PEMBELAJARAN BERBASIS PROJECT

PEMBELAJARAN BERBASIS PROJECT

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

Evaluasi Pendidikan

Yang dibina oleh Bapak Drs.Slamet Wibawanto, M.T

                                    Imam Syafii    (110534431035)

S1 PTE Offring C

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

April 2013

BAB I

PENDHULUAN

1.      Latar Belakang

            Dalam dunia pendidikan saat ini banyak model pembelajaran yang digunakan untuk meningkatkan kualitas seorang peserta didik.Dalam hal ini model pembelajaran berbasis proyek sangat tepat untuk digunakan sebagai pembelajaran yang baik untuk perkembangan peserta didik dalam meningkatkan kualiatas peserta didik.Pembelajaran berbasis proyek sendiri merupakan pembelajaran yang berpusat pada proses, relatif berjangka waktu, berfokus pada masalah, unit pembelajaran bermakna dengan memadukan konsep-konsep dari sejumlah komponen baik itu pengetahuan, disiplin ilmu atau lapangan.Secara umum pembelajaran berbasis proyek menempuh tiga tahap yaitu perencanaan proyek, pelaksanaan proyek, dan evaluasi proyek.

            Dari uraian diatas untuk mencapai hal tersebut diperlukan adanya pemahaman yang memadai tentang bagaimana sebuah model pembelajaran ini mampu diserap dan dimengerti oleh para peserta didik.

.

2.      Rumusan Masalah

1)      Pengertian pembelajaran berbasis proyek

2)      Karakteristik pembelajaran berbasis proyek

3)      Ciri-ciri dan prinsip pembelajaran berbasis proyek

4)      Pelaksanaan pembelajaran berbasis proyek

3.      Tujuan Masalah

1)      Mengetahui pengertian pembelajaran berbasi proyek

2)      Mengetahui karakteristik pembelajaran berbasis proyek

3)      Mengetahui ciri-ciri dan prinsip pembelajaran berbasis proyek

4)      Mengetahui pelaksanaan pembelajaran berbasis proyek

BAB II

PEMBAHASAN

1.      Pengertian pembelajaran berbasis proyek

            Pembelajaran berbasis proyek atau tugas adalah metode belajar yang menggunakan masalah sebagai langkah awal dalam pengumpulan dan mengintegrasikan pengetahuan baru berdasarkan pengalamannya dalam beraktivitas secara nyata.Pembelajaran berbasis proyek/tugas (project-based/task learning) membutuhkan suatu pendekatan pengajaran komprehensif di mana lingkungan belajar siswa didesain agar siswa dapat melakukan penyelidikan terhadap masalah-masalah autentik termasuk pendalaman materi dari suatu topik mata pelajaran, dan melaksanakan tugas bermakna lainnya. Pendekatan ini memperkenankan siswa untuk bekerja secara mandiri dalam mengkostruksikannya dalam produk nyata (Buck Institue for Eduction, 2001).

            Dalam pembelajaran berbasis proyek, siswa diberikan tu­gas atau proyek yang kompleks, cukup sulit, lengkap, tetapi realistik dan kemudian di berikan bantuan secukupnya agar mereka dapat menyelesaikan tugas.Di samping itu, penerapan strategi pembelajaran berbasis proyek/ tugas ini mendorong tumbuhnya kompetensi nurturant seperti kreativitas, kemandirian, tanggung jawab, kepercayaan diri, dan berpikir kritis dan analitis.

            Pembelajaran Berbasis Proyek dapat dipandang sebagai pendekatan penciptaan lingkungan belajar yang dapat mendorong pelajar mengkonstruksi pengetahuan dan keterampilan melalui pengalaman langsung.Menurut banyak literatur, konstruktivisme adalah teori belajar yang bersandar pada ide bahwa pebelajar mengkonstruksi pengetahuan mereka sendiri di dalam konteks pengalaman mereka sendiri (Murphy, 1997; Brook & Brook, 1993, 1999; Driver & Leach, 1993; Fraser, 1995).Pembelajaran konstruktivistik berfokus pada kegiatan aktif pebelajar dalam memperoleh pengalaman langsung (“doing”), ketimbang pasif “menerima” pengetahuan. Dari perspektif konstruktivis, belajar bukanlah murni fenomena stimulus-respon sebagaimana dikonsepsikan para behavioris, akan tetapi belajar adalah proses yang memerlukan pengaturan diri sendiri (self-regulation) dan pembangunan struktur konseptual melalui refleksi dan abstraksi (von Glaserfeld, dalam Murphy, 1997). Kegiatan nyata yang dilakukan dalam proyek memberikan pengalaman belajar yang dapat membantu refleksi dan mendekatkan hubungan aktivitas dunia nyata dengan pengetahuan konseptual yang melatarinya yang diharapkan akan dapat berkembang lebih luas dan lebih mendalam (Barron, Schwartz, Vye, Moore, Petrosino, Zech, Bransford, & The Cognition and Technology Group at Vanderbilt, 1998).

