PERANCANGAN LENGAN ROBOT MANIPULATOR YANG …

PERANCANGAN LENGAN ROBOT MANIPULATOR YANG

DIKENDALIKAN DENGAN METODE LEARNING MODE

BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO

A final project report

presented to

the Faculty of Engineering

By

Sodri

002201505038

in partial fulfillment

of the requirements of the degree

Bachelor of Science in Electrical Engineering

President University

May 2019




Laporan tugas akhir

dipersembahkan kepada

Fakultas Teknik

Oleh

Sodri

002201505038

sebagai pemenuhan persyaratan

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Elektro

President University

Mei 2019

President University i

DECLARATION OF ORIGINALITY

I declare that this final project report, entitled “PERANCANGAN LENGAN ROBOT

MANIPULATOR YANG DIKENDALIKAN DENGAN METODE LEARNING

MODE BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO” is my own original piece of

work and, to the best my knowledge and belief, has not been submitted, either in whole or

in part, to another university to obtain a degree. All sources that are quoted or referred to are

truly declared.

President University ii

HALAMAN PENGESAHAN




Dibuat Oleh:

Sodri

002201505038

President University ii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulilah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. yang telah melimpahkan

berkah, rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul:

PERANCANGAN LENGAN ROBOT MANIPULATOR YANG DIKENDALIKAN

DENGAN METODE LEARNING MODE BERBASIS MIKROKONTROLER

ARDUINO

Dengan selesainya tugas akhir ini, penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih atas segala

dukungan, bantuan dan arahan dari berbagai pihak, antara lain:

1. Kedua Orang tua yang selalu menjadi motivasi terbesar penulis dan tidak lupa pula

keluarga yang senantiasa memberikan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

2. Bapak Dr.-Ing. Erwin Parasian Sitompul, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing serta

Dekan Fakultas Teknik President University yang telah meluangkan waktu, tenaga

serta memberikan masukan-masukan yang bermanfaat bagi tugas akhir ini.

3. Bapak Antonius Suhartomo, M.Sc.Eng., Ph.D. selaku Kepala Program Studi Teknik

Elektro President University saat ini.

4. Seluruh Dosen serta Staff Teknik Elektro President University.

5. Rekan satu kelas saya Indah Prawitasari, Putiaman, Irfan Purwanto dan Jimmy Setya

Niugraha yang telah memberikan bantuannya dalam mengerjakan tugas akhir ini.

6. Teman – teman kelas Teknik Elektro yang lainnya, yang selalu memberikan

dukungan moral selama perkuliahan di President University.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan, baik dari segi

penyusunan maupun tata bahasa. Oleh karena itu, penulis memohon kritik dan saran yang

bersifat membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi saya sebagai

penulis dan semua pihak.

President University iii

Atas segala perhatian penulis mengucapkan terima kasih.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Cikarang, Mei 2019

Sodri

President University iv

APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION

I hereby, for the purpose of development of science and technology, certify and approve to

give President University a non-exclusive royalty-free right upon my final project report

with the title:

PERANCANGAN LENGAN ROBOT MANIPULATOR YANG DIKENDALIKAN

DENGAN METODE LEARNING MODE BERBASIS MIKROKONTROLER

ARDUINO

along with the related software or hardware prototype (if needed). With this non-exclusive

royalty-free right, President University is entitled to conserve, to convert, to manage in a

database, to maintain, and to publish my final project report. These are to be done with the

obligation from President University to mention my name as the copyright owner of my final

project report.

Cikarang, May 2019

Sodri

002201405012

President University v

ABSTRAK

Sistem kendali robotika memiliki banyak cara untuk mengendalikannya, seperti

mengendalikan lengan robot menggunakan titik koordinat cartesian, forward reverse

kinematic, gesture control dan mengendalikan lengan robot dengan kamera dan sensor –

sensor, serta masih banyak lagi metode – metode pengendalian lengan robot yang semakin

berkembang. Namun dari sekian banyaknya metode pemrograman lengan robot, semuanya

memiliki salah satu permasalahan yang sama, yaitu ketika akan dilakukan perubahan

gerakan, lengan robot harus di program ulang menggunakan Bahasa atau metode

programnya masing – masing. Hal ini tentunya mengalami kesulitan bagi para pengguna

yang umunya tidak mengerti cara memprogram ulang lengan robot. Berdasarkan pemaparan

diatas, melalui penelitian ini, penulis mengembangkan suatu metode pengendalian lengan

robot dengan metode learning mode, yaitu memprogram gerakan robot dengan cara

menggerakan bagian – bagian aktuator robot secara langsung, kemudian gerakan tersebut

disimpan dan akan dijalankan secara berulang – berulang sesuai dengan gerakan yang

sebelumnya telah dijalankan, sehingga ketika akan melakukan perubahan gerakan, maka

hanya cukup melakukan perekaman gerakan ulang sesuai dengan perintah gerakan baru,

tidak memerlukan program ulang dengan bahasa pemrograman yang cukup merepotkan.

Lengan robot jenis Uarm akan digunakan pada penelitian kali ini, untuk menggerakan lengan

robot tersebut, digunakan empat buah motor servo yang memiliki feedback sistem sebagai

acuan titik gerakan, keseluruhan sistem tersebut dikendalikan oleh sebuah Mikrokontroler

Arduino. Hasil dari penelitian lengan robot, selanjutnya telah dilakukan pengujian berupa

kalibrasi ketepatan gerakan dan kemampuan dalam memindahkan sebuah benda kerja,

kemudian diperoleh hasil berupa pergeseran sebesar 2 cm hingga 6 cm dari titik target yang

di inginkan.

Kata Kunci: Cartesian, forward reverse kinematic, gesture control , learning mode, motor

servo, feedback.

President University vi

DAFTAR ISI

DECLARATION OF ORIGINALITY ................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... ii

APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION .............................................................. iv

ABSTRAK ............................................................................................................................ v

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xiii

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1

1.2 Landasan Masalah ................................................................................................... 2

1.3 Tujuan ...................................................................................................................... 2

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ..................................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan .............................................................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI................................................................................................ 5

2.1 Pengertian Robot ..................................................................................................... 5

2.2 Sejarah dan Perkembangan Robot ........................................................................... 5

2.3 Jenis – jenis Robot ................................................................................................... 7

2.3.1 Robot Manipulator .............................................................................................. 7

2.3.2 Robot Beroda (wheeled car) ............................................................................... 7

2.3.3 Robot Berkaki ..................................................................................................... 8

2.3.4 Autonomous Robot ............................................................................................. 9

2.3.5 Teleoperetad Robot ............................................................................................. 9

2.3.6 Semi Autonomous ............................................................................................ 10

2.3.7 Robot Industri (Industrial Robot) ..................................................................... 10

2.3.8 Struktur Umum Robot ...................................................................................... 11

President University vii

2.4 Konfigurasi Robot ................................................................................................. 13

2.4.1 Konfigurasi Kartesian ....................................................................................... 13

2.4.2 Konfigurasi Silinder.......................................................................................... 14

2.4.3 Konfigurasi Polar .............................................................................................. 15

2.5 Pemrograman Robot Industri ................................................................................ 16

2.6 Simulasi Gerakan Lengan Robot dengan Easy ROB ............................................ 23

2.7 Sistem Kinematika Lengan Robot ......................................................................... 28

2.8 Pemrograman Lengan Robot Dengan Metode Learning Mode ............................ 31

2.9 Motor Servo (Servo motor) ................................................................................... 32

2.9.1 Cara Pengendalian Servomotor ........................................................................ 33

2.9.2 Servomotor Standar 180° .................................................................................. 34

2.9.3 Servomotor Continuous .................................................................................... 35

2.9.4 Servomotor Feedback ....................................................................................... 35

2.10 Mikrokontroler ...................................................................................................... 36

2.11 Modul Arduino Uno Atmega 328 ......................................................................... 38

2.12 Arduino IDE .......................................................................................................... 40

BAB III IMPLEMENTASI ................................................................................................. 42

3.1 Penjelasan Implementasi ....................................................................................... 42

3.1.1 Desain Prototipe................................................................................................ 42

3.2 Implementasi Perangkat Keras .............................................................................. 44

3.2.1 Koneksi antara Arduino Uno dengan Motor Servo .......................................... 44

3.3 Sistem Kerja Rangkaian ........................................................................................ 46

3.4 Modifikasi Servo Motor Analog Standar Menjadi Servo motor feedback ............ 49

3.4.1 Kalibrasi Pembacaan Feedback Servo .............................................................. 51

3.5 Implementasi Perangkat Lunak ............................................................................. 54

3.6 Desain Area Kerja ................................................................................................. 64

3.7 Desain Benda Kerja ............................................................................................... 65

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA............................................................................. 66

4.1 Pengujian Gerakan Motor Servo Pada Sendi Lengan Robot ................................. 66

4.1.1 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Rotate (Base) ......................................... 67

4.1.2 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Up Down ................................................ 69

4.1.3 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Forward Reverse ................................... 71

4.1.4 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Gripper .................................................. 73

President University viii

4.2 Pengujian Lengan Robot Memindahkan Benda pada jarak 30 cm ....................... 75

4.3 Menggerakan Lengan Robot Untuk Memindahkan Satu Benda ........................... 77

4.3.1 Perekaman Gerakan Pengujian Pertama ........................................................... 78

4.3.2 Menjalankan Proses Pengujian Pertama ........................................................... 82

4.4 Menggerakan Lengan Robot Untuk Memindahkan Dua Buah Benda .................. 86

4.4.1 Perekaman Gerakan Pengujian Ke Dua ............................................................ 87

4.4.2 Menjalankan Proses Pengujian ke dua ............................................................. 90

4.5 Kelebihan............................................................................................................... 94

4.6 Kekurangan ........................................................................................................... 94

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 95

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................ 95

5.2 Saran ...................................................................................................................... 96

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 98

President University ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Manipulator robot [2] ........................................................................................ 7

Gambar 2.2 Robot beroda dua (a) dan robot beroda caterpillar (b) [2] ................................. 8

Gambar 2.3 Robot ASIMO [2] ............................................................................................. 8

Gambar 2.4 Autonomous robot [2] ........................................................................................ 9

Gambar 2.5 Mobile robot dan remote control [2] ................................................................. 9

Gambar 2.6 Semi autonomous legged robot [2] .................................................................. 10

Gambar 2.7 Robot industri [2] ............................................................................................. 10

Gambar 2.8 Badan humanoid robot [2] ............................................................................... 11

Gambar 2.9 Lengan robot [2] .............................................................................................. 11

Gambar 2.10 Pergelangan robot [2] .................................................................................... 12

Gambar 2.11 End effector arm robot (a) dan end effector humanoid robot (b) [2] ............ 12

Gambar 2.12 Konfigurasi kartesian [2] ............................................................................... 13

Gambar 2.13 Konfigurasi silinder [2].................................................................................. 14

Gambar 2.14 Konfigurasi Polar [2] ..................................................................................... 15

