sinyal feedback dari sensor). 3. Error = nilai kesalahan, yang ini pengertiannya ialah Deviasi atau simpangan antar variabel terukur atau bobot sensor (PV) dengan nilai acuan (SP).Nilai konstanta perhitungan PID di tuning secara trial and error, proses ini dilakukan dengan metode mencoba-coba (eksperimental) nilai proporsional derivatif dan integratif pada formula PID hingga ditemukan hasil sistem yag stabil, adapun cara yang dilakukan untuk mentuning PID pada robot line follower ialah sebagai berikut:1. Langkah awal gunakan control proporsional terlebih dahulu, abaikan konstanta integratif dan derivatifnya dengan memberikan nilai nol pada integratif dan derivatif. 2. Tambahkan terus konstanta proporsional maksimum hingga keadaan stabil namun robot masih berosilasi. 3. Untuk meredam osilasi, tambahkan konstanta derivatif dengan membagi dua nilai proporsional, amati keadaan sistem robot hingga stabil dan lebih responsif. 4. Jika sistem robot telah stabil, kontrol integratif dapat menjadi opsional, dalam artian jika ingin mencoba-coba tambahkan kontrol integratif tersebut, namun pemberian nilai integratif yang tidak tepat dapat membuat sistem robot menjadi tidak stabil. 5. Nilai set point kecepatan dan nilai batas bawah/atas memberikan patokan kecepatan robot. 6. Nilai time sampling (waktu cuplik) juga mempengaruhi perhitungan PID, tentunnya saat penggunaan kontrol integratif dan derivatif.Definisi-definisi yang digunakan dalam PID: Target Position - Untuk mengikuti garis, posisi ini adalah tengah garis. Kita akan merepresentasikannya dengan nilai nol. Measured Position - Seberapa jauh ke kiri atau ke kanan terhadap garis. Nilai ini dapat negatif atau positif untuk merepresentasikan posisi relatif terhadap garis. Error - Perbedaan antara target position dan measured position. Proportional - Mengukur berapa jauh robot kita keluar dari garis. Proportional merupakan dasar untuk membaca posisi robot dengan menggunakan sensor. Semakin banyak data, semakin akurat kita dapat mengukur posisi robot di atas garis. Integral - Mengukur akumulasi error terhadap waktu. Nilai integral naik ketika robot tidak berada di tengah garis. Semakin lama robot tidak berada di tengah garis, semakin tinggi nilai integral. Derivative - Mengukur seberapa sering robot bergerak dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri. Faktor P - Kp, adalah konstanta yang digunakan untuk memperbesar dan memperkecil pengaruh dari Proportional. Faktor I - Ki, adalah konstanta yang digunakan untuk memperbesar dan memperkecil pengaruh dari Integral. Faktor D - Kd, adalah konstanta yang digunakan untuk memperbesar dan memperkecil pengaruh dari DerivativeD. Gambar Rangkaian1. Rangkaian Minimum sistem

Gambar 5. Rangkaian Minimum Sistem

Keterangan:Perangkat Keras pada trainer line follower berbasis PID ini menggunakan mikrokontroler ATMega16 sebagai pengendali utama. Mikrokontroler ATMega16 mempunyai 40 pin dengan 32 I/O. Mikrokontroler ATMega16 membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari kristal dan kapasitor agar dapat dioperasikan. Rangkaian minimum sistem ini menggunakan oscillator 12,0000 Mhz dan dua buah kapasitor 30pF serta rangkaian untuk me-reset dengan resistor 10 K dan kapasitor 1uF. Terdapat 4 port I/O, namun tidak semua port digunakan dalam alat ini. Berikut ini adalah tabel penjelasan kegunaan port I/O dalam perancangan. Tabel 1 menjelaskan jumlah kebutuhan port I/O dan tabel 2 adalah port mikrokontroler yang digunakan.Tabel 1 Kebutuhan Port I/O MikrokontrolerDefinisi Kebutuhan Port I/O Mikrokontroler