            Hal ini menunjukkan bahwa Pembelajaran Berbasis Proyek, yang mendasarkan pada aktivitas dunia nyata, berpotensi memperluas dan memperdalam pengetahuan konseptual dan prosedural (Gagne, 1985), yang pada khasanah lain disebut juga knowing that dan knowing how (Wilson, 1995). Knowing ‘that’ and ‘how’ is not sufficient without the disposition to ‘do’ (Kerka, 1997). Perluasan dan pendalaman pemahaman pengetahuan tersebut dapat diamati dengan mengukur peningkatan kecakapan akademiknya.Peranan guru yang utama adalah mengendalikan ide-ide dan interpretasi siswa dalam belajar, dan memberikan alternatif-alternatif melalui aplikasi, bukti-bukti, dan argumen-argumen.

2.      Karakteristik pembelajaran berbasis proyek / tugas

            Pembelajaran berbasis proyek memiliki potensi yang besar untuk memberikan pengalaman belajar yang lebih menarik dan bermakna bagi siswa (Gear, 1998).Sedangkan menurut Buck Institute For Education (1999)dalam Made (2000, 145) belajar berbasis proyek memiliki karakteristik yaitu  :

1)      Siswa membuat keputusan dan membuat kerangka kerja

2)      Terdapat masalah yang pemecahannya  tidak ditentukan sebelumnya

3)      Siswa merancang proses untuk mencapai hasil

4)      Siswa bertanggunga jawab untuk mendapatkan dan mengelola informasi yang dikumpulkan

5)      Siswa melakukan evaluasi secara kontinu

6)      Siswa secara teratur melihat kembali apa yang meraka kerjakan

7)      Hasil akhir berupa produk dan di evaluasi kualitasnya

8)      Kelas memiliki atmosfir yang memberikan toleransi kesalahan dan perubahan.

3.      Ciri – ciri dan Prinsip Pembelajaran Berbasis Proyek atau Tugas

            Ada lima kriteria apakah suatu pembelajaran berbasis proyek termasuk pembelajaran berbasis proyek , lima criteria itu yaitu :

1)      Keterpusatan ( centrality)

           Proyek dalam pembelajaran berbasis proyek adalah pusat atau inti kurikulum, bukan pelengkap kurikulum ,didalam pembelajaran proyek adalah strategi pembelajaran, pelajar mengalami dan belajar konsep – konsep inti suatu disiplin ilmu melalui proyek. Model ini merupakan pusat strategi pembelajaran, dimana siswa belajar konsep utama dari suatu pengetahuan melalui kerja proyek.Oleh karna itu, kerja proyek bukan merupakan praktik tambahan dan aplikasi praktis dari konsep yang sedang dipelajari , melainkan menjadi sentral kegiatan pembelajaran dikelas.

2)      Berfokus pada pertanyaan atau masalah

           Proyek dalam PBL adalah berfokus pada pertanyaan atau masalah , yang mendorong pelajar menjalani (dalam kerja keras ) konsep-konsep dan prinsip-prinsip inti atau pokok dari disiplin.

3)      Investigasi konstruktif atau desain

           Proyek melibatkan pelajaran dalam investigasi konstruktif dapat berupadesain, pengambilan keputusan, penemuan masalah, pemecahan masalah, deskoveri akan tetapi aktifitas inti dari proyek ini harus meliputi transformasi dan kontruksi pengetahuan

4)      Bersifat otonomi pembelajaran

           Lebih mengutamakan otonomi, pilihan waktu kerja dan tanggung jawab pelajaran terhadap proyek

5)      Bersifat realism

           Pembelajaran berebasis proyek melibatkan tantangan kehidupan nyata , berfokus pada pertanyaanatau masalah autentik bukan simulative dan pemecahannya berpotensi untuk diterapkan dilapangan yang sesungguhnya.