Gambar 2.15 Robot Reis RV6 [3] ....................................................................................... 16

Gambar 2.16 Kontrol panel robot Reis RV6 [3] ................................................................. 16

Gambar 2.17 Program PTP-path [3] .................................................................................... 19

Gambar 2.18 Lintas Garis Lurus ( LIN ) [3] ....................................................................... 20

Gambar 2.19 Lintasan Lurus dan Melingkar [3] ................................................................. 21

Gambar 2.20 Robot Reis RV6 menggambar garis lurus dan melingkar [3]........................ 22

Gambar 2.21 Program persegi pada Notepad [3] ................................................................ 24

Gambar 2.22 Memilih Cell [3] ............................................................................................ 26

Gambar 2.23 Memilih Program [3] ..................................................................................... 26

Gambar 2. 24 Simulasi Gerakan Robot [3] ......................................................................... 27

Gambar 2.25 Diagram kinematik [5] ................................................................................... 28

Gambar 2.26 Vektor Proyeksi Robot 2 DoF ....................................................................... 29

Gambar 2.27 Menggerakan Lengan Robot dengan metode Learning Mode [5] ................. 31

Gambar 2.28 Sistem mekanik servomotor [6] ..................................................................... 32

Gambar 2.29 Pergerakan kontorol servo Motor [6] ............................................................ 33

Gambar 2. 30 diagram blok Servomotor standar [6] ........................................................... 34

President University x

Gambar 2.31 Servomotor standar [6] .................................................................................. 34

Gambar 2.32 servomotor continuous [6] ............................................................................. 35

Gambar 2.33 diagram blok Servomotor Feedback [6] ........................................................ 35

Gambar 2.34 Blok Diagram Mikrokontroler [7] ................................................................. 36

Gambar 2.35 Tipe Memori Semikonduktor [7] ................................................................... 37

Gambar 2.36 Konfigurasi Pin Modul Arduino Atmega 328 [8].......................................... 39

Gambar 2.37 Tampilan Awal Arduino IDE ........................................................................ 40

Gambar 3. 1 Desain Prototipe Lengan Robot ...................................................................... 43

Gambar 3. 10 Koneksi Perangkat Keras lengan robot manipulator .................................... 45

Gambar 3. 2 Blok Diagram ................................................................................................. 46

Gambar 3. 3 Flow Chart Sistem Kerja Prototipe ................................................................ 48

Gambar 3. 4 Servo motor feedback Datan S1213 [10] ........................................................ 49

Gambar 3. 5 Internal potensiometer [10] ............................................................................ 50

Gambar 3. 6 Intenral Potensiometer servo GWS S03N ...................................................... 50

Gambar 3. 7 Penyolderan kabel tambahan pada internal potensiometer ............................. 51

Gambar 3. 8 Rangkaian pengukuran feedback motor servo ................................................ 52

Gambar 3. 9 Program membaca feedback servo ................................................................. 53

Gambar 3. 11 Arduino Uno Library dan Calibration Motor Servo .................................... 54

Gambar 3. 12 Arduino Uno Declaration Code ................................................................... 55

Gambar 3. 13 Arduino Uno Void Setup ............................................................................... 56

Gambar 3. 14 Arduino Uno Void Loop ............................................................................... 57

Gambar 3. 15 Arduino Uno Void Play Servo for Rotate ..................................................... 58

Gambar 3. 16 Arduino Uno Void Play Servo for Up Down ................................................ 59

Gambar 3. 17 Arduino Uno Void Play Servo for Forward Backward ................................ 59

Gambar 3. 18 Arduino Uno Void Play Servo for Gripper Claw ......................................... 60

Gambar 3. 19 Arduino Uno Void Record Servo for Feedback Pin ..................................... 61

Gambar 3. 20 Arduino Uno Void Record Servo for Gripper Rotate ................................... 62

Gambar 3. 21 Arduino Uno Void Record Servo for Up Down ............................................ 62

Gambar 3. 22 Arduino Uno Void Record Servo for Forward Backward ............................ 63

Gambar 3. 23 Arduino Uno Void Record Servo for Gripper Claw ..................................... 63

Gambar 3. 24 Desain area kerja lengan robot ..................................................................... 64

Gambar 3. 25 Desain benda kerja dan wadah benda kerja .................................................. 65

Gambar 4.1 Area kerja bagain rotate (base) ....................................................................... 67

President University xi

Gambar 4.2 Pembacaan motor rotate atau Base................................................................. 68

Gambar 4.3 Data menggerakan motor servo base ............................................................... 68

Gambar 4.4 Area kerja bagian up down .............................................................................. 69

Gambar 4.5 Pembacaan motor up down .............................................................................. 70

Gambar 4.6 Data menggerakan motor up down .................................................................. 70

Gambar 4.7 Area kerja bagian forward reverse .................................................................. 71

Gambar 4.8 Pembacaan motor forward reverse .................................................................. 72

Gambar 4.9 Data menggerakan motor forward reverse ...................................................... 72

Gambar 4.10 Area kerja gripper.......................................................................................... 73

Gambar 4.11 Pembacaan motor gripper.............................................................................. 74

Gambar 4.12 Data menggerakan motor gripper .................................................................. 75

Gambar 4. 13 Pengujian memindahkan benda pada jarak 30 cm ........................................ 75

Gambar 4.14 Alur kerja pengujian pertama ........................................................................ 77

Gambar 4.15 Tombol merah ditekan ................................................................................... 78

Gambar 4.16 Putar base lengan robot ................................................................................ 78

Gambar 4.17 Gripper dibuka............................................................................................... 79

Gambar 4.18 Arahkan lengan kedepan ............................................................................... 79

Gambar 4.19 Gripper di tutup ............................................................................................ 79

Gambar 4.20 angkat lengan ................................................................................................ 80

Gambar 4.21 Putar base & turunkan gripper ..................................................................... 80

Gambar 4.22 Buka Gripper ................................................................................................. 80

Gambar 4.23 arahkan ke posisi awal ................................................................................... 81

Gambar 4.24 Tombol merah ditekan ................................................................................... 81

Gambar 4.25 Memulai proses running mode ...................................................................... 82

Gambar 4.26 Gerakan base ................................................................................................. 82

Gambar 4.27 Gripper membuka .......................................................................................... 83

Gambar 4.28 Lengan maju dan gripper menjempit ............................................................ 83

Gambar 4.29 Lengan bergerak ke area 5B .......................................................................... 83

Gambar 4.30 Benda kerja (produk) sudah diletakkan ......................................................... 84

Gambar 4.31 Lengan robot bergerak ke posisi awal ........................................................... 84

Gambar 4.32 Gripper menutup ........................................................................................... 84

Gambar 4.33 Percobaan ke-3 .............................................................................................. 85

Gambar 4.34 Alur kerja pengujian ke dua ........................................................................... 86

President University xii

Gambar 4.35 Tombol merah ditekan .................................................................................. 87

Gambar 4.37 Gerakan ke dua .............................................................................................. 87

Gambar 4.38 Gerakan ke tiga .............................................................................................. 88

Gambar 4.39 Gerakan ke empat .......................................................................................... 88

Gambar 4.40 Gerakan ke lima ............................................................................................. 88

Gambar 4.41 Gerakan ke tujuh ............................................................................................ 89

Gambar 4.42 Gerakan ke delapan........................................................................................ 89

Gambar .43 Tekan tombol merah ........................................................................................ 89

Gambar 4.44Tombol hijau ditekan ...................................................................................... 90

Gambar 4.45 Gerakan pertama ............................................................................................ 90

Gambar 4.46 Gerakan ke dua .............................................................................................. 91

Gambar 4.47 Gerakan ke tiga .............................................................................................. 91

Gambar 4.48 Gerakan ke empat .......................................................................................... 91

Gambar 4.49 Gerakan ke lima ............................................................................................. 92

Gambar 4.50 Gerakan ke enam ........................................................................................... 92

Gambar 4.51 Percobaan dilakukan tiga kali ........................................................................ 93

President University xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Spesifikasi Aduino Uno Atmega 328 [8] ........................................................... 38

Tabel 3. 1 Daftar Perangkat Keras....................................................................................... 44

Tabel 3. 2 Daftar Koneksi Perangkat Keras Lengan Robot ................................................ 46

Tabel 3. 3 Hasil Pembacaan Nilai Kalibrasi Feedback Motor Servo .................................. 53

Tabel 4.1 Perbandingan sevo rotate .................................................................................... 67

Tabel 4.2 Perbandingan servo up down ............................................................................... 69

Tabel 4.3 Perbandingan servo forward reverse ................................................................... 71

Tabel 4.4 Perbandingan servo gripper ................................................................................ 73

Tabel 4. 5 Hasil percobaan pada jarak 30 cm ...................................................................... 76

President University 1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dibidang teknologi semakin maju, salah satunya ialah

teknologi robot yang mengalami peningkatan yang sangat pesat pada zaman modern ini.

Peralatan – peralatan manual yang membutuhkan tenaga manusia, kini digantikan oleh

teknologi yang canggih, salah satunya yaitu penggunaan teknologi robot. Perkembangan

teknologi robot kini telah mampu meningkatkan kualitas maupun kuantitas dari hasil

produksi yang digunakan di berbagai sektor industri. Robot merupakan mesin yang dapat

diprogram untuk melaksanakan suatu pekerjaan sesuai dengan perintah yang telah

dimasukkan kedalam robot.

Teknologi robot pada dunia industri digunakan sebagai pengganti peranan manusia,

misalnya membantu pekerjaan pada area berbahaya, seperti sebuah industri riset kima yang

kadang tidak memungkinkan manusia berada pada area gas berbahaya. Robot dapat

menjadikan proses produksi lebih efisien karena mengurangi kesalahan kerja yang

disebabkan oleh manusia (human error).

Penggunaan robot tidak dapat dipisahkan dengan dunia industri, sehingga muncul istilah

Industrial Robot, definisi yang cukup populer untuk menjelaskan penggunaan robot hanya

untuk bidang industri. Ada banyak jenis – jenis robot yang digunakan di dunia industri, salah

satunya ialah robot manipulator, robot yang dapat melakukan gerakan mengangkat,

memindahkan dan melakukan sebuah proses secara berulang – ulang seperti dilakukan oleh

tangan manusia. Robot manipulator memiliki bentuk seperti lengan manusia, memiliki sendi

– sendi yang dapat bergerak berputar atau memanjang dan memendek.

Sistem kontrol robot dan pemrogramannya terus mengalami perkembangan mengikuti

kebutuhan penggunaan, tujuannya adalah untuk mengembangkan metode yang dapat

membantu pengguna untuk mengendalikan robot dengan perintah tertentu. Seperti

menggunakan perintah bahasa pemorgramman berupa menentukan derajat titik gerakan,

mengikuti gerakan tubuh, perintah suara dan pengamatan kamera visual.


