Make Robot (Bagian 1)

Tujuan:

  • mengenai fungsi dari masing-masing bagian
  • merangkai bagian-bagian elektronika dari robot berupa motor DC, modul pengendali L298N, saklar dan baterai
  • menyambungkan modul L298N dengan Raspberry Pi
  • menggerakan motor dengan Raspberry Pi untuk pertama kali

Mengenal komponen, fungsi dan merangkainya

Motor DC


Bagian utama dari motor DC adalah kumparan tembaga yang mengitari logam. Pada saat kumparan dialiri arus listrik, maka tercipta medan magnet yang mengelilingi logam tersebut sehingga logam tersebut berputar searah perputaran medan magnet. Dengan illustrasi dibawah ini, apabila listrik diberikan dari sisi hijau mengakibatkan motor berputar searah jarum jam, maka untuk membalik arah berlawan dengan jarum jam, maka arus listrik diberikan dari sisi kuning.

Motor DC beroperasi pada sinyal analog. Sehingga tidak dapat dihubungkan langsung dengan Raspberry Pi yang beroperasi dengan sinyal digital. Jika dihubungkan langsung, maka akan mengakibatkan kerusakan pada Raspberry Pi.

Dalam membuat robot, motor adalah bagian penggerak, Motor DC inilah yang akan dikendalikan dengan Raspberry Pi.

 

Modul L298N H-bridge

Modul ini menjadi modul perantara antara Motor DC dengan Raspberry Pi. Modul ini menerima sinyal digital dari Raspberry Pi yang diteruskan ke motor DC. Modul ini sangat penting karena berfungsi untuk:

  1. Menerima sinyal dari Raspberry Pi untuk diteruskan ke motor DC
  2. Mendistribusikan dan menstabilkan tegangan dari baterai ke motor DC dan menjaga agar tegangan baterai tidak menganggu Raspberry Pi

Modul ini mampu mengendalikan dua motor DC secara bersama. Input dari Raspberry Pi diterima pada IN1 hingga IN4. Dan Output menuju Motor DC disalurkan melalui konektor OUT1 hingga OUT4.

Input dan output terhubung satu sama lain. Secara mudah, IN1 terhubung dengan OUT1, begitu juga dengan IN2 dengan OUT2 dan seterusnya. Hubungkan motor dengan modul seperti ilustrasi dibawah ini.

Rangkaian 1. Modul dan Motor

Modul ini membutuhkan tegangan listrik agar dapat berfungsi dan mendistribusikan tergangan tersebut ke kedua motor. Modul ini dapat dioperasikan dengan tegangan 5 volt hingga maksium 12 volt. Dalam project ini kita menggunakan tegangan 6 volt yang didapatkan dari susunan seri baterai AA atau AAA.

Baterai

Baterai adalah sumber tegangan listrik agar modul dan motor dapat beroperasi. Baterai yang baru akan membuat putaran motor maksimum.

Baterai yang digunakan disusun secara seri agar tegangan totalnya bertambah dengan arus yang tetap. Susunan ini sangat umum untuk digunakan di mainan atau peralatan rumah lainnya. Diujung rangkaian seri ini terdapat dua kabel. Satu kabel berwarna merah menandakan kutub positif. Dan kabel berwarna hitam kutub negatif.

Baterai yang digunakan bisa beragam, mulai dari tipe AAA (1.5 volt), AA (1.5 volt), atau rechargable untuk kamera atau tipe 18650 (3.7 volt rechargeable) atau baterai kotak 9 volt.

Ujung positif rangkaian baterai dihubungkan pada pin berlabel 12volt pada modul, dan ujung negatif baterai dihubungkan pada pin berlabel GND (ground). Pada saat baterai sudah terhubung maka lampu indikator pada modul akan menyala.

Dengan rangkaian diatas, kita perlu melepas baterai untuk mematikan modul dan motor. Tentu hal ini tidak praktis. Oleh karena itu, agar lebih mudah dalam menghidup/matikan modul dan motor, kita memerlukan saklar yang memutus dan menyambungkan aliran listrik dari baterai apabila diperlukan.

 

Saklar

Saklar adalah rangkaian mekanis sederhana yang dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik. Saklar banyak ditemui dalam kehidupan sehari hari, dirumah, mobil dan semua peralatan elektronik.