4.      Pelaksanaan pembelajaran berbasis proyek atau tugas

            Berdasarkan kegiatan pengajar dan pelajar dalam pendekatan PBL, maka PBL yang akan dibuat di dalam lingkungan web terbagi dalam tiga tahapan yakni persiapan, pembelajaran dan evaluasi, tetapi dari tiga tahapan tersebut dapat dideskripsikan menjadi enam tahapan sebagai berikut ;

1)      Persiapan

            Pengajar merancang desain atau membuat kerangka proyek yang bermanfaat dalam menyediakan informasi yang dibutuhkan oleh pelajar dalam mengembangkan pemikiran terhadap proyek tersebut sesuai dengan kerangka yang ada, dan menyediakan sumber yang dapat membantu pengerjaannya. Hal ini akan mendukung keberhasilan pelajar dalam menyelesaikan suatu proyek dan cukup membantu dalam menjawab pertanyaan, beraktifitas dan berkarya..

2)      Penugasan/menentukan topik.

            Sesuai dengan tugas proyek yang diberikan oleh pengajar maupun pilihan sendiri, pelajar akan memperoleh dan membaca kerangka proyek, lalu berupaya mencari sumber yang dapat membantu. Lalu pelajar berupaya berpikir dengan kemampuannya berdasar pada pengalaman yang dimiliki, membuat pemetaan topik, dan mengembangkan gagasannya dalam menentukan sub topik suatu proyek.

3)      Merencanakan kegiatan

            Pelajar bekerja dalam proyek individual, kelompok dalam satu kelas atau antar kelas. Pelajar menentukan kegiatan dan langkah yang akan diambil sesuai dengan sub topiknya, merencanakan waktu pengerjaan dari semua sub topik dan menyimpannya. Jika bekerja dalam kelompok, tiap anggota harus mengikuti aturan dan memiliki rasa tanggungjawab.Sedangkan pengajar berkewajiban menyampaikan isi dari rencana proyeknya kepada orang tua, sehingga orang tua dapat ikut serta membantu dan mendukung anaknya dalam menyelesaikan proyek.

4)      Investigasi dan penyajian.

            Investigasi disini termasuk kegiatan : menanyakan pada ahlinya, memeriksa, dan saling tukar pengalaman dan pengetahuan serta melakukan survei. Lalu penyajian hasil dapat berupa gambar, tulisan, diagram matematika, pemetaan dan lain-lain. Secara rutin, orang tua dan pengajar berkomunikasi untuk memantau kegiatan dan prestasi yang dicapai oleh pelajar.

5)      Finishing.

            Pelajar membuat laporan, presentasi, , gambar, dan lain-lain. Sebagai hasil dari kegiatannya.Lalu pengajar dan pelajar membuat catatan terhadap proyek untuk pengembangan selanjutnya.

6)      Monitoring/Evaluasi.
            Pengajar menilai semua proses pengerjaan proyek yang dilakukan oleh tiap pelajar berdasar pada partisipasi dan produktifitasnya dalam pengerjaan proyek.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

            Pembelajaran berbasis proyek / tugas adalah sebuah metode penyajian bahan pembelajaran yang diberikan oleh guru kepada peserta didik berupa seperangkat tugas yang harus dikerjakan peserta didik, baik secara individual maupun secara kelompok.Penggunaan metode yang tepat akan turut menentukan efektivitas dan efisiensi pembelajaran dan memberikan kesempatan peserta didik melakukan sendiri kegiatan belajar yang ditugaskan.