Dalam perancangan dan pembuatan robot, suatu program harus dapat mengendalikan sistem

pengaturan motor dengan baik agar robot dapat berfungsi sesuai dengan perancangan. Hal

ini dikarenakan hamper semua robot menggunakan motor sebagai penggeraknya, contohnya

pada robot berbentuk lengan manusia atau robot manipulator, motor digunakan untuk

gerakan – gerakan seperti memutar, gerakan tangan naik – turun, gerakan gripper memutar,

dan gerakan gripper menjepit. Sistem tersebut memerlukan suatu pengaturan program yang

baik dan lebih efisien dalam penggantian ulang program.

Berdasarkan paparan diatas, maka penulis ingin membuat sebuah prototipe lengan robot

dengan empat buah motor servo yang dapat diprogram dengan metode Learning Mode, yaitu

dengan cara menggerakan bagian – bagian aktuator robot dalam suatu proses kerja,

kemudian mengulangi proses kerja tersebut secara berulanag – ulang. Sistem pengendali

utama dari pengendalian metode learning mode ialah menggunakan mikrokontroler Arduino

Uno sebagai perangkat pengendali utama dari sistem yang akan dibuat.

1.2 Landasan Masalah

Sehubungan dengan judul dan pembahasan diatas dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Membuat salah satu metode pengendalian lengan robot yang tidak membutuhkan

pemrograman ulang untuk merubah gerakan lengan robot.

2. Merancang sebuah lengan robot yang digerakan dengan motor Servo agar dapat bergerak

dan berfungsi seperti robot manipulator.

3. Menggunakan mikrokontroler Arduino untuk mengendalikan gerakan lengan robot

dengan metode Learning Mode

4. Data gerakan dapat tersimpan ke dalam memori mikrokontroler Arduino dan tidak hilang

ketika catu daya di matikan.

1.3 Tujuan

Tujuan pembuatan prototipe ini ialah:

1. Merancang sebuah lengan robot manipulator yang digerakan oleh empat buah motor

servo dan dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino, agar dapat mengangkat,

memindahkan benda dan menghasilkan ketepatan gerak dalam suatu proses kerja.


Memprogram gerakan lengan robot manipulator dengan cara learning mode, yaitu

menggerakan aktuator pada robot untuk melakukan sebuah perintah dalam satu proses

kerja dan mengulanginya kembali. Sehingga ketika ingin mengganti program gerakan

robot, hanya cukup menggerakannya kembali sesuai perintah kerja yang di inginkan,

tanpa harus memprogram ulang mikrokontroler Arduino.

2. Menyimpan data gerakan lengan robot ke dalam memori internal mikrokontroler

Arduino, sehingga ketika catu daya mikrokontroler Arduino di matikan, program gerakan

terakhir dapat tersimpan didalam memori mikrokontroler Arduino. Ketika catu daya di

hidupkan kembali, lengan robot dapat langsung menjalankan program gerakan yang telah

di simpan.

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Ruang lingkup prototipe yang dibuat fokus terhadap implementasi masing-masing

komponen yang terdiri dari:

1. Lengan robot manipulator terbuat dari bahan plastik PLA ( Poly Lactic Acid ) yang

dicetak dengan mesin printer tiga dimensi.

2. Konstruksi lengan robot mampu mengangkat beban maksimal 1 kg dan memindahkannya

dari satu area kerja menuju wadah kerja yang diletakan pada area kerja yang telah dibuat.

3. Penggunaan mikrokontroler Arduno sebagai pengendali lengan robot dengan program

learning mode.

4. Penggunaan motor servo tipe GWS S03T sebagai penggerak dari lengan robot

manipulator kemampuan menggerakan sudut rotasi dari 0 derajat hingga 180 derajat.

5. Penggunaan learning mode dalam membaca perintah awal gerakan lengan robot dan

menjalankan pengulangan gerakan yang sebelumnya telah dilakukan perekaman.

Batasan masalah dari prototipe yang dibuat terdiri dari:

1. Gerakan lengan robot manipulator berupa menjepit, mengangkat, memindahkan suatu

benda dan menjalankan satu proses kerja dalam setiap programnya.

2. Pengaturan program gerakan lengan robot, dilakukan secara langsung dengan

menggerakan aktuator lengan robot.

3. Pengujian prototipe menggunakan tiga buah benda yang dipindahkan dari tempat yang

sama dengan jarak berbeda.


4. Area kerja lengan robot dibuat khusus dengan ukuran 44 cm x 48 cm, terbagi dalam

tujuh area dan sesuai dengan kemampuan jangkauan lengan robot manipulator.

1.5 Sistematika Penulisan

Agar sistematis dalam penguraian penulisan skripsi ini dibagi menjadi 5 BAB dan setiap bab

akan dibagi menjadi beberapa sub bab yang lebih rinci. Adapun sistematika penulisannya

adalah sebagai berikut:

BAB I : Pendahuluan, bab ini akan terdiri dari latar belakang, landasan masalah, tujuan,

ruang lingkup dan batasan masalah serta sistematika penulisan.

BAB II : Dasar Teori dan Spesifikasi Desain, bab ini akan menjelaskan keseluruhan teori

dari perangkat keras dan perangkat lunak yang diaplikasikan dalam pembuatan

alat peraga dalam skripsi ini.

BAB III : Implementasi, bab ini akan membahas tentang implementasi desain perangkat

keras dan perangkat lunak alat peraga yang telah dibahas pada bab sebelumnya.

BAB IV : Pengujian, bab ini akan membahas serta membuat data hasil pengujian serta

analisa dari alat peraga yang telah dibuat.

BAB V : Kesimpulan dan Saran, bab ini memaparkan kesimpulan berdasarkan hasil

pengujian dan saran yang diajukan terkait penelitian selanjutnya.


BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Robot

Pengertian Robot banyak sekali dikemukakan oleh para ahli. Orang awam beranggapan

bahwa Robot mengandung pengertian suatu alat yang menyerupai manusia, namun struktur

tubuhnya terbuat dari logam. Seiring perkembangan zaman, beberapa ahli robotika telah

mendefinisikannya, antara lain: [1]

1. Robot adalah sebuah manipulator yang dapat di program ulang untuk memindahkan tool,

material, atau peralatan tertentu dengan berbagai program pergerakan untuk berbagai

tugas dan juga mengendalikan serta mensinkronkan peralatan dengan pekerjaan, oleh

Robot Institure of America.

2. Robot adalah sebuah sistem mekanik yang mempunyai fungsi gerak analog untuk fungsi

gerak organisme hidup, atau kombinasi dari banyak fungsi gerak dengan fungsi

intelligent, oleh official Japanese.

2.2 Sejarah dan Perkembangan Robot

Robot pada awalnya diciptakan untuk mengantikan kinerja manusia untuk mengerjakan

sesuatu yang diulang berkali kali secara terus menerus, yang membutuhkan ketepatan yang

tinggi dalam pengerjaannya dan untuk menggantikan manusia bila harus berhubungan

dengan pekerjaan yang berbahaya. Penggunaan robot lebih banyak terletak pada industri,

contohnya dalam proses welding pada industri otomotif. Sementara itu, pada dunia

pendidikan di tingkat universitas telah dilakukan berbagai macam kontes yang memacu para

akademisi dan mahasiwa dalam melakukan riset tentang robot. Kedepannya, dunia robotik

akan terus berkembang sehingga mampu bergerak dan berpikir seperti manusia berdasarkan

logika-logika pemograman yang diinputkan [1].

Pemanfaatan teknologi robot mempunyai dampak negatif bagi sebagian orang, karena dapat

kehilangan kesempatan kerja. Dari survei yang dilakukan terhadap pemakai robot di Inggris,

penghematan tenaga kerja merupakan faktor terpenting untuk menggunakan robot. Akan


tetapi, meskipun banyak pekerjaan dan tugas dikerjakan oleh robot, tetapi terdapat

kecenderungan untuk tidak menggantikan tenaga manusia seluruhnya. Secara teoritis robot

dimasukkan bukan pada faktor produksi yang berupa masukan buruh, melainkan pada

masukan modal. Negara yang paling giat mengadakan penelitian mengenai berbagai macam

robot ini adalah Jepang [1].

Robot pertama di Jepang sudah diciptakan berabad-abad yang lalu. Tentunya dengan bentuk

yang tidak sama seperti saat ini. Mulai dari robot yang bisa menyirami sawah, hingga boneka

robot karakuri-ningyo yang dikembangkan dengan tingkat teknologi yang cukup tinggi dan

ditampilkan dalam bentuk boneka sebagai hiburan di teater dan dalam festival. Pada tahun

1927 muncul robot Jepang pertama yang dikembangkan menggunakan teknologi barat,

diberi nama Gakutensoku. Robot ini bisa tersenyum, mengedip-ngedipkan mata dan bahkan

bisa menulis. Keunggulan dalam teknologi robot tak dapat dipungkiri, telah lama dijadikan

ikon kebanggaan negara-negara maju di dunia [1].

Pada awalnya, aplikasi robot hampir tak dapat dipisahkan dengan industri sehingga muncul

istilah industrial robot dan robot manipulator. Definisi yang populer ketika itu, robot industri

adalah suatu robot tangan (arm robot) yang diciptakan untuk berbagai keperluan dalam

meningkatkan produksi, memiliki bentuk lengan-lengan kaku yang terhubung secara seri

dan memiliki sendi yang dapat bergerak berputar (rotasi) atau memanjang/memendek

(translasi atau prismatik). Satu sisi lengan yang disebut sebagai pangkal ditanam pada bidang

atau meja yang statis (tidak bergerak), sedangkan sisi yang lain yang disebut sebagai ujung

(end effector) dapat dimuati dengan tool tertentu sesuai denga tugas robot. Dalam dunia

mekanikal, manipulator ini memiliki dua bagian, yaitu tangan atau lengan (arm) dan

pergelangan (wrist). Pada pergelangan ini dapat diinstall berbagai tool. Mungkin definisi

robot industri itu sudah tidak sesuai lagi karena teknologi mobile robot juga sudah dipakai

meluas sejak awal tahun 1980-an. Seiring itu pula kemudian muncul istilah humanoid robot

(konstruksi mirip manusia), animaloid (mirip binatang), dan sebagainya. Bahkan kini dalam

industri spesifik seperti industri perfilman, industri angkasa luar dan industri pertahanan atau

mesin perang, arm robot atau manipulator bisa jadi hanya menjadi bagian saja sistem robot

secara keseluruhan [1].


2.3 Jenis – jenis Robot

Pada era saat ini, terdapat banyak sekali model dan jeni- jenis robot yang berbeda, berbeda

dari segi bentuk maupun gerakan, hal ini disebabkan berdasarkan kebutuhan dan fungsi

penggunaan robot yang berbeda – beda, berikut akan dijelaskan beberapa jenis – jenis robot

yang telah dibuat. Manipulator [1].

