Selasa, 21 Oktober 2014

INTERFACING DAN SENSOR

1.1 “Otak” Robot
“Otak” robot memproses pengaruh dari luar dirinya seperti sensor, kemudian berdasarkan program atau wiring menentukan tindakan atau aksi yang sesuai. Tanpa ”otak”, robot sesungguhnya tidak lebih hanya berupa mainan dengan motor, melakukan aksi / tindakan sama yang berulang-ulang. ”Otak” robot dapat dibuat dari Komponen Diskrit atau Komputer dan Mikrokontroller.

Komponen Diskrit
Kita dapat merangkai komponen diskrit seperti transistor, resistor untuk mengontrol robot. Sebagai contoh gambar 1.1 berikut ini. ”Otak” tersebut akan membuat robot bergerak menuju cahaya bila ”melihat” cahaya terang tersebut. Cara kerjanya sederhana, sinar cahaya mengenai photodetector yang kemudian akan menghidupkan relay. Variasi dari rangkaian tersebut misalkan robot berhenti ketika melihat cahaya terang. Dengan menggunakan dua sensor, masing-masing untuk motor yang berbeda, maka robot dapat mengikuti sumber cahaya tersebut jika sumber cahaya berpindah. Contoh rangkaian gambar 1.2, akan memperlihatkan robot menjauhi sumber cahaya.



Gambar 1.1 Dengan hanya menggunakan beberapa komponen elektronik dapat mengontrol robot dengan stimulus sebuah sensor

Gambar 1.2 Dengan merubah hubungan antara sensor dengan rangkaian elektronik, akan membuat robot melakukan tindakan yang berbeda.


Komputer dan Mikrokontroller
Kelemahan terbesar menggunakan komponen diskrit adalah untuk merubah tindakan yang berbeda pada robot diperlukan tambahan kerja untuk merubah rangkaian yang dibuat sebelumnya dan mungkin saja rangkaian menjadi komplek. Lain halnya dengan komputer atau mikrokontroller, kita hanya merubah software yang bekerja pada komputer. Jadi rangkaian hardwarenya tidak dirubah atau hanya ada perubahan sedikit.


1.2 Tipe Komputer dan Input-Output
Tiga jenis komputer saat ini yang sering digunakan untuk robot adalah:
·         Microcontroller: diprogram dengan menggunakan bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi seperti C atau Basic. Contohnya robot LEGO, Fischertechnik.
·         Single-board computer :juga diprogram dengan menggunakan bahasa assembly atau bahasa tingkat tinggi, tetapi umumnya memiliki kemampuan prosesing lebih b esar dibandingkan dengan mikrokontroller.
·         Personal computer: contohnya IBM PC dan sebagainya.

Mikronotroller
Keuntungan dan karakteristik mikrokontroller:
  • Harga raltif murah
  • Membutuhkan daya yang sedikit
  • Dapat bekerja tanpa terhubung dengan Komputer PC
  • Ada dua teknik pemrograman: low-level programming (contoh dengan bahasa assembly) dan embedded language programmable (contoh dengan bahasa C).
  • Tersedia dalam versi 4, 8, 16 dan 32 bit. Umumnya yang dipakai saat ini adalah versi 8 bit.
  • Built-in I/O

Beberapa jenis mikrokontroller yang umum dipakai:



Single Board Computer (SBC)
SBC merupakan atau mirip PC yang berada pada single board. Kebanyakan SBC kompatibel dengan IBM PC, menggunakan prosesor Intel, sistem operasi MS-DOS atau Windows. SBC pada dasarnya komputer PC kecuali beberapa komponen penting dalam satu board. Komponen penting tersebut antara lain: CPU, input/output dan timer.

SBC dapat diprogram dengan bahasa assembly maupun bahasa tingkat tinggi. SBC yang berbasis prosesor Intel dapat bekerja dengan program MS-DOS atau Windows dan program-program yang dibuat untuk PC.