InputOutput

Sensor 8 buahDriver motor kanan

Tombol 4 buah settingDriver motor kiri

LCD

Buzzer

Tabel 2 Penggunaan Port I/O MikrokontrolerData Penggunaan Port I/O Mikrokontroler

Input (Port B)Output (Port C dan Port A)

PA.0 sampai PA.7 untuk sensor PD.0 sampai PD.2 driver kanan

PB.3 sampai PB.6 untuk tombol settingPD.3 sampai PD.5 driver kiri

PC.0 sampai PC.7 untuk LCD

PB.0 untuk buzzer

2. Rangkaian Driver

Gambar 6. Rangkaian DriverKeterangan:Driver pada trainer line follower berbasis PID ini menggunakan optocoupler dan IC 74LS139 sebagai multiplekser. Tujuan pemasangan multiplekser ini adalah untuk mengamankan rangkaian H-bridge seandainya terjadi kegagalan program. Jika terjadi kegagalan program, maka H-bridge sebagai pengendali utama tidak akan terbakar karena tidak akan ada arus yang bisa melewati 74LS139. Rangkaian driver ini menggunakan optocoupler PC817, Optocoupler atau optoisolator merupakan komponen penggandeng (coupling) antara rangkaian input dengan rangkaian output yang menggunakan media cahaya (opto) sebagai penghubung. Dengan kata lain, tidak ada bagian yg konduktif antara kedua rangkaian tersebut.Optocoupler sendiri terdiri dari 2 bagian, yaitu transmitter (pengirim) dan receiver (penerima)1. TransmiterMerupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian input atau rangkaian kontrol. Pada bagian ini terdapat sebuah LED infra merah (IR LED) yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal kepada receiver2. ReceiverMerupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian output atau rangkaian beban, dan berisi komponen penerima cahaya yang dipancarkan oleh transmitter. Komponen penerima cahaya ini dapat berupa photodioda atapun phototransistor

Gambar 7. Bagian umum Optocoupler

Jika dilihat dari penggunaannya, optocoupler biasa digunakan untuk mengisolasi common rangkaian input dengan common rangkaian output. Sehingga supply tegangan untuk masing-masing rangkaian tidak saling terbebani dan juga untuk mencegah kerusakan pada rangkaian kontrol (rangkaian input). Untuk penjelasan mengenai rangkaian H-Bridge nya adalah sebagai berikut.

Gambar 8. Rangkaian H-Bridge

Pada saat input A berlogika 1, maka ada arus yang mengalir pada rangkaian, akibatnya transistor 1 dan 4 on karena basis terbias, sehingga motor berputar. Sehingga saat input A berlogika 1 maka input B akan berlogika 0, jadi transistor 2 dan 3 akan off.Pada saat input B berlogika 1, maka ada arus yang mengalir pada rangkaian, akibatnya transistor 2 dan 3 on karena basis terbias, sehingga motor berputar tapi dengan arah yang berlawanan.3. Rangkaian Sensor

Gambar 9. Rangkaian Sensor

Keterangan :Prinsip kerja sensor pada robot line follower ini berasal dari cahaya led yang dipantulkan medium berwarna hitam dan putih. Pada saat cahaya led terkena medium berwarna putih, maka cahaya led akan memantul sempurna dan diterima oleh photo dioda dengan baik. Sedangkan saat cahaya led terkena medium berwarna hitam, maka cahaya led akan memantul sangat sedikit ke photo dioda karena terserap oleh medium berwarna hitam. Oleh karena itu, resistansi pada photo dioda sangat berbeda. Prinsip kerja sensor dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar 10. Cara Kerja Sensor

4. Rangkaian LCD

Gambar 11. Rangkaian LCD

LCD berfungsi sebagai salah satu alat komunikasi dengan manusia dalam bentuk tulisan/gambar. Untuk menghubungkan mikrokontroler dengan LCD dibutuhkan konfigurasi antara pin-pin yang ada di LCD dengan port yang ada di mikrokontroler. Pada LCD ini akan mengatur nilai-nila control PID dengan menggunakan tombol-tombol yang telah ditentukan.