            Selain itu kompetensi yang dikembangkan selain kompetensi disiplin ilmu (discipline-based competencies) dan kompetensi interpersonal (interpersonal competencies ) dan kompetensi intrapersonal ( intrapersonal competencies) dalam diri siswa. Kompetensi disiplin ilmu berkaitan dengan pemahaman konsep, prinsip dan teori dari disiplin ilmu. Kompetensi interpersonal mencakup kemampuan berkomunikasi, berkolaborasi, berperilaku sopan dan baik, menangani konflik, bekerjasama, membantu orang lain, dan menjalin hubungan dengan orang lain dan masyarakat. Kompetensi intrapersonal mencakup apresiasi terhadap keragaman, melakukan refleksi diri, disiplin, beretos kerja tinggi, membiasakan diri hidup sehat, mengendalikan emosi, tekun, mandiri, dan mempunyai motivasi.

           

DAFTAR PUSTAKA

·         Wena, Made, Strategi pembelajaran inovatif kontemporer: Suatu tujuan konseptual operasional, (Jakarta: Bumi aksara. 2010).

·         Diah, M. 2001. Model pembelajaran berbasis proyek. Jurnal ilmu pedidikan, 51-60.

·         Brooks, J. G., & Brooks, M. G. 1993. In search of understanding: The case for constructivist classrooms. Virginia: Association for Supervision and Curriculum Development.