Personal Computer (PC)
Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan jika kita merencanakan menggunakan PC sebagai ”otak” robot:
  • Ukurannya kecil
  • Persyaratan catu daya yang dibutuhkan
  • Kemampuan akses sistem bus mikroprosesor atau port input(output
  • Uni-atau bidirectional parallel port
  • Programmability
  • Mass storage capability
  • Ketersediaan buku-buku manual tekniknya.

Komunikasi Serial
Beberapa jenis komunikasi serial yang sering digunakan:
  • I2C (Inter-integrated Circuit)
  • Microwire
  • SCI (Serial Communications Interface)
  • SPI (Serial Peripheral Interface)
  • Synchronous Serial Port
  • UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

Data Conversion
  • ADC
  • DAC

Pulse and Frequency Management
  • Input capture: input ini untuk masukan timer untuk menentukan frekuensi dari sinyal dating.
  • PWM (Pulse Width Mnodulator)
  • Pulse accumulator

Fungsi khusus
  • Hardware interrupts
  • Comparator
  • Analog/mixed-signal
  • External reset
  • Switch debouncer
  • Input pullup (resistor)

1.3 Remote Control
Jika kita ingin membangun robot dengan menggunakan remote control perlu diperhatikan beberapa aspek dalam disainnya. Sistem remote control yang digunakan seharusnya memiliki karakteristik:
  • Kuat, handal dan tahan terhadap gangguan internal dan eksternal dan benturan dari robot lainnya,
  • Mempunyai jangkauan komunikasi yang cukup dengan robot,
  • Dapat mengontrol arah dan kecepatan gerak robot,
  • Dapat menghentikan (off) robot kapan saja tanpa masalah,
  • Mudah dioperasikan sesuai dengan yang kita inginknan.

Dasar Sistem Radio Control (R/C)
Sistem radio control terdiri dari lima subsistem utama:
  • Transmitter (pemancar)
  • Receiver (penerima)
  • Battery
  • Kristal radio frequency
  • Perlengkapan tambahan seperti: pengontrol kecepatan dan servo.


Gambar 1.3 Konfigurasi Sistem R/C untuk sebuah robot



Gambar 1.4 Typical pistol-grip (Futaba Magnum Pro 27 Mhz 2 ch Pistol Grip radio) and Joystick style R/C transmitter
Radio-Control Channel
Salah satu karakteristik sebuah R/C adalah berepa banyak sinyal kontrol secara mandiri yang dapat dikirim bersamaan ke penerima. Masing-masing sinyal kontrol tersebut dapat mengontrol perangkat pengontrol kecepatan secera terpisah/mandiri. Masing-masing sinyal kontrol tersebut disebut dengan channel.

Umumnya sistem R/C memiliki lebih dari dua channel.
  • Dua channel. Harganya murah. Pemancar radio digunakan untuk mengirim informasi komando ke penerima secara bersamaan untuk mengontrol (1) kemudi dan (2) kecepatan motor.
  • Tiga channel. Kebanyakan pemancar radionya menggunakan konfigurasi pistol-grip.
  • Empat channel. Umumnya digunakan untuk aplikasi di darat dan pesawat terbang.
  • Enam, delapan dan sembilan channel. Umumnya dipakai di aeoromedelling dan robot dengan banyak input.

Frekuensi radio kontrol sudah diatur sedemikian rupa oleh standar sehingga tidak saling mengganggu dengan perangkat lainnya. Bandwidth frekuensi yang digunakan tergantung dari masing-masing negara.

Metoda yang umum digunakan untuk transmisi radio adalah Modulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi (FM).




(Sumber : Terjemahan dan cuplikan dari beragai sumber)


Biografi Penulis
Ir. Sony Sumaryo

[deskripsi penulis]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

SUNDIAL ROBOTIC COMPETITION 2018

PUSPA IPTEK SUNDIAL DAN ROBOCLUB : Mempersembahkan: SUNDIAL ROBOTIC COMPETITION 2018 Ayo persiapkan diri kamu untuk mengikuti ran...