E. Langkah Kerja1. Menyiapkan alat dan bahan2. Membuat rangkaian minimum sistem, rangkaian driver, rangkaian sensor dan rangkaian LCD pada papan PCB dengan bentuk sesuai dengan bodi robot yang diinginkan, memasang motor dan roda pada bodi robot.3. Mengebor pada titik-titik kaki komponen4. Memasang komponen-komponen pada tiap rangkaian dan menyoldernya5. Mengecek apakah rangkaian-rangkaian tersebut dapat berfungsi6. Mendownload program ke dalam mikrokontroler7. Menggabungkan keempat rangkaian tersebut hingga menjadi satu kesatuan.8. Melakukan trial pada robot line follower9. Membuat laporan

F. HasilUntuk mengatur nilai control PID pada robot line follower dapat diatur melalui tampilan LCD berikut ini.1. Memilih Menu dengan menekan tombol di bawah Menu

2. Melakukan scan garis dan memilih OK dengan menekan tombol di bawah OK

3. Mengatur kecepatan yang diinginkan pada robot dengan menambah (+) atau mengurangi (-), lalu menekan next

4. Mengatur Kp yang diinginkan pada robot dengan menambah (+) atau mengurangi (-), lalu menekan next

5. Mengatur Kd yang diinginkan pada robot dengan menambah (+) atau mengurangi (-), lalu menekan next

6. Mengatur Ki yang diinginkan pada robot dengan menambah (+) atau mengurangi (-), lalu menekan next

7. Kemudian mengatur rem, dimana rem disini diatur 10ms, lalu tekan Save

8. Menjalankan robot dengan menekan tombol GO

Hasil dari perancangan robot line follower yang telah dibuat adalah sebagai berikut.

Gambar 13. Rangkaian LCDGambar 12. Rangkaian Minimum Sistem

Gambar 14. Rangkaian SensorGambar 15. Mekanik dan Body

Gambar 16. Robot Line follower

G. PembahasanDalam pengoperasian Prototipe Robot Line follower dengan Kontrol PID menggunakan tegangan DC 12v. Tegangan tersebut dikonversikan oleh IC regulator LM 7805 untuk menghasilkan tegangan 5v agar sesuai dengan tegangan mikrokontroler. Tengangan 5v tersebut mengaktifkan rangkaian sensor, komparator, mikrokontroler, motor driver. Pada rangkaian robot tersebut, sensor yang digunakan adalah sensor garis. Sensor garis berguna untuk mengatur kemudi robot agar mengikuti garis yang telah dibuat. Sensor tersebut merupakan rangkaian led sebagai pengirim cahaya dan rangkaian photo dioda sebagai penerima cahaya. Pada saat cahaya led terkena jalur warna putih, maka pantulan cahaya led akan mengenai photo dioda sehingga resistansi pada photo dioda sangat kecil. Sedangkan saat cahaya led terkena garis hitam, maka cahaya led akan terserap oleh warna hitam sehingga resistansi pada photo dioda besar. Saat resistansi pada photo dioda kecil maka tegangan pada photo dioda besar, sedangkan saat resistansi pada photo dioda besar maka tegangan pada photo dioda kecil. Tegangan photo dioda akan masuk ke dalam komparator. Komparator berfungsi membandingkan tegangan photo dioda dengan tegangan referensi. Jika tegangan photo dioda lebih besar daripada tegangan referensi, maka keluaran dari rangkaian komparator berlogika high. Jika tegangan photo dioda lebih kecil daripada tegangan referensi, maka keluaran dari rangkaian komparator berlogika low.Keluaran dari komparatorakan\masukkedalam mikrokontroler. Masukan pada robot ini berupa aktif low karena pada program masukandari blok inputa diinisialisasikan sebagai aktif low. Jadi pada robot ini akan bergerak jika sensor terkena garis warna hitam.