Arus dan Tegangan Listrik

Arus dan Tegangan Listrik  1
1.1 Pengertian Arus Listrik (Electrical Current)
Kita semua tentu paham bahwa arus listrik terjadi  karena adanya aliran elektron dimana
setiap  elektron  mempunyai muatan  yang  besarnya  sama.  Jika  kita  mempunyai  benda
bermuatan negatif  berarti  benda  tersebut mempunyai  kelebihan  elektron.  Derajat
termuatinya benda tersebut diukur dengan jumlah kelebihan elektron  yang ada.  Muatan
sebuah  elektron,  sering  dinyatakan dengan  simbul  q  atau  e, dinyatakan  dengan  satuan
coulomb, yaitu sebesar
q ≈1,6 ×10
-19
coulomb
Misalkan kita  mempunyai  sepotong  kawat tembaga  yang  biasanya  digunakan
sebagai  penghantar  listrik dengan  alasan  harganya  relatif  murah, kuat  dan  tahan
terhadap korosi.  Besarnya  hantaran pada  kawat tersebut  hanya  tergantung  pada adanya
elektron bebas  (dari  elektron valensi),  karena  muatan  inti  dan  elektron pada  lintasan
dalam terikat erat pada struktur kristal.
Pada  dasarnya  dalam  kawat  penghantar  terdapat  aliran  elektron dalam jumlah
yang  sangat  besar,  jika  jumlah  elektron  yang bergerak  ke  kanan dan ke  kiri  sama  besar
maka  seolah-olah  tidak  terjadi  apa-apa.  Namun  jika  ujung  sebelah kanan kawat
menarik elektron sedangkan ujung sebelah kiri melepaskannya  maka akan  terjadi  aliran
elektron ke  kanan  (tapi ingat, dalam hal ini  disepakati  bahwa arah  arus  ke  kiri).    Aliran
elektron inilah yang selanjutnya disebut arus listrik.
Besarnya arus listrik diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun
demikian  ini  bukan  satuan  yang  praktis  karena  harganya  terlalu kecil.  Satuan  yang
dipakai adalah ampere, dimana
1
ARUS DAN TEGANGAN
LISTRIK
2  ELEKTRONIKA DASAR
i= dq/dt
1 ampere =1coulomb/det.
Contoh di  bawah  ini menggambarkan  besarnya  arus  listrik untuk beberapa
peralatan:
Stasiun pembangkit  ...................  1000 A
Starter mobil  ...................  100 A
Bola larnpu  ...................  1 A
Radio kecil  ...................  10 mA
Jam tangan  ...................  1 µA
1.2 Pengertian Tegangan (Voltage)
Akan  mudah  menganalogikan  aliran  listrik dengan  aliran  air.  Misalkan kita
mempunyai  2  tabung  yang dihubungkan dengan pipa  seperti  pada  gambar  1.1.    Jika
kedua  tabung  ditaruh di  atas  meja  maka  permukaan  air  pada  kedua  tabung  akan  sama
dan dalam hal ini tidak ada aliran air dalam pipa.  Jika salah satu tabung diangkat maka
dengan  sendirinya air  akan  mengalir  dari tabung  tersebut  ke  tabung  yang  lebih  rendah.
Makin tinggi tabung diangkat makin deras aliran air yang melalui pipa.
Gambar 1.1  Aliran air pada bejana berhubungan
Terjadinya aliran  tersebut  dapat  dipahami  dengan konsep  energi  potensial.
Tingginya  tabung  menunjukkan besarnya  energi  potensial  yang  dimiliki.  Yang  paling
Arus dan Tegangan Listrik  3
penting dalam hal ini adalah perbedaan tinggi kedua tabung yang sekaligus menentukan
besarnya  perbedaan potensial.  Jadi  semakin besar  perbedaan potensialnya  semakin
deras aliran air dalam pipa.
Konsep  yang  sama akan  berlaku untuk  aliran  elektron  pada  suatu  penghantar.
Yang  menentukan  seberapa  besar  arus  yang  mengalir  adalah besarnya  beda  potensial
(dinyatakan dengan  satuan volt).  Jadi  untuk  sebuah konduktor  semakin  besar  beda
potensial akan semakin besar pula arus yang mengalir.
Perlu dicatat  bahwa  beda  potensial  diukur  antara  ujung-ujung  suatu konduktor.
Namun kadang-kadang  kita  berbicara  tentang  potensial  pada  suatu  titik  tertentu.  Dalam
hal ini  kita  sebenarnya  mengukur  beda  potensial  pada  titik  tersebut terhadap  suatu  titik
acuan tertentu. Sebagai standar titik acuan biasanya dipilih titik tanah (ground).
Lebih lanjut  kita dapat menganalogikan sebuah baterai  atau accu sebagai tabung
air yang diangkat.  Baterai ini mempunyai  energi  kimia yang siap diubah menjadi  energi
listrik.  Jika  baterai tidak digunakan,  maka  tidak  ada energi  yang  dilepas,  tapi  perlu
diingat  bahwa  potensial  dari  baterai tersebut  ada  di  sana.  Hampir  semua  baterai
memberikan potensial  (tepatnya  electromotive  force  -  e.m.f)  yang  hampir  sama
walaupun arus dialirkan dari baterai tersebut.
1.3 Hukum Ohm
Pada  sebagian  besar  konduktor  logam, hubungan  arus  yang  mengalir  dengan potensial
diatur  oleh  Hukum  Ohm.  Ohm menggunakan  rangkaian percobaan  sederhana  seperti
pada  gambar  1.2.  Dia  menggunakan  rangkaian  sumber  potensial  secara  seri,  mengukur
besarnya arus  yang  mengalir  dan  menemukan hubungan  linier  sederhana, dituliskan
sebagai
V = IR  (1.1)
dimana R = V/Idisebut  hambatan dari  beban. Nama  ini  sangat  cocok karena  R  menjadi
ukuran seberapa besar konduktor tersebut menahan laju aliran elektron.
Awas, berlakunya  hukum  ohm  sangat terbatas  pada  kondisi-kondisi tertentu,
bahkan hukum ini tidak berlaku  jika  suhu konduktor  tersebut  berubah.  Untuk  material-material  atau piranti  elektronika  tertentu  seperti  diode  dan  transistor, hubungan  Idan  V
tidak linier.
4  ELEKTRONIKA DASAR
Gambar 1.2 Rangkaian percobaan hukum Ohm
1.4 Daya (Power)
Misalkan  suatu potential  vdikenakan ke  suatu beban dan  mengalirlah  arus  i  seperti
diskemakan pada  gambar  1.3.  Energi  yang  diberikan ke  masing-masing  elektron  yang
menghasilkan  arus  listrik  sebanding  dengan  v  (beda  potensial).  Dengan demikian  total
energi  yang diberikan ke sejumlah elektron  yang menghasilkan  total muatan  sebesar  dq
adalah sebanding dengan v ×dq.
Energi  yang  diberikan pada elektron  tiap  satuan  waktu didefinisikan  sebagai
daya (power) p sebesar
p= v dq/dt = vi  (1.2)
dengan satuan watt
dimana 1 watt = 1 volt ×1 amper
Arus dan Tegangan Listrik  5
Gambar 1.3 Aliran arus pada beban karena potensial v
1.5 Daya pada Hambatan (Resistor)
Jika  sebuah  tegangan  Vdikenakan pada  sebuah  hambatan  R  maka  besarnya  arus  yang
mengalir adalah
I = V / R  (hukum Ohm)
dan daya yang diberikan sebesar
P = V× I
= V
2
/R
= I
2
R  (1.3)
Untuk kasus  tertentu persoalannya  menjadi lain  jika  potensial  yang  diberikan
tidak konstan, misalnya berbentuk fungsi sinus terhadap waktu (seperti pada arus bolak-balik)
v  = V sin ω t
dengan demikian
i  = v/R
= (V/R) sin ω t