2.3.1 Robot Manipulator

Pada manipulator terdapat sendi (joint) yang merupakan tempat sambungan lengan untuk

melakukan putaran atau gerakan. Secara umum jenis sendi yang digunakan pada manipulator

adalah sendi putar (revolute joint). Sendi putar sering digunakan sebagai pinggang (waist),

bahu (shoulder) dan siku (elbow), dan pergerakan sendi putar akan menghasilkan satu derajat

kebebasan [2]. Contoh Manipulator robot ditunjukan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Manipulator robot [2]

Bagian dasar manipulator terpasang langsumg pada lantai ataupun terpasang pada rel. Rel

berfungsi sebagai path atau alur sehingga memungkinkan robot untuk bergerak dari satu

lokasi ke lokasi lainnya dalam satu area kerja [2].

2.3.2 Robot Beroda (wheeled car)

Roda merupakan teknik tertua, paling mudah, dan paling efisien untuk menggerakan robot

melintasi permukaan datar. Roda seringkali dipilih, karena memberikan traction yang

bagus, mudah diperoleh dan dipakai, dan juga mudah untuk memasangnya pada robot.


Jumlah roda yang digunakan pada robot beragam, sesuai dengan kebutuhan pekerjaannya

mulai dari, robot beroda dua, beroda empat, beroda enam, atau beroda caterpillar (tank-

treaded) yang dapat dilihat pada Gambar 2.2. [2]

Gambar (a) Gambar (b)

Gambar 2.2 Robot beroda dua (a) dan robot beroda caterpillar (b) [2]

2.3.3 Robot Berkaki

Robot berkaki digunakan karena mudah beradaptasi dengan medan yang tidak menentu

dibandingkan menggunakan roda seperti menaiki tangga. Robot berkaki diadaptasi dari cara

mahluk hidup bergerak seperti manusia [2]. Bipedalism adalah sebuah paham dimana

organisme bergerak dengan 2 buah tungkai atau alat penggerak (kaki). Binatang atau mesin

yang bergerak secara bipedal biasa disebut biped. Biped terdiri dari berjalan, berlari, atau

meloncat dengan 2 kaki, seperti pada Gambar 2.3 ialah salah satu contoh robot berkaki.

Gambar 2.3 Robot ASIMO [2]


2.3.4 Autonomous Robot

Robot Autonomous adalah robot yang dapat melakukan tugas-tugas yang diinginkan dalam

lingkungan yang tidak terstruktur tanpa bimbingan manusia terus menerus berdasarkan

logika-logika yang diberikan manusia kepada robot. Hal yang dapat dilakukan robot ini

adalah eksplorasi ruang angkasa, membersihkan lantai, memotong rumput, dan pengolahan

air limbah [2]. Salah satu contoh autonomous robot dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Autonomous robot [2]

2.3.5 Teleoperetad Robot

Robot ini dalam pengoperasian mesinnya dikendalikan dari kejauhan. Hal ini mirip dalam

arti untuk frase "remote control", dikendalikan oleh operator (manusia) dengan

menggunakan remote control. Pada Gambar 2.5, terlihat mobile robot dan alat

pengontrolnya [2].

Gambar 2.5 Mobile robot dan remote control [2]


2.3.6 Semi Autonomous

Robot semi autonomous adalah robot yang pengendalianya secara otonomi dan

pengendalian jarak jauh dengan menggunakan remote control. Hal ini bertujuan robot dapat

melewati lingkungan atau lintasan yang berbahaya bagi manusia [2]. Pada Gambar 2.6,

terlihat semi autonomous legged robot atau dikenal dengan “big dog” buatan Amerika

Serikat yang didesain untuk membantu pekerjaan tentara.

Gambar 2.6 Semi autonomous legged robot [2]

2.3.7 Robot Industri (Industrial Robot)

Robot industri digunakan untuk otomatisasi proses produksi, misalnya untuk proses

pengelasan (welding), perakitan dan pengepakan sesuatu barang [2]. Pada Gambar 2.7, ialah

robot industri yang digunakan dalam proses pengelasan.

Gambar 2.7 Robot industri [2]


2.3.8 Struktur Umum Robot

Secara umum struktur robot memiliki badan (body), lengan (arm), pergelangan (wrist),

ujung (end effector), penggerak (actuator), sensor, pengendali (controller) dan catu daya

(power supply) [2]. Penjelasan lebih detail tentang struktur umum robot sebagai berikut.

2.3.8.1 Badan (body)

Pada humanoid robot, badan robot merupakan komponen robot yang menghubungkan

semua bagian anggota tubuh (limbs) yaitu lengan, kepala, dan kaki, seperti terlihat pada

Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Badan humanoid robot [2]

2.3.8.2 Lengan (arm)

Lengan robot merupakan komponen robot yang memiliki fungsi untuk melakukan

pergerakan robot seperti mengambil dan meletakkan suatu object, terlihat pada Gambar 2.9,

contoh bentuk lengan robot [2].

Gambar 2.9 Lengan robot [2]


2.3.8.3 Pergelangan (wrist)

Pergelangan pada robot berfungsi untuk menghubungkan sendi – sendi pada robot yang

memiliki arah gerak atau axis yang berbeda dengan penghubungnya [2]. Bentuk dari

pergelangan (wrist), terlihat pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Pergelangan robot [2]

2.3.8.4 Ujung (end effector)

End effector mirip seperti jari-jari tangan manusia yang dapat digerakan untuk memindah

atau mengangkat material ataupun peralatan yang dapat digunakan untuk mengelas,

mengecat, menempa, mengisi botol dan lain-lain sesuai dengan kebutuhan [2]. Bentuk

efektor banyak memiliki banyak jenis, salah satunya adalah gripper. Gambar 2.11

menunjukan end effector pada arm robot dan humanoid robot.

(a) (b)

Gambar 2.11 End effector arm robot (a) dan end effector humanoid robot (b) [2]


2.4 Konfigurasi Robot

Konfigurasi robot adalah pola susunan link dan joint yang menghasilkan karateristik gerakan

tertentu [2]. Secara umum konfigurasi robot dibagi menjadi beberapa jenis tergantung pada

joint yang digunakan, antara lain:

2.4.1 Konfigurasi Kartesian

Struktur Robot ini terdiri dari tiga sumbu linier (prismatic). Masing-masing sumbu dapat

bergerak ke area sumbu x-y-z. Keuntungan robot ini adalah pengontrolan posisi yang mudah

dan mempunyai struktur yang lebih kokoh [2]. Terlihat pada Gambar 2.12, ialah konfigurasi

pada gerakan kartesian.

Gambar 2.12 Konfigurasi kartesian [2]


2.4.2 Konfigurasi Silinder

Struktur dasar dari robot silindris adalah terdiri dari horisontal arm dan vertical arm yang

dapat berputar pada dasar landasannya [2], dan dapat dilihat pada Gambar 2.13. Jika

dibandingkan dengan robot kartesian, robot silindris mempunyai kecepatan gerak lebih

tinggi dari end effector-nya, tapi kecepatan tersebut tergantung momen inersia dari beban

yang dibawanya.

Gambar 2.13 Konfigurasi silinder [2]


2.4.3 Konfigurasi Polar

Konfigurasi struktur robot ini mirip dengan sebuah tank dimana terdiri atas rotary base,

elevated pivot, dan telescopic [2]. Keuntungan dari robot jenis ini adalah fleksibilitas

mekanik yang lebih baik. Diperlihatkan pada Gambar 2.14, konfigurasi pada bentuk gerakan

polar.

Gambar 2.14 Konfigurasi polar [2]


2.5 Pemrograman Robot Industri

Terdapat banyak sekali jenis – jenis robot industri yang terdapat dipasaran, dengan berbagai

macam merek dan berbagai macam pemrograman. Pada penulisan peneilitian ini, diambil

sebuah contoh pemrograman lengan robot dari salah satu robot industri dengan tipe Reis-

RV6. Robot undustri Reis RV6 dibuat oleh perusahaan Reis di Jerman. Bahasa

pemrograman yang dipergunakan adalah RS4 (Robot Star 4).

Gambar 2.15 Robot Reis RV6 [3]

RV6 memiliki 6 derajat kebebasan dengan sistim koordinat dasar (base coordinate system)

Xo,Yo,Zo dan sistim koordinal alat (tool coordinate system) Xw,Yw,Zw. Untuk

menggerakkan robot secarang langsung tanpa program dilakukan dengan menggunakan

control panel

Gambar 2.16 Kontrol panel robot Reis RV6 [3]


Dengan Kontrol panel kita dapat menggerakkan setiap sendi dengan menekan tombol-

tombol yang tersedia. Menjalankan robot secara manual dilakukan dengan menghidupkan

saklar pada kontrol kabinet, memilih saklar operasi pada mode AUTO, dan menghidupkan

actuator dengan menekan tombol putih [3].

Kemudian pada kontrol panel, tekan tombol hijau (Hand) untuk mengoperasikan robot

dengan tangan, selanjutnya memilih gerakan robot dengan tiga pilihan :

HAND/ACHS (F1), Joint 1 sampai 6 dapat digerakkan secara terpisah satu persatu

menggunakan tombol tekan 1 sampai 6.

HAND/KART (F2), TCP dapat digereakkan dalam sumbu koordinat Cartesian. Tombol

tekan 1 sampai 3 untuk menggerakkan robot dalam base coordinate system (Xo,Yo,Zo) dan

tombol tekan 4 sampai 6 digunakan untuk untuk menggerakkan robot dalam tool coordinat

system (Xw,Yw,Zw).

HAND/ORI (F3), orientasi dapat dirubah dengan menekan tombol 4 sampai 6, tombol tekan

4 untuk yaw, tombol tekan 5 untuk roll dan tombol tekan 6 untuk pistch.

Dengan menggunakan tombol putar yang berada pada kiri atas, kecepatan dapat diatus mulai

0 sampai 120%

Menggerakkan robot dalam joint coordinat kelebihannya adalah kita dapat menggerakkan

dan mengimajinasikan gerakan dari setiap joint satu persatu dan kita dapat mendefinisikan

sudut setiap joint. Sedangkan kekurangannya adalah untuk menempatkan TCP dalam sitim

koordinat adalah sangat sulit karena kita harus menetapkan sudut setiap joint. Menggerakkan

robot pada lintasan lurus sangat sulit. Membutuhkan waktu yang sangat lama untuk

mencapai posisi dan orientasi yang diinginkan [3].

Menggerakkan robot dalam Caretesian coordinate kelebihannya adalah sangat mudah dalam

base coordinate system karena kita hanya menentukan posisi TCP dalam base coordinate

system X0,Yo,Zo. Robot dapat bergerak fleksible dalam ruang, mudah membuat lintasan

lusrus dalam arah sumbu X0, Yo atau Zo. Untuk menempatkan TCP pada posisi yang kita

inginkan tidak memrlukan waktu yang lama [3].