Saklar yang kita gunakan memiliki 3 pin. Pada saat posisi saklar digeser ke kanan (seperti illustrasi), maka pin tengah dan pin kanan akan terhubung. Pada kedua pin ini lah (tengah dan kanan) kabel kutub negatif dari baterai akan kita pasang.

Rangkaian 2. Modul, Saklar dan Baterai


Dari rangkaian diatas arus dari baterai akan mengalir ke modul jika posisi switch berada dikanan (ON). Sedangkan OFF apabila posisi switch berada di kiri.

Dengan memasang saklar, kita cukup menggeser ke posisi OFF apabila tidak menggunakan motor lagi dan baterai tetap berada pada tempatnya.

Sejauh ini kita sudah mempelajari bagian-bagian dari komponen untuk menyusun sebuah robot. Jika kita gabungkan antara Rangkaian 1 dan Rangkaian 2 maka kita memiliki susunan yang lengkap. Dan tahap berikutnya adalah menghubungkan antara Rangkaian motor, modul, baterai dan saklar ini dengan Raspberry Pi.

Rangkaian 3. Modul, Motor, Saklar dan Baterai

Menyambungkan rangkaian motor modul dan baterai dengan Raspberry Pi

Kita sudah sampai tahap untuk menyambungkan antara rangkaian yang sudah kita buat dengan Raspberry Pi. Mengingat kita hanya menggunakan dua buah motor dengan masing-masing dua pin, maka total kita perlu 4 GPIO pin dari Raspberry Pi untuk mengendalikan masing-masing motor dan satu pin Ground dari Raspberry Pi.

Dalam illustrasi dibawah ini Pin Raspberry Pi yang digunakan adalah Pin nomor 6, 13, 19 dan 26 dan ground (urutan dari kiri ke kanan, pin yang berwarna merah).

Mapping GPIO Pin Raspberry Pi bisa di download di situs ini, link.

 

Berikut ini adalah rangkaian lengkap antara Raspberry Pi, modul motor, baterai dan switch.

Rangkaian 4. Lengkap

 

Raspberry Pi

GPIO

Modul

IN

Modul

OUT

26

IN1

OUT1

19

IN2

OUT2

13

IN3

OUT3

06

IN4

OUT4

GND

GND

Kali ini pembahasan akan menjadi sedikit lebih sulit. Kita sejauh ini sudah mengetahui jika IN1 terhubung dengan OUT1 begitu juga dengan IN2, IN3, IN4 yang terhubung dengan OUT2, OUT3 dan OUT4. Namun IN1 tidak akan dimasukan kedalam program yang dibuat, melainkan nomor pin GPIO yang terhubung dengan IN1-IN4. Lihatlah tabel berikut ini untuk melihat koneksi dari Raspberry Pi sampai output motor.

Mengaktifkan motor untuk pertama kalinya dengan Python

Pastikan Raspberry Pi dalam keadaan menyala dan sudah login ke desktop. Setelah Rangkaian 4 sudah selesai, maka nyalakan switch dan lampu indikator modul akan menyala. Buka Python 2 dari menu programming dan ketikkan perintah berikut ini pada Python Shell:

Perintah diatas akan mengaktifkan GPIO Pin. Lanjutkan dengan perintah berikut untuk memasukkan mapping antara GPIO Raspberry Pi dan motor. Setelah itu aktifkan GPIO sebagai output.

Sampai saat ini kita sudah melakukan mapping antara GPIO pin dengan motor. Selanjutnya kita akan membuat motor berputar. Lanjutkan dengan perintah dibawah ini baris per baris dan lihatlah apa yang terjadi.

Coba perintah tersebut berulang-ulang dan catatlah arah motor dari setiap output apakah maju atau mundur. Gunakan tabel berikut ini sebagai catatan, tandai sesuai dengan gerakan motor.

Raspberry Pi

GPIO

Modul

OUT

Motor

(Kanan/Kiri)

Arah

(Maju/Mundur)

26

OUT1

Kanan/Kiri

Maju/Mundur

19

OUT3

Kanan/Kiri

Maju/Mundur

13

OUT2

Kanan/Kiri

Maju/Mundur

6

OUT4

Kanan/Kiri

Maju/Mundur

Selamat, kamu baru saja selesai bagian paling dasar dari merangkai robot dan mengaktifkan motor untuk menggerakkan robot.

Dalam panduan berikutnya, kita akan menyusun program dengan Python untuk memerintahkan robot bergerak maju, mundur, belok kanan, belok kiri, berputar dengan sudut yang kita inginkan.

 

Facebook Comments