6  ELEKTRONIKA DASAR
dan
p = v × i
= (V
2
/R) sin
2
ω t  (1.4)
p  selalu berharga  positif  sehingga  daya akan  selalu hilang  pada  setiap  saat, berubah
menjadi  panas  pada  hambatan.  Daya  tersebut  selalu  berubah  setiap  saat, berharga  nol
saat sin ωt = 0, dan maksimum sebesar V
2
/ R saat sin ω t = 1.
Untuk  menentukan  efek pemanasan  dari isyarat  di  atas, persamaan daya  di  atas  dapat
dituliskan sebagai
( ) ( ) t R V p ω 2 cos 1 /
2
2
1
− =
cos 2ωt  akan berharga positif atau negatif  sama seringnya,  sehingga rata-ratanya adalah
nol.  Dengan demikian daya rata-rata yang hilang sebesar
( ) ( ) R / 2 / V R / V P
2
2
2
1
= =
Ini merupakan  daya  yang  hilang  pada  R  jika  tegangan konstan  2 /
p
V dikenakan
padanya. Harga  V V
p
707 , 0 2 / =  sering digunakan sebagai ukuran jika tegangan sinus
digunakan pada  suatu  rangkaian dan  harga  tegangan  tersebut  sering  disebut  sebagai
harga  root-mean-square  (RMS).    Dalam  hal ini  kita  harus  berhati-hati  untuk
menentukan 3 pengukuran yang dipakai, yaitu
Harga RMS =  2 /
p
V
Amplitudo puncak =  Vp
Harga puncak-ke-puncak = 2Vp

ROBOT LINE FOLLOWER BERBASIS PID

ROBOT LINE FOLLOWER BERBASIS PID

Abstrak

Robotika merupakan teknologi yang sangat sepat berkembang karena banyak dari para ilmuan yang mengembangkan teknologi robot. Sehingga perubahan bentuk dan pola gerak robot dari zaman ke zaman mengalami banyak perkembangan.

Pelajaran dasar dari dunia robot yang dapat diimplementasikan oleh para pelajar adalah robot line follower atau robot pengikut garis. Perkembangan dari robot line follower ini adalah dengan menambahkan kontrol PID agar pergerakan robot menjadi lebih halus.

Kata Kunci: Robot, Line Follower, PID

I.          Tujuan

1. Untuk memahami konsep dasar PID
2. Untuk mengetahui cara membuat robot line follower berbasis PID
3. Untuk mengetahui prinsip kerja robot line follower berbasis PID

II.       Alat dan Bahan

1.      Minimum Sistem dan Driver

·      ATmega16                                      1 buah

·      Kapasitor 30pF                               2 buah

·      Kapasitor  1µF                                1 buah

·      Resistor 10 KW                              1 buah

·      Resistor Kristal 12,0000 Mhz         1buah

·      Buzzer                                            1 buah

·      Push botton                                                1 buah

·      Regulator 7805                               1 buah

·      Diode IN4001                                13 buah

·      Kapasitor 10001µF                         1 buah

·      Resistor 100W                                2 buah

·      IC 74LS139                                    1 buah

·      Resistor 330W                                9 buah

·      Mosfet IRF 744N                           8 buah

·      Optocoupler PC817                        6 buah

·      Bor                                                  1 buah

·      Solder                                             1 buah

·      Timah                                              secukupnya

·      Motor DC                                       2 buah

·      Kabel jumper                                  secukupnya

·      Baterai lippo                                   2 buah

·      Roda motor                                    2 buah

·      LED                                                1 buah

·      Software CodeVision AVR

·      Downloader

·      Software Express PCB

·      Diplux        

2.      Rangkaian sensor

·    LED

·    Photodioda

·    Resistor

3.      Rangkaian LCD

·    LCD

·    Push button

·    Resistor

III.    Dasar Teori

Robot Line Follower

Robot line follower adalah sebuah robot yang bisa bergerak mengikuti garis tebal berwarna hitam.  Untuk dapat bergerak mengikuti garis hitam, diperlukan sebuah sensor, yaitu sensor proximity. Prinsip kerjanya sederhana, hanya memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah dan untuk menangkap pantulan cahaya LED kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan.