2.5.1 Sistem Pemrograman Robot Reis RV6

Suatu program ditulis pada editor diawali dengan instruksi “HP ABC” Menentukan variable

tool dengan menulis “WERKZEUG Variabel:T” Menentukan jenis path. Ada tiga jenis path

yaitu #PTP (Point-To-Point), CP_LIN ( Cartesian straight line motion) dan #CP_ZIRK1

(Circular path) Menentukan kecepatan, yaitu dengan menuliskan instruksi :

‘GESCH_PTP[%]:_ _ _’ masukan berupa angka 0 sampai dengan 100

‘GESCH_CP_LIN[mm/s]:_ _ _’ masukan berupa angka 0 sampai dengan 100

Menentukan percepatan, yaitu dengan menulis instruksi

‘BESCH_PTP[%]:_ _ _’ masukan berupa angka 0 sampai dengan 100

‘BESCH_CP_LIN[%]:_ _ _’ masukan berupa angka 0 sampai dengan 100

Memasukkan koordinat target.

‘POSITION #N,X:_,Y:_,Z:_, A:_,B:_,C:_, Vz1:_,Vz2:_,Vz3:_, Vz4:_,Vz5:_,Vz6:_’.

Nilai X,Y,Z didefinisikan sebagai posisi target dalam basa coordinat system (world

coordinat). A,B,C adalah z-y-x Euler-Angels untuk orientasi. Nilai X,Y,Z,A,B,C berupa

nilai absolut. Vz1 sampai Vz6 adalah tanda bahwa nilai-nilai commited. Adapun nilai

koordinat yang dimasukkan meliputi dareah dalam unit mm untuk posisi dan derajat untuk

sudut X: [850] – [1200], Y: [-850] – [500], Z: [500] – [-100], A: [0] – [180], B: [] – [], C:

[30] – [150]

Baris terakhir dari program diakhiri dengan instruksi “ENDE” [3].

1. Program PTP-Path.

Berikut ini, adalah program off-line pada komputer untuk menggerakkan robot dengan PTP-

path antara dua target posisi dengan orientasi yang sama. Kedua posisi memiliki ketinggian

yang sama dan paralel terhadap pagar pengaman. Kecepatan diatus 60% dan percepatan

50%. [3].

Posisi start adalah :

Koordinat Cartesian X: 1000.0 Y: -800 Z: 300

Orientasi A: 52.0 B: -70 C: 46.0

Sign Vz1:1 Vz2:1 Vz3:0 Vz4:1 Vz5:1 Vz6:1

Posisi Target :

Koordinat Cartesian X: 1000.0 Y: 200 Z: 300

Orientasi A: 52.0 B: -70 C: 46.0

Sign Vz1:0 Vz2:1 Vz3:0 Vz4:1 Vz5:1 Vz6:1

Penulisan program PTP-path pada editor adalah sebagai berikut


HP ABC

WERKZEUG Variable: T

BEWEG_ART #PTP

GESCH_PTP [%]:60

BESCH_PTP [%]:50

POSITION #N,X:1000.0,Y:-800.0,Z:300.0,A:52.00,B:-70.0,C:46.0,

Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:1,Vz6:1

POSITION #N,X:1000.0,Y:200.0,Z:300.0,A:52.00,B:-70.0,C:46.0,

Vz1:0,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:1,Vz6:1

ENDE

Apabila program di atas dijalankan, maka robot akan bergerak dari home position ke posisi

start kemudian bergerak lagi posisi target. Robot bergerak tidak lurus dari posisi start ke

posisi targer melainkan dalam lintasan melengkung. Dengan demikian PTP-path digunakan

untuk mencapat posisi target tanpa mempedulian bagaimana lintasan diantara dua titik posisi

target [3].

Gambar 2.17 Program PTP-path [3]


2. Program Lintas Garis Lurus (LIN)

Berikut ini adalah program menggerakkan robot dengan posisi start dan posisi target yang

sama dengan program di atas tetapi dengan dengan gerakan garis lurus diantara kedua posisi

tersebut [3]. Program di atas dimodifikasi dengan gerakan lurus menjadi sebagai berikut

HP ABC

WERKZEUG Variable: T

BEWEG_ART #CP_LIN

GESCH_PTP [mm/s]:500

BESCH_PTP [%]:50

POSITION #N,X:1000.0,Y:-800.0,Z:300.0,A:52.00,B:-70.0,C:46.0,

Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:1,Vz6:1

POSITION #N,X:1000.0,Y:200.0,Z:300.0,A:52.00,B:-70.0,C:46.0,

Vz1:0,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:1,Vz6:1

ENDE

Dengan menggunakan lintasan garis lurus dalam koordinat Cartesian, robot bergerak dari

posisi start ke posisi target dalam lintasan garis lurus dengan ketinggian yang sama dan

orientasi yang sama pula. Dengan menggunakan instruksi garis lurus (LIN) kita dapat

mengimajinasikan bagaimana lintasan robot bergerak menuju titik posisi target. Dengan

demikian instruksi dengan lintasan garis lurus baik digunakan untuk menggerakkan robot

dengan lintasan lurus tertentu yang dikehendaki [3].

Gambar 2.18 Lintas garis lurus ( LIN ) [3]


3. Program Kombinasi Lintasan Garis Lurus dan Melingkar

Pada program ini kita akan mengkombinasikan gerakan robot untuk menggambar pada

kertas ukuran A3 yang dilekatkan pada suatu meja. End-effector robot dipasang pensil dan

robot harus menggambar suatu bentuk lintasan garis lurus dan melingkar dengan lintasan

sebagai berikut [3]:

Gambar 2.19 Lintasan lurus dan melingkar [3]

Dari home position, robot harus bergerak ke posisi start dalam base coordinate system yaitu

X:78, Y: -1080, Z:-83 dan orientasi A:-90.0,B:0.0,C:-179.0 Kemudian robot bergerak lurus

ke posisi kedua dalam base coordinate system X:78.0, Y:-700.0,Z:-83.0. Disini kita hanya

mengubah nilai koordinat Y saja. Berikutnya dari posisi kedua ini, kita akan menggambar

bentuk setengah lingkaran menuju titik posisi start. Untuk itu menggerakkan robot dengan

lintasan melingkar (CIRC), kita memerluka tiga titik, yaitu titik start X:78.0, Y:-700.0,Z:-

83.0, koordinat titk via X:-112, Y:-890.0,Z:-83.0 dan koordinat titik akhir X:78.0, Y:-

1080.0,Z:-83.0. Pada gerakan kedua ini, robot akan bergerak dalam lintasan melingkar dari

posisi kedua ke posisi start.

Agar robot dapat melaksanakan tugas menggambar lintasan garis lurus dan melingkar

menyerupai huruf “D” dengan koordinat yang telah ditentukan tersebut, maka program yang

harus ditulis adalah sebagai berikut :

HP ABC

WERKZEUG Variable:T

BEWEG_ART #CP_LIN

GESCH_CP [mm/sec]:500


BESCH_CP [%]:50

POSITION#N,X:78.0,Y:-1080.0,Z:-83.0,A:-90.0,B:0.0,C:-

179.0, Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:0,Vz6:1

POSITION#N,X:78.0,Y:-700.0,Z:-83.0,A:-90.0,B:0.0,C:-

179.0, Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:0,Vz6:1

BEWEG_ART #CP_ZIRK1

POSITION#N,X:-112.0,Y:-890.0,Z:-83.0,A:-90.0,B:0.0,C:-

179.0,Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:0,Vz6:1

POSITION#N,X:78.0,Y:-1080.0,Z:-83.0,A:-90.00,B:0.0,C:-179.0,

Vz1:1,Vz2:1,Vz3:0,Vz4:1,Vz5:0,Vz6:1

ENDE

Apabila program di atas di-compile (comp) dan dikirim ke kontrol robot, maka robot akan

bergerak dari home position menuju ke posisi start dengan ujung pensil menghadap ke

bawah kemudian mulai menggambar garis lurus pada kertas yang sudah disiapkan dengan

lintasan seperti yang sudah ditentukan.

Gambar 2.20 Robot Reis RV6 menggambar garis lurus dan melingkar [3]

Tampak pada gambar di atas, Robot Industri Reis-RV6 melaksanakan instruksi yang ditulis

dalam program untuk menggambar garis lurus dan melingkar di atas kertas.


2.6 Simulasi Gerakan Lengan Robot dengan Easy ROB

Pada umumnya dalam tahapan pembuatan program, programmer tidak langsung berhadapan

dan menggerakkan robot yang sebenarnya. Program dibuat secara OFF-LINE dengan

menggunakan software dan komputer yang tidak terhubung pada control cabinet robot.

Rancangan program disimulasikan dengan komputer dan dilihat pada layar apakah robot

bergerak sesuai dengan lintasan dan orientasi yang diinginkan. Apabila simulasi gerakan

robot sudah sesuai yang diharapkan, tahap berikutnya adalah implementasi program pada

robot yang sebenarnya. Dengan demikian selama pembuatan program tidak mengganggu

proses produksi dan menjaga keamanan robot agar bergerak dengan lintasan yang benar

tidak terjadi gerakan liar misalnya tabrakan yang menimbulkan potensi bahaya kecelakaan

yang merugikan [3].

EASY-ROB adalah program aplikasi yang dapat dipergunakan untuk mensimulasikan

gerakan robot dalam visualisasi 3 dimensi. Easy-Rob menyediakan banyak pilihan jenis

robot industry untuk perhitungan kinematika, serta perencanaan bermacam-macam gerakan

yaitu PTP, SLEW, LIN dan CIRC.

Easy-Rob memiliki kelebihan pada pemodelan dan simulasi robot dengan kualitas

kecepatan tinggi untuk animasi 3D. Proses pada bidang robotika dan rekayasa mekanik

deprogram dan divisualisasikan dengan cepat. Program ini berjalan untuk aplikasi Windows

32 bit yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan beberapa aplikasi robot industri dan

khusus untuk tujuan pendidikan [3].

Meskipun materi pembelajaran robotika telah diajarkan pada banyak program keahlian di

banyak lembaga pendidikan, sayangnya fasilitas sarana belajar baik berupa robot industry

maupun software untuk pemrogramaan robot industri tidak tersedia karena berbagai kendala

diantaranya mahalnya harga hardware dan software robot serta lemahnya kemampuan

sumberdaya manusia [3].

Untuk memenuhi tujuan pembelajaran pemrograman robot industri, kita dapat

menggunakan Easy-Rob versi demo yang bisa diunduh langsung gratis dari internet.

Memang untuk versi demo banyak fitur yang dibatasi tapi masih dapat dipergunakan untuk

mensimulasikan memvisualisasikan gerakan robot dalam 3D. Berikut ini dijelaskan


bagaimana mempergunakan software Easy-Rob versi demo ini agar dapat memenuhi

kebutuhan pembelajaran pemrograman robot industri [3].

