Motor Servo

Motor Servo

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.
Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang memiliki rangkaian control elektronik dan internal gear untuk mengendalikan pergerakan dan sudut angularnya
Motor servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh rate putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena internal gearnya.
Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :
• 3 jalur kabel : power, ground, dan control
• Sinyal control mengendalikan posisi
• Operasional dari servo motor dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum.
• Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback control.

Jenis-Jenis Motor Servo :
• Motor Servo Standar 180°
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.
• Motor Servo Continuous
Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).

Kebanyakan motor servo digunakan sebagai :
• Manipulators.
• Moving camera’s.
• Robot arms.

Contoh dimana bila diberikan pulsa dengan besar 1.5ms mencapai gerakan 90 derajat, maka bila kita berikan data kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0 derajat dan bila kita berikan data lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180 derajat.
• Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz.
• Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral).
• Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut.
• Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.


Cara pemilihan motor servo adalah :
1. Tentukan Jenis dan Berat beban yang akan di kontrol
2. Tentukan jenis dari motor servo sesuai dengan spesifikasi anda


Teknik Pemrograman
Adapun teknik pemrograman yang digunakan adalah menggunakan mikrokontroler AVR AT8535 dengan menghubungkan :
• Pin VCC + 5V
• Pin GND 0V
• Pin control dengan Port mikrokontroler

Ultrasonic Distance Sensor

PING)))
Ultrasonic Distance Sensor

Sensor jarak ultrasonik PING))) buatan Parallax merupakan sensor jarak yang presisi. Dapat melakukan pengukuran jarak 2 cm sampai 3 meter dan sangat mudah untuk dihubungkan ke mikrokontroler menggunakan sebuah pin I/O.

Sensor PING))) bekerja dengan cara memancarkan sinyal ultrasonik sesaat dan menghasilkan pulsa output yang sesuai dengan waktu pantul sinyal ultrasonik sesaat kembali menuju sensor. Dengan mengukur lebar pulsa pantulan tersebut jarak target didepan sensor dapat diketahui.

Fitur
• Tegangan suplai : 5 VDC
• Konsumsi arus : 30 mA typ; 35 mA max
• Jarak : 2 cm to 3 m (0.8 in to 3.3 yrds)
• Input Trigger : positive TTL pulse, 2 uS min, 5 µs typ.
• Echo Pulse : positive TTL pulse, 115 uS to 18.5 ms
• Echo Hold-off : 750 µs from fall of Trigger pulse
• Burst Frequency : 40 kHz for 200 µs
• Burst Indicator LED shows sensor activity
• Delay before next measurement – 200 µs
• Size – 22 mm H x 46 mm W x 16 mm D (0.84 in x 1.8 in x 0.6 in)

Magnetic Compass

CMPS03
Modul Magnetic Compass

Modul kompas ini didesain khusus untuk bidang robotik untuk tujuan navigasi robot. Kompas ini menggunakan dua sensor medan magnet KMZ51 buatan Philips yang cukup peka untuk mendeteksi medan magnet bumi. Dua sensor ini dipasang saling bersilangan. Pada modul kompas telah dipasang rangkaian pengkondisi sinyal dan mikrokontroler. Sehingga kita dapat mengakses berapa derajat posisi kompas sekarang secara langsung.
Modul kompas membutuhkan suplai tegangan sebesar 5VDC dengan konsumsi arus sekitar 15mA. Ada dua cara untuk membaca posisi magnet. Yaitu melalui sinyal PWM pada pin nomor 4 atau menggunakan protokol I2C pada pin nomor 2 dan 3.

Sinyal PWM yang dihasilkan oleh kompas merupakan sinyal yang lebar pulsanya dapat berubah-ubah. Pulsa berlogika 1 menyatakan derajat. Lebar pulsa berlogika 1 bervariasi antara 1mili-detik (untuk 0º) sampai 36,99mili-detik (untuk 359,9º). Dengan kata lain kompas memiliki resolusi 100μ-detik/º dengan offset sebesar +1mili-detik. Sinyal kemudian akan berlogika 0 selama 65mili-detik. Jadi periode sinyal PWM sebesar 65mili-detik ditambah dengan waktu sinyal yang berlogika 1, atau 66mili-detik sampai 102mili-detik. Sinyal PWM tersebut dihasilkan oleh timer 16-bit dari prosesor pada modul kompas yang menghasilkan resolusi sebesar 1μ-detik. Sehingga disarankan oleh pembuatnya untuk mendeteksi sinyal PWM dengan timer yang resolusinya lebih rendah dari yang dihasilkan oleh kompas. Yakinkan bahwa pin untuk I2C, SDA dan SCL, dihubungkan ke suplai 5VDC melalui resistor pull-up, karena pin SDA dan pin SCL tidak mempunyai pull-up.