Gambar 3.1 Sensor yang digunakan pada robot line follower

PID

PID (Proportional–Integral–Derivative 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.

1.      Kontrol Proporsional

Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) • e maka u = Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.

2.      Kontrol Integratif

Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai    dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan di atas, G(s) dapat dinyatakan sebagai  Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde sistem

3.      Kontrol Derivatif

Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan sebagai  Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiri.

IV.        Gambar dan Penjelasan Rangkaian

1.    Minimum System Mikrokontroler ATMega 16

Perangkat Keras pada 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.

Gambar 4.1 Rangkaian Minimum Sistem

Rangkaian minimum sistem ini menggunakan oscillator 12,0000 Mhz dan dua buah kapasitor 30pF serta rangkaian untuk me-reset dengan resistor 10 KW 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 3.1 menjelaskan jumlah kebutuhan port I/O dan tabel 3.2 adalah port mikrokontroler yang digunakan.

Tabel 3.1 Kebutuhan Port I/O Mikrokontroler

Definisi Kebutuhan  Port I/O Mikrokontroler
Input	Output
Sensor 8 buah	Driver motor kanan
Tombol 4 buah setting	Driver motor kiri
	LCD
	Buzzer

Tabel 3.2 Penggunaan Port I/O Mikrokontroler

Data 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 setting	PD.3 sampai PD.5 driver kiri
	PC.0 sampai PC.7 untuk LCD
	PB.0 untuk buzzer

2.             Rangkaian Kontrol (Driver)

Driver pada 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. Gambar 4.2 menunjukkan gambar rangkaian driver.

Gambar 4.2 Driver line follower berbasis PID

3.      Rangkaian Sensor

Sensor yang digunakan pada robot line follower ini adalah sensor photo dioda dan LED sebagai sumber cahayanya. Pada saat LED terkena media yang berwarna hitam, maka cahaya akan terserap oleh media tersebut dan photodioda tidak menangkap cahaya yang menyebabkan resistansi photodioda menjadi tetap, dan pada saat LED terkena media yang berwarna putih maka cahaya yang dihasilkan oleh LED tersebut akan memantul dan diserap oleh photodioda dan menyebabkan resistansi photodioda menjadi mengecil.

Gambar 4.3 Cara Kerja Sensor

Gambar 4.4 Rangkaian Sensor

4.      Rangkaian LCD

LCD berfungsi sebagai media panmpil untuk menyeting robot line follower. Dibawah ini merupakan gambar dari rangkaian LCD

Gambar 4.5 Rangkaian LCD

V.           Langkah Kerja

1.      Menyiapkan alat dan bahan

2.      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 komponen

4.      Memasang komponen-komponen pada tiap rangkaian dan menyoldernya

5.      Mengecek apakah rangkaian-rangkaian tersebut dapat berfungsi

6.      Mendownload program ke dalam mikrokontroler

7.      Menggabungkan keempat rangkaian tersebut hingga menjadi satu kesatuan.

8.      Melakukan trial pada robot line follower

9.      Membuat laporan

VI.                     Hasil

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.      Pengaturan telah tersimpan