Robot industri RV6 dikehendaki untuk menggambar pola persegi panjang pada bidang datar

dengan posisi titik-titik dalam sistim koordinat dasar, titik pertama X=0.8,Y=0.25,Z=0.5,

titik kedua X=0.8, Y=-0.25, Z=0.5, titik ke tiga X=1.25, Y=-0.25, Z=0.5 dan titik ke

empat X=1.25, Y= 0.25, Z=0.5. Pada End-effector dipasang pensil dan arah pensil harus

menghadap ke bawah, sehingga orientasi yang harus ditetapkan untuk ke empat gerakan

diatas adalah A=180, B=0, C=0

Skenario program, bahwa robot bergerak dari home position kemudian bergerak membuat

gerakan LIN untuk menggambar persegi panjang dengan pensil menharah ke bawah

selanjutnya kembali ke home position.

Karena Easy-Rob versi demo ini tidak dapat untuk membuat dan menyimpan program, maka

kita menulis program robot dalam Notepad sebagai berikut:

Gambar 2.21 Program persegi pada notepad [3]

Program di atas terdiri dari satu program utama dan dua fungsi. Fungsi home() untuk

menggerakkan robot pada home position. Fungsi persegi() untuk menggambar bentuk

persegi dengan sudut dan orientasi yang sudah ditetapkan [3].


Program utama diwali dengan pernyataan “PROGRAMFILE” dan di akhiri dengan

pernyataan “ENDPROGRAMFILE”. Baris berikutnya diawali dengan tanda seru “!” adalah

pernyataan komentar yang tidak akan dieksekusi. Instruksi berikutnya “erc track on” untuk

menampilkan memvisualisasikan lintasan robot. Lintasan robot akan divisualisasikan

dengan garis hijau. Instruksi “call home” untuk memanggil fungsi home() dan “call persegi”

untuk memanggil fungsi persegi() [3].

Tampak pada program utama bahwa gerakan robot dikehendaki pada awal program harus

bergerak menuju pada home position, berikutnya bergerak dengan cepat menuju titik

koordinat pertama posisi start dengan orientasi End-effector menghadap kebawah untuk

menggambar garis dengan kerakan LIN menuju ke titik koordinat kedua, ketiga, keempat

dan pertama lagi. Setelah itu program memanggil fungsi home() mengembalikan posisi robot

seperti semula [3].

Program yang sudah ditulis pada Notepad tersebut kemudian disimpan dan diberinama

dengan ekstensi PRG, pada contoh ini diberi nama file adalah “persegi.PRG”

Langkah berikutnya adalah mensimulasikan program. Jalankan program EASY-ROB

dengan mengeksekusi file “easyrobw.exe”. Pada versi demo akan muncul beberapa pesan,

abaikan saja dengan meng-klik pilihan “OK”.

Berikutnya adalah memilih robot, yaitu robot apa yang akan dipakai. Pada artikel ini robot

yang kita pakai adalah Reis-RV6. Pada menu File pilih Load – pilih Cellfile – pilih

IR364WS.CEL seperti pada gambar 2.22.


Gambar 2.22 Memilih cell [3]

Setelah memilih Cellfile IR364WS.CEL, akan muncul sosok robot RV6 berwarna merah

diatas lantai.

Berikutnya adalah mengambil file program yang telah kita simpan dengan nama

persegi.PRG dengan cara pilih menu File – Load – Programfile – persegi.PRG seperti pada

gambar 2.23.

Gambar 2.23 Memilih program [3]


Selanjutnya simulasi gerakan robot siap dijalankan. Tekan tombol toolbar RUN maka

visualisasi gerakan robot akan berjalan sesuai dengan program yang telah kita tulis.

Gambar 2. 24 Simulasi gerakan robot [3]

Tampak pada gambar di atas rombot RV6 menggambar bentuk persegi. Lintasan robot dari

home position menuju titik koordinat perta berbentuk melingkar karena mengunakan

intruksi PTP, sedangan lintasan pada saat menggambar persegi dari titilk pertama hingga ke

empat adalah garis lurus karena menggunakan instruksi LIN. Garis koordinat XYZ yang

berwarna merah adalah target koordinat yang dituju. Garis koordinat XYZ yang berwarna

biru adalah tool coordinate system. Orientasi end-effector selama menggambar persegi

tampak menghadap kebawah. Dasar lantai tempat robot dipasang pada titik tengahnya

merupakan base coordinate system dengan nilai X=0,Y=0,Z=0.

Visualisasi dalam 3D ini dapat digerakkan dari semua sudut pandang dengan cara

menggerakkan mouse. Penjelasan di atas hanya membahas fitur dasar saja dari keunggulan

program aplikasi Easy-Rob. Simulasi dan visualisasi lain masih banyak lagi yang dapat

dilakukan [3].


2.7 Sistem Kinematika Lengan Robot

Kinematika robot adalah studi analitis pergerakan lengan robot terhadapsistem

kerangkakoordinat acuan yang diam/bergerak tanpa memperhatikan gaya

yangmenyebabkan pergerakan tersebut. Model kinematika merepresentasikan hubungan

end-effectordalam ruang tiga dimensi dengan variabel sendi dalam ruang sendi.

Persamaankinematika maju mendeskripsikan posisi dan orientasi end-effectoryang

dinyatakan dalamposisi sendi. Sedangkan persamaan kinematika balik mendeskripsikan

konfigurasi posisisendi untuk menghasilkan posisi dan orientasi end-effectortertentu.[4]

2.7.1 Kontrol Kinematika Robot

Kontroler dinyatakan sebagai kontroler kinematika karena mengandung komponen

transformasi ruang cartesian ke ruang sudut sendi maupun sebaliknya.

Gambar 2.25 Diagram kinematik [5]

Ada dua konsep kinematika yaitu Forward Kinematicsdan Inverse Kinematics.

1. Forward KinematicsForward Kinematicsadalah metode untuk menentukan

orientasi dan posisi end-effectordari besarnya sudut sendi dan panjang link lengan

robot. Persamaan forward kinematicsdidapatkan berdasarkan jumlah DoF dan jenis

kinematik chainrobot manipulator [4].

2. Inverse KinematicsInverse kinematicsakan lebih sering digunakan dalam pembuatan

lengan robot karena pada penggunaan robot secara real, pengaturan joint-jointtidak

lagi diutamakan. Yang menjadi fokus utama adalah bagaimana end-effectormencapai

posisi objek dengan baik berdasarkan peletakan referensi koordinatyang sudah

ditentukan.Secara umum, masalah dalam inversekinematik dapat diselesaikan dengan

beberapa teknik. Metode yang paling sering digunakan adalah matrix algebraic,

pendekatan numerik, dan persamaan trigonometri. Kinematika sehubungan dengan


robotika, yang pertama perlu mendapatkan perhatian adalah matriks rotasi dan

matrik transformasi. Matriks rotasi adalah matriks yang memetakan sebuah vektor

atau posisi pada satu sistem koordinat ke sistem koordinat yang lain dalam gerakan

rotasi. Matriks transformasi adalah matriks yang memetakan sebuah vektor atau

posisi pada satu sistem koordinat ke sistem koordinat yang lain dengan

memperhatikan rotasi, translasi, penskalaan dan perspektif / sudut

pandang.Kinematicspada perhitungan pergerakan lengan robot sangat diperlukan

selain dilihat dari sisi dinamiknya karena kinematicsmerupakan dasar pembuatan

controller/ driveunitdari robot. Dengan mempelajari kinematicsmaka rancangan model

robot dapat dibuat sesuai dengan perhitungan kinematicsagar didapatkan referensi sudut,

posisi, dan orientasi yang sesuai. Hal yang penting lainnya adalah juga pengaruhnya

terhadap akurasi dan ketepatan peletakkan end-effectorpada robot serta orientasinya.

Dengan menggerakkan masing-masing jointpada sudut tertentu maka akan

didapatkan end effectordengan posisi dan orientasi tertentu.[4].

2.7.2 Kinematika Robot Lengan 3DoF Menggunakan Persamaan Trigonometri

Jika terdapat manipulator dengan dua lengan dan dihubungkan dengan sendi putar seperti

pada gambar berikut,[5].

Gambar 2.26 Vektor proyeksi robot 2 DoF

maka letak end-effector yaitu posisi x,ydan z dapat dihitung dengan mengetahui nilai θ1,θ2

dan θ3 serta panjang lengan 1 (L1) dan lengan 2 (L2) melalui persamaan (2.1), (2.2) dan

(2.3):


𝑋 = 𝐿1 cos 𝜃1 + 𝐿2 cos( 𝜃1 + 𝜃2 (2.1)

𝑌 = 𝐿1 sin 𝜃1 + 𝐿2 sin( 𝜃1 + 𝜃2) (2.2)

𝑍 = sin 𝜃3 × 𝑟

(2.3)

Dimana nilai r diperoleh pada persamaan (2.4).

𝑟 = √𝑘12 + 𝑘22 (2.4)

Variabel k1 dan k2 merupakan permisalan variable untuk menentukan nilai panjang

resultan lengan robot.Dimana nilai k1 dan k2 dapat diperoleh menggunakan persamaan

(2.5) dan (2.6).

𝑘1 = 𝐿1 + 𝐿2 cos( 𝜃2) (2.5)

𝑘2 = 𝐿2 sin( 𝜃2) (2.6)

Sekarang untuk perhitungan inversekinematikmencari nilai θ1,θ2 dan θ3 sebagai berikut

seperti pada persamaan (2.7), (2.8), (2.9)dan (2.10):

𝜃1 = 𝑎𝑡𝑎𝑛2 (𝑦

𝑟,

𝑥

𝑟) − 𝑎𝑡𝑎𝑛2 (𝑘2, 𝑘1) (2.7)

𝜃2 = 𝑎𝑡𝑎𝑛2 (sin(𝜃2), cos(𝜃2)) (2.8)

Dimana nilai sin 𝜃2 dan cos 𝜃2 diperolehdengan persamaan (2.9) dan (2.10) :

sin 𝜃2 = √1 − cos(𝜃22) (2.9)

cos 𝜃2 = 𝑥2+𝑦2−𝐿1

2−𝐿22

2𝐿12 (2.10)

Untuk perhitungan θ1diperoleh pada persamaan (2.11):

𝑥 = 𝑟 × cos(𝜃3) (2.11)

Untuk perhitungan 𝜃3 digunakan persamaan (2.12):

𝜃3 = 𝑎𝑡𝑎𝑛2 (sin(𝜃3), cos(𝜃3)) (2.12)


2.8 Pemrograman Lengan Robot Dengan Metode Learning Mode

Banyak sekali berbagai macam cara dalam memprogram gerakan lengan robot dalam

menjalankan suatu perintah kerja, salah satunya ialah dengan metode learning mode.

Learning Mode ialah cara dimana suatu lengan robot dapat menjalnkan perintah gerakan

berdasarkan perekaman gerakan sebelumnya.

Metode learning mode sangat mudah digunakan, karena tidak memerlukan pemrogaran

ulang ketika akan mengubah gerakan lengan robot, cukup melakukan perekaman gerakan

ulang dalam menjalankan suatu perintah kerja, kemudian lengan robot akan mampu

mengeksekusi gerakan yang telah direkam sebelumnya.