Pin 2 dan 3 digunakan untuk berkomunikasi dengan protokol (bahasa) I2C untuk mengambil nilai posisi kompas.
Komunikasi dengan protokol I2C pada modul kompas mempunyai cara yang sama seperti mengakses eeprom serial tipe 24C04 misalnya. Pertama kirim start-bit, alamat kompas (0xC0) dengan bit R/W low, kemudian nomor register yang ingin diakses. Selanjutnya diulang dengan mengirimkan start-bit, alamat kompas dengan bit R/W high (0xC1). Kemudian isi register dibaca.
Pin I2C tidak mempunyai resistor pull-up pada board sehingga harus ditambahkan pada jalur komunikasi yang digunakan. Pembuat modul kompas menyarankan untuk memasang resistor 1k8 jika diinginkan bekerja pada kecepatan 400kHz dan 1k2 atau bahkan 1k bila ingin bekerja pada kecepatan 1MHz. Modul kompas didesain untuk bekerja pada frekuensi standar (SCL) sebesar 100kHz, walaupun kecepatan sinyal clock bisa ditingkatkan sampai 1Mhz dengan beberapa tindakan yang harus diperhatikan. Pada kecepatan diatas sekitar 160kHz, CPU tidak dapat merespon dengan cepat untuk membaca data I2C. oleh karena itu delay sesaat sebesar 50μ-detik harus ditambahkan diantara pengiriman alamat register.

Pin 7 adalah pin input untuk memilih operasi kerja 50Hz atau 60Hz. Pin ini ditambahkan setelah terlihat adanya jitter sekitar 1,5º pada output. Penyebabnya adalah sumber listrik 50Hz pada lingkungan kerja. Dengan melakukan sinkronisasi dengan frekuensi sumber listrik dapat dikurangi sampai 0,2º. Konversi internal selesai setiap 40mili-detik (50Hz) atau setiap 33,3mili-detik (60Hz). Pin 7 mempunyai resistor pull-up pada board sehingga dapat dibiarkan tidak terhubung untuk operasi kerja 60Hz. Antara output PWM atau I2C dan proses konversi tidak ada sinkronisasi. Output PWM dan I2C mengambil pembacaan internal yang terbaru, yang dikonversi secara kontinu, apakah dipakai atau tidak.
Pin 6 digunakan untuk mengkalibrasi kompas. Pin ini memiliki resistor pull-up pada board sehingga dapat dibiarkan tak terhubung setelah melakukan kalibrasi.
Pin 5 dan pin 8 tidak dihubungkan. Sebenarnya pin 8 merupakan jalur reset dan memiliki resistor pull-up pada board. Disiapkan untuk memprogram mikrokontroler yang terpasang pada board.

flame detector

Sensor Api
(Flame Detector)

Sistem informasi pada robot untuk mendapatkan kondisi ada tidaknya api lilin pada ruangan dan posisi api lilin di dalam ruangan merupakan masalah tersendiri dalam penyelesaiannya. Keakuratan diperlukan untuk hal tersebut. Salah satu pemecahan masalah tersebut adalah di pasangnya sensor yang bekerja dengan mendetaksi adanya panas api. Sensor ini memberikan sinyal aktif apabila mendeteksi adanya api dalam ruangan. Tipe sensor yang dipilih adalah Hamamatsu R2868. Prinsip kerja sensor ini adalah mendeteksi adanya gelombang ultraviolet pada range 185 – 260 nm, dimana api lilin berada pada range tersebut. Sensor ini bekerja berdasrakan filter yang dibuat.
Sensor diatas sangat presisi dan sangat rentan sekali. Dalam perlakuannya sensor tersebut tidak boleh dipegang secara langsung oleh tangan manusia. Hal ini disebabkan karena bisa mengurangi sensitivitas dari sensor tersebut
Teknik Pemrograman
Adapun teknik pemrograman yang digunakan adalah menggunakan mikrokontroler AVR AT8535 dengan menghubungkan :
• Pin VCC + 5V
• Pin GND 0V
• Pin data output dari sensor ke Pin PortA bit ke-0
• Tampilkan Data ke LCD
• Tampilkan Data ke BarLED

Langkah-langkah :
1. Buka program AVR
2. Tentukan nilai Port A = Input, Port B = LCD, Port D = Output (BarLed
3. Buat Program untuk mendeteksi panas api, tampilkan ke BarLed dan LCD

while (1)
{
// Place your code here
if (PINA.0==1)
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Ada api! ");
PORTD=255;
} else
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Mana api?");
PORTD=0;
}
};
}

Program 1. Program Deteksi Api