Diagram blok dari trainer trainer pergerakan line follower berbasis PID dijelaskan sebagai berikut.

Gambar 17. Diagram Blok Sistem

Pada diagram blok yang ditunjukkan gambar 17, terdapat empat buah inputan yang masuk ke mikrokontroller ATMega 16. Input yang pertama adalah sensor. Pada sensor ini masuk ke ADC mikrokontroller ATMega 16 berupa delapan buah sensor. Kemudian kalibrasi ini dilakukan secara otomatis dan kemudian disimp pada memori mikrokontroller ATMega 16. Input yang ketiga adalah pengaturan kecepatan yang berfungsi sebagai kecepatan tetap robot dan tersimpan pada mikrokontroller ATMega 16. Input yang keempat adalah pengaturan KP, KI, dan KD yang berfungsi sebagai nilai kontrol proporsional, integral, dan derivatif dan tersimpan pada mikrokontroller ATMega 16.Proses pengaturan itu semu tertampil pada LCD dengan karakter maksimal 16x2. Kemudian ada tombol start yang akan menginstruksikan motor untuk bekerja sehingga line follower berbasis PID ini bekerja.

Flowchar trainer line follower berbasis PID adalah sebagai berikut.

OkNextNextOkNextOkNextOkOkNextStartInisialisasi LCDKalibrasiKalibrasisensorAtur SpeedPngaturan SpeedAtur KpPengaturanKpAtur KDPengaturanKDAtur KIPengaturan KISAVERobot jalan(tombol GO)End

Gambar 18. Flowchart Line Follower control PID

Pada saat robot dinyalakan untuk pertama kali, sistem akan mendeteksi apakah robot akan disetting ulang melalui menu atau langsung distart. Jika robot disetting maka akan masuk ke menu atur speed ketika speed dianggap perlu dirubah maka dapat disetting dan ketika dirasa cukup maka dapat next. Setelah pengaturan speed maka akan masuk ke menu atur Kp, ketika Kp dianggap perlu dirubah maka dapat disetting dan ketika dirasa cukup maka dapat next. Setelah pengaturan Kp maka akan masuk ke menu atur KD, ketika KD dianggap perlu dirubah maka dapat disetting dan ketika dirasa cukup maka dapat next. Setelah pengaturan KD maka akan masuk ke menu atur KI, ketika KI dianggap perlu dirubah maka dapat disetting dan ketika dirasa cukup maka dapat next. Kemudian ketika semmua sudah selesai maka data akan tersimpan di memori mikrokontroller ATMega 16. Robot dapat dijalankan dengan menekan tombol GO

H. KesimpulanDari perancangan dan pengujian robot line follower dengan control PID tersebut dapat disimpulkan bahwa :1. Robot line follower berjalan sesuai dengan lintasan garis yang telah dibuat2. Pengaturan kecepatan dan focus dari perjalanan robot pada lintasan dapat diatur dengan mengubah nilai control PID melalui LCD.3. Mikrokontroler dapat mengartikan logika masukan sensor karena telah diterjemahkan oleh program yang ditanamkan.

I. Daftar PustakaSaputro,Ganef.2012.Sistem Kontrol Motor Robot Line Follower Berbasis MikrokontrolerATmega32 Menggunakan Algoritma PID (Proporsional Integral Derivatif). (Online),(http://repository.amikom.ac.id/files/publikasi_11.21.0565.PDF ) diakses pada tanggal 20 April 2013MikrokontrolerAtmega16.(Online),(http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28677/4/Chapter%20II.pdf) diakses pada tanggal 20 April 2013Tambunan,Dedi.2012. Line Follower Menggunakan Kontrol PID. Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Gunadarma, Kalimalang,Bekasi.Yosmedia.2008.Optocoupler.(Online),(Optocoupler) diakses pada tanggal 21 April 201318