Metode Learning Mode dipilih pada penelitian kali ini karena metode tersebut sangat mudah

diaplikasikan, karena tidak membutuhkan perhitungan perpindahan gerakan yang sangat

kompleks seperti gerakan forward kinematic atau reverse kinematic. Dalam merubah

gerakan pada metode learning mode, hanya membutuhkan perekaman gerakan ulang dalam

menjalankan suatu proses kerja, kemudian akan menjalnkannya lagi sesuai dengan perintah

sebelumnya.

Gambar 2.27 Menggerakan lengan robot dengan metode learning mode [5]


2.9 Motor Servo (Servo motor)

Servo motor adalah motor yang mampu bekerja dua arah, yaitu searah jarum jam/ clockwise

(CW) dan berlawanan arah jarum jam/ countercloackwise (CCW) dimana arah dan sudut

pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle

sinyal PWM (Pulse Width Modulation) pada bagian pin kontrolnya [9]. Motor ini terdiri dari

sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer

berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu

motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor

[6].

Servo motor merupakan sebuah motor DC yang memiliki rangkaian kontrol elektronik dan

internal gear untuk mengendalikan pergerakan dan sudut angularnya. Sistem mekanik pada

servomotor seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.28 memiliki :

3 jalur kabel : power, ground, dan control

Sinyal kontrol mengendalikan posisi

Operasional dari servomotor 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.

Gambar 2.28 Sistem mekanik servo motor [6]


2.9.1 Cara Pengendalian Servomotor

Kabel kontrol digunakan untuk mengatur sudut posisi dari batang output. Sudut posisi

ditentukan oleh durasi pulsa yang diberikan oleh kabel kontrol. Servomotor digerakan

dengan menggunakan Pulse Width Modulation (PWM) [6]. Servomotor akan mengecek

pulsa setiap 20 milisecond (0,2 detik). Panjang pulsa akan menentukan seberapa jauh motor

akan berputar. Contohnya, pada pulsa 1,5 mili detik akan membuat motor berputar sejauh

90° (lebih sering disebut posisi netral). Jika pulsa lebih pendek dari 1,5 mili detik, maka

motor akan berputar lebih dekat ke 0°. Jika lebih panjang dari 1,5 mili detik, maka akan

berputar mendekati 180°. Dari Gambar 2.29, durasi pulsa menentukan sudut dari batang

output.

Gambar 2.29 Pergerakan kontrol servo motor [6]


2.9.2 Servomotor Standar 180°

Servomotor 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° [6]. Terlihat pada Gambar 2.30 adalah diagram blok dari servo standard dan

Gambar 2.31 bentuk dari servomotor standar.

Gambar 2. 30 diagram blok servomotor standar [6]

Gambar 2.31 Servomotor standar [6]


2.9.3 Servomotor Continuous

Servomotor jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut

putar (dapat berputar secara kontinyu) [6]. Pada Gambar 2.32 menunjukan servomotor

continuous.

Gambar 2.32 Servomotor continuous [6]

2.9.4 Servomotor Feedback

Servomotor Feedback ialah salah satu jenis servomotor yang dapat mengeluarakan feedback

(umpan balik) pembacaan derajat posisi servomotor menjadi nilai resistansi yang dapat

dibaca oleh sebuah mikrokontroler [6]. Nilai feedback ini dapat dibaca oleh sebuah

mikrokontroller dan dijadikannya suatu perintah pada kondisi tertentu. Pada Gambar 2.33

menunjukan diagram blok dari Servomotor Feedback yang memiliki nilai umpan balik

dalam pembacaan sudut posisi gerakannya.

Gambar 2.33 Diagram blok servomotor feedback [6]


2.10 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah integrasi dari sebuah microprocessor dengan memori dan penampil

input/output dan perangkat lain seperti timer dalam sebuah chip [7]. Gambar 2.34

menunjukkan Gambaran umum dari sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler pada umumnya

memiliki pin untuk koneksi eksternal dari input, output, power, clock dan sinyal control [7].

Gambar 2.34 Blok diagram mikrokontroler [7]

1. Processor Core CPU (Central Processor Unit)

Adalah bagian dari sistem processor yang mengolah data, mengambil data dari memori,

decoding (menyusun ulang) dan melakukan eksekusi [7].

2. Memori

Memori dari mikrokontroler terbagi menjadi volatile dan non-volatile seperti nampak pada

Gambar 2.35 memori volatile akan menyimpan data selama sistem diberi catu daya dan

memori non-volatile akan tetap menyimpan data walaupun tidak ada catu daya [7].


Gambar 2.35 Tipe memori semikonduktor [7]

Kebanyakan mikrokontroler terbaru seperti Atmega 2560 menggunakan SRAM, dan FLASH

EEPROM. Static Random Access Memory (SRAM) adalah memori semikonduktor yang

menggunakan flip-flop untuk mempertahankan data. FLASH Electrically Erasable and

Programmable Read Only Memory (FLASH EEPROM) biasanya digunakan untuk program,

bukan sebagai memori data dan dapat ditulis dan dihapus secara elektronik [7].

3. Digital I/O

Input output digital adalah bagian dari mikrokontroler yang dapat mendeteksi ataupun

memberikan keluaran berupa tegangan sebagai nilai digital (HIGH-LOW) [7].

4. Analog I/O

Analog I/O adalah bagian dari mikrokontroler yang dapat menerima input atau memberikan

output berupa data analog atau tegangan yang nilainya bervariasi [7].

5. Interfaces

Mikrokontroler umumnya mempunyai sebuah serial interface yang dapat digunakan untuk

mengunduh program dan untuk komunikasi dengan PC secara umum. Semenjak serial

interface juga dapat digunakan untuk komunikasi dengan perangkat tambahan lainya,

banyak kontroler menawarkan bermacam-macam interface seperti SCI dan SPI [5].

Mikrokontroler juga memiliki integrated bus controller untuk mengendalikan sistim bus

pada umumnya, I2C dan CAN digunakan dalam hal ini. Mikrokontroler yang lebih besar

dapat menggunakan PCI, USB,atau Ethernet interface [7].

6. Debuging unit

Beberapa controller dilengkapi dengan perangkat keras tambahan untuk memungkinkan

remote debuging untuk chip dari PC. Jadi tidak perlu mengunduh perangkat lunak debuging

khusus. Sehingga kode aplikasi yang salah tidak akan dapat menimpa debugger [7].

NVRAM Flash EEPROM DRAM SRAM

EPROM ROM

Semiconductor

Memory

Non-Volatile Volatile

EEPROM

PROM


2.11 Modul Arduino Uno Atmega 328

Arduino Uno adalah salah satu dari jenis Arduino yang telah dibuat, menggunakan

mikrokontroller Atmega 328 salah satu varian dari produk board mikrokontroler. Arduino

Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB type-B, catu daya eksternal yang tidak diatur 6-

12 V, atau catu daya eksternal diatur 5 V (pin 27). Sumber daya secara otomatis dipilih ke

sumber tegangan tertinggi [8]. Spesifikasi Arduino Uno Atmega 328 diperlihatkan pada

Tabel 2.1 dan konfigurasi pin Input Output dapat dilihat pada Gambar 2.36

.

Tabel 2. 1 Spesifikasi Aduino Uno Atmega 328 [8]

Detail Spesifikasi

Mikrokontroler Atmel Atmega 328

Tegangan Operasianal 5 V

Tegangan Input (rekomendasi) 7-12 V

Tegangan Input (limit) 6-20 V

Pin Digital I/O 14 (of which 6 provide PWM output)

Pin Analog Input 6

Arus DC per Pin I/O 40 mA

Memori Flash 32 KB of which 2 KB used by bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Clock Speed 16 MHz

LED BUILTIN 13 MHz

Panjang 75 mm

Lebar 53 mm

Berat 15 g

Arduino Uno mempunyai 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai pin input atau output.

Besar arus listrik yang diijinkan untuk melewati pin digital I/O adalah 40 mA. Pin digital

I/O ini juga sudah dilengkapi dengan resistor pull up sebesar 20-50 kΩ.


Gambar 2.36 Konfigurasi pin modul Arduino Atmega 328 [8]

Beberapa pin Arduino Uno Atmega 328 yang dilengkapi dengan dengan fungsi khusus,

sebagai berikut [9]:

1. Serial 1 buah : Pin D0 (TX) dan Pin D1 (RX), kedua pin ini terhubung langsung ke pin IC

FTDI USB-TTL.

2. External Interrupts 2 buah : Pin D2 (Interrupts 0) dan Pin D3 (Interrupts 1). Kedua pin

ini dapat dikonfigurasikan untuk pemicu interupsi dari sumber eksternal. Interupsi dapat

terjadi ketika timbul kenaikan atau penurunan tegangan pada pin D2 atau pin D3.

3. PWM (pulse width modulator) 6 buah : Pin D4, pin D5, pin D6, pin D9, pin D10 dan pin

D11.

4. SPI : Pin D10, pin D11, pin D12 dan pin D13, ke empat pin ini dapat digunakan untuk

komunikasi mode SPI.

5. LED : Buit-in LED terhubung dengan Pin Digital 13.

6. I2C : Pin A4 (SDA) dan Pin A5 (SCL), pin ini dapat digunakan untuk komunikasi I2C.

7. Pin Aref digunakan sebagai pin tegangan referensi dari luar untuk mengubah range ADC.

8. Pin reset, pin ini digunakan untuk mereset board Arduino Nano, yaitu dengan

menghubungkan pin ini ke ground selama beberapa milidetik. Board Arduino Nano

selain dapat direset melalui pin reset, juga dapat direset dengan menggunakan tombol

reset yang terpasang pada board Arduino Nano.


2.12 Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Developtment Enviroenment) menggunakan bahasa pemrograman

sendiri yang menyerupai bahasa C dan mempunyai beberapa tipe data yang dapat digunakan

untuk membuat program. Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan

perubahan untuk memudahkan pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa aslinya.

Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan suatu program

bernama Bootlader yang berfungsi sebagai penengah antara compiler Arduino dengan

mikrokontroler.

Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga dilengkapi dengan

library C/C++ yang biasa disebut wiring yang membuat operasi input dan output menjadi

lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software Processing yang dirombak

menjadi Arduino IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino.

Gambar 2.37 merupakan Gambar antarmuka dari perangkat lunak Arduino. Perangkat lunak

ini dapat diunduh gratis di https://www.arduino.cc/en/Main/Software [10].

Gambar 2.37 Tampilan awal Arduino IDE [10]

Software Arduino ini dapat di-install diberbagai operating system (OS) seperti: LINUX, Mac

OS, Windows [10]. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi

kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment

(IDE) yang canggih.

https://www.arduino.cc/en/Main/Software%20%5b10


IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memori microcontroller. Software

Integrated Development Environment (IDE) Arduino terdiri dari 3 bagian yaitu:

1. Editor program, untuk menulis dan mengedit program dalam bahasa processing, listing

program pada Arduino disebut sketch.