9.      Menjalankan robot dengan menekan tombol “GO”

VII.          Hasil Percobaan

·      Rangkaian Minimum Sistem

·      Rangkaian LCD

·    Rangkaian Sensor

·  Mekanik dan Body

·      Robot Line Follower

VIII.       Pembahasan

Robot line follower yang kami buat menggunakan baterai dengan tegangan DC 12v yang kemudian dikonversikan oleh IC regulator LM 7805 untuk menghasilkan tegangan 5v agar sesuai dengan kebutuhan mikrokontroler. Tegangan 5v tadi berfungsi untuk mengaktifkan motor driver, komparator, sensor, dan mikrokontroler. Sensor yang digunakan pada robot line follower ini adalah sensor garis yang terdiri dari photodioda dan LED yang berguna untuk mengatur jalannya robot agar dapat mengukuti garis yang telah dibuat. Saat cahaya LED mengenai media yang berwarna gelap maka photodioda tidak menerima cahaya karena cahaya yang dipancarkan oleh LED tadi telah terserap oleh media yang berwarna hitam sehingga menyebabkan resistansi pada photodioda tetap besar. Sedangkan pada saat LED mengenai media yang berwarna putih maka cahaya akan dipantulkan oleh media putih tersebut dan diserap oleh photodioda yang menyebabkan resistansi pada photdioda mengecil. Pada saat resistansi pada photodioda besar, maka tegangan pada photodioda pun kecil, dan pada saat resistansi pada photodioda kecil, maka tegangan pada photdioda pun besar. Tegangan yang dihasilkan tadi akan masuk ke komparator yang berfungsi untuk membandingkan tegangan photodioda dengan tegangan referensi. Jika tegangan photodioda lebih besar dari tegangan referensi, maka keluaran dari rangkaian komparator akan berlogika high (1), sedangkan jika tegangan pada photodioda lebih kecil dari tegangan referensi maka keluaran dari rangkaian komparator akan berlogika low (0). Kemudian keluaran dari komparator akan masuk ke dalam mikrokontroler. Masukan pada robot ini berupa aktif low (0), karena pada program masukan dari blog input  diinisialisasikan sebagai aktif low. Jadi robot akan bergerak jika sensor terkena garis warna hitam.

 Berikut ini adalah gambar blok diagram pergerakan line follower berbasis PID,

 

Atur Speed

Motor DC

Driver

                                                                                                        

	Atur KP KI KD

 

                                 Gambar 8.1  Diagram Blok Sistem

            Pada diagramblog tersebut ditunjukkan bahwa terdapat empat buah inputan yang masuk ke dalam IC ATMega 16. Input yang pertama adalah sensor yang masuk ke ADC mikrokonkroler berupa 8 buah sensor. Kemudian kalibrasi dilakukan secara otomatis dan disimpan pada memori mikrokontroler. Input ketiga adalah pengaturan kecepatan yang berfungsi sebagai kecepatan tetap robot dan tersimpan dalam mikrokontroler. Input yang keempat adalah pengaturan K_P, K_I, dan K_D yang berfungsi untuk menentukan nilai kontrol proporsional, integral, dan derivatif dan tersimpan pada mikrokontroler. Proses pengaturan tersebut tertampil pada layar LCD dengan karakter 16x2. Lalu tombol start untuk menyalakan robot line follower.

Berikut ini merupakan flow chart dari line follower berbasis PID.

 

             Gambar 8.2 Flowchart line follower berbasis PID

           

Ketika robot dinyalakan untuk pertama kali, sistem akan mendeteksi apakah robot akan diatur ulang melalui menu atau langsung distart. Jika robot diatur maka akan ke menu atur speed untuk mengatur kecepatan robot. Setelah pengaturan speed  lalu akan masuk ke menu pengaturan K_P, jika sudah selesai maka akan masuk ke menu pengaturan K_D, jika telah selesai maka akan masuk ke pengaturan K_I. Setelah semua selesai diatur maka data akan tersimpan di memori mikrokontroler dan robot dapat dijalankan.

IX.                      Kesimpulan

·         Robor line follower berjalan mengikuti lintasan garis yang telah dibuat

·         Untuk memudahkan pengaturan pada robot maka digunakan LCD 16x2

·         Kontrol PID berfungsi untuk menghaluskan pergerakan robot.

X.                Daftar Pustaka

·         http://www.robotics.its.ac.id/membuat-robot-line-follower.html

·         http://arifelektro08spektrum.blogspot.com/2012/01/cara-membuat-robot-line-followers.html

·         http://id.wikipedia.org/wiki/PID

·         http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/desain-line-follower-analog/

·         Arisandi. 2013. Pengembangan Trainer Pergerakan Line Follower Berbasis PID Untuk Pembelajaran Sistem Kendali Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang dengan Bahasan Kontrol PID.