2. Compiler, modul yang berfungsi mengubah bahasa processing (kode program) kedalam

kode biner karena kode biner adalah satu–satunya bahasa program yang dipahami oleh

mikrokontroler.

3. Uploader, modul yang berfungsi memasukkan kode biner kedalam memori

mikrokontroler.

Pada Gambar 2.25 diperlihatkan tampilan halaman kerja Arduino IDE software, saat pertama

kali membuka Arduino IDE akan muncul editor dengan nama file sketch project sesuai

dengan tanggal realtime seperti sketch_apr29a.

Gambar 2.38 Tampilan halaman kerja Arduino IDE

Compiler

Uploader

Editor


BAB III

IMPLEMENTASI

3.1 Penjelasan Implementasi

Bab ini membahas tentang desain prototipe baik desain perangkat lunak (program) dan

perangkat keras rangkaian elektrik yang digunakan. Secara umum prototipe ini

mengGambarkan proses perancangan simulator lengan robot manipulator jenis “Uarm”,

sebuah lengan robot yang memiliki dua sendi dan tiga buah degree of freedom (DOF) yaitu

sendi pergerakan dan memiliki empat buah motor servo untuk menggerakan kerangka

mekanik robot. Untuk mengendalikan robot, digunakan proram Learning Mode yaitu metode

membuat robot mempelajari suatu gerakan yang diarahkan terlebih dahulu, lalu robot akan

mengulangi gerakan tersebut secara terus menerus dengan tambahan beberapa trigger dan

aktuator yang diberikan pada robot. Mikrokontroler Arduino digunakan sebagai pusat

pengendali yang dapat menghubungkan program learning mode dengan perangkat keras dari

mekanik robot.

3.1.1 Desain Prototipe

Untuk memberikan Gambaran prinsip perancangan lengan robot dengan metode learning

mode ini, maka dibuatlah desain Gambar secara keseluruhan sesuai dengan projek yang

dibuat, desain ini berfungsi untuk mempermudah dalam memahami rangkaian sistem. Pada

Gambar 3.1. menampilkan ilustrasi projek yang dibuat.


Gambar 3.1 Desain prototipe lengan robot

1. Gripper claw, berfungsi sebagai cakar penggenggam produk.

2. Stand and box Arduino, berfungsi sebagai box controller dari Arduino Uno sekaligus

menjadi tumpuan dari lengan robot.

3. Motor gripper claw, berfungsi sebagai penggerak gripper untuk menjempit atau

menggenggam objek.

4. Stand of motor rotate, berfungsi sebagai zig penopang lengan robot yang dapat

berputar searah sumbu x dari posisi minimum 0° ke posisi maksimum 180°.

5. Motor up down, berfungsi sebagai penggerak lengan robot menuju kearah atas dan

arah bawah.

6. Fore arm, berfungsi sebagai bagian dari mekanik lengan depan terpasang diantara

gripper claw dan main arm.

7. Elbow joint, berfungsi sebagai sendi penyambung main arm dengan fore arm.


8. Main arm, berfungsi sebagai lengan utama bagian dari inti lengan robot pada

prototipe ini.

9. Motor forward backward, berfungsi sebagai penggerak lengan robot menuju kearah

depan dan belakang.

10. Play button, berfungsi sebagai input untuk menjalankan lengan robot berdasarkan

data yang sudah direcord sebelumnya.

11. Record button, berfungsi sebagai input untuk mengaktifkan fungsi perekaman data

gerakan robot.

3.2 Implementasi Perangkat Keras

Dibagian ini, dijelaskan rencana penggunaan perangkat keras yang digunakan pada

perancangan lengan robot dengan metode learning mode. Pada Tabel 3.1 memaparkan

komponen-komponen yang dipakai pada prototipe ini.

Tabel 3. 1 Daftar Perangkat Keras

No. Detail Komponen Label Komponen Jumlah

1 Arduino Uno -K1 1 2 Motor Servo GWS -M2, -M3, -M4, -M5 5 3 Green Push Button "Play" -S1 1 4 Red Push Button "Record" -S2 1 5 Buzzer -BZ 1

3.2.1 Koneksi antara Arduino Uno dengan Motor Servo

Pada Gambar 3.2 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada perancangan lengan

robot dengan metode learning mode dan bagaimana koneksi perangkat keras terhadap

mikrokontroler Arduino Uno.


Gambar 3.2 Koneksi perangkat keras lengan robot manipulator

Untuk mengaktifkan Arduino Uno dibutuhkan sumber tegangan 9 VDC yang berasal dari

external dc supply. Dalam perancangan prototipe ini ditambahkan 2 buah push button yang

berfungsi sebagai input record dan input play, serta ditambahkan 1 buah buzzer sebagai

indikator lengan robot ketika sedang merekam atau memulai hasil rekaman yang sudah

disimpan. Konfigurasi koneksi perangkat keras terhadap pin Arduino Uno pada prototipe ini

dijelaskan pada Tabel 3.2.


Tabel 3. 2 Daftar Koneksi Perangkat Keras Lengan Robot

3.3 Sistem Kerja Rangkaian

Keseluruhan sistem dikontrol oleh mikrokontroler Arduino. Prototipe ini menggunakan

mikrokontroler Arduino tipe Uno. Arduino Uno berfungsi sebagai kontroller seluruh

perangkat perancangan lengan robot dengan metode learning mode ini. Gambar 3.3

menampilkan sebuah blok diagram prinsip perancangan lengan robot dengan metode

learning mode.

Gambar 3.3 Blok diagram

Pin Arduino

Nano Motor Servo Push Button Buzzer

6

A5 M2

(Grip Claw) - -

8 - S1

(Play Button) -

9

A1

M3 (Rotate)

- -

10

A2

M4 (Up/Down)

- -

11

A3

M2 (Fwd/Bwd)

- -

12 - S2

(Record Button) -

13 - - BZ

(Buzzer)


Pada Gambar 3.3 menjelaskan skema kerja dari perancangan lengan robot dengan metode

learning mode berbasis mikrokontroler Arduino Uno, dimana langkah awal memulai kerja

sistem adalah dengan menekan tombol record satu kali. Kemudian buzzer akan berbunyi

ping menandakan kontroller sedang merekam pergerakan dari empat buah motor servo pada

simulator lengan robot yang digerakan secara manual.

Setiap gerakan yang lakukan secara manual dan setelah tombol record ditekan sebanyak satu

kali, data pergerakan tersebut akan diolah oleh Arduino Uno. Saat tombol record ditekan

lagi sebanyak satu kali, maka buzzer akan berhenti berbunyi menandakan semua hasil

pergerakan empat buah motor servo telah direkam dan disimpan kedalam memori internal

Arduino Uno.

Langkah berikutnya untuk melakukan perintah pergerakan empat buah motor servo pada

lengan robot secara otomatis yaitu dengan cara menekan tombol play sebanyak satu kali,

lalu buzzer akan kembali berbunyi ping disertai pergerakan lima buah motor servo pada

lengan robot sesuai dengan pergerakan yang sudah direkam dan disimpan oleh Arduino Uno,

ketika suara buzzer sudah berhenti dan lengan robot kembali keposisi semula maka

pengulangan data hasil pergerakan telah berakhir.

Jika ingin menjalankan lengan robot secara otomatis dengan pergerakan yang sama seperti

sebelumnya, pengguna cukup menekan tombol play satu kali lagi. Akan tetapi jika ingin

melakukan perubahan pergerakan cukup tekan tombol record satu kali dan proses

selanjutnya mengikuti urutan kerja seperti semula. Pada Gambar 3.4, memperlihatkan flow

chart dari perancangan lengan robot dengan metode learning mode.


Gambar 3.4 Flow chart sistem kerja prototipe


3.4 Modifikasi Servo Motor Analog Standar Menjadi Servo motor

feedback

Dalam perakitan lengan robot pada penelitian ini, dibutuhkan motor servo yang memiliki

feedback signal berupa sinyal analog yang dapat diterima oleh mikrokontroler Arduino,

sehingga dapat dijadikan titik acuan posisi dalam menentukan gerakan lengan robot. Untuk

itu servo motor feedback dipilih sebagai penggerak dari lengan robot.

Salah satu merek servo motor feedback yang telah ada ialah merek Datan type S1213.

Diperlihatkan pada Gambar 3.5 yaitu servo motor feedback Datan S1213 memiliki empat

buah kabel, yang mana pada umumnya servo motor standar hanya memiliki tiga buah kabel

yaitu untuk kabel tegangan plus, kbel tegangan minus dan kabel untuk sinyal kontrol. Namun

untuk servo motor feedback Datan type S1213 memiliki satu buah kabel tambahan, kabel

tambahan tersebut digunakan sebagai feedback kontrol berupa sinyal data analog yang dapat

dibaca oleh mikrokontroller Arduino sebagai acuan posisi sudut pergerakan.

Gambar 3.5 Servo motor feedback Datan S1213 [11]

Tetapi dikarenakan sulitnya untuk mendapatkan servo motor feedback merek Datan type

S1213 dipasaran Indonesia, maka dalam penelitian kali ini, akan di coba untuk memodifikasi

servo motor analog standar menjadi servo motor feedback.


Cara membuat modifikasi servo motor feedback ialah dengan memanfaatkan internal

potensiometer yang ada didalam motor servo, untuk dijadikan sinyal feedback yang berupa

data analog. Pada gambar 3.6, terlihat posisi internal potensiometer berada dibwah gearbox

servo.

Gambar 3.6 Internal potensiometer [11]

Digunakan analog servo motor merek GWS tipe S03N dengan spesifikasi tegangan kerja 4,8

Volt DC dengan torsi 3,4 kg/cm hingga 6 Volt DC dengan torsi 4 kg/cm. Pada Gambar 3.7,

dilakukan pembongkaran pada motor servo, agar dapat dilakukan penyolderan pada kaki

tengah internal potensio servo motor, agar bisa ditarik sebuah kabel untuk dijadikan sinyal

feedback yang dapat di baca oleh mikrokontroler Arduino.

Gambar 3.7 Intenral potensiometer servo GWS S03N


Pada Gambar 3.8, dilakukan penyolderan untuk kabel tambahan pada kaki tengah

potensiometer yang ada di dalam servo. Kabel tambahan tersebut akan mengeluarkan nilai

resistansi berupa data analog dengan nilai yang berbeda – beda pada setiap servo, nilai

tersebut akan dibaca oleh pin analog input mikrokontroler Arduino.

Gambar 3.8 Penyolderan kabel tambahan pada internal potensiometer

3.4.1 Kalibrasi Pembacaan Feedback Servo

Kalibrasi pembacaan feedback servo dilakukan agar dapat diperoleh perbandingan nilai

analog input berbanding dengan nilai sudut gerak motor servo. Nilai perbandingan tersebut

akan di gunakan dalam program mikrokontroler Arduino, sebagai nilai input sudut gerakan

motor servo dan sebgai output untuk menggerakan motor servo pada sudut yang telah

ditentukan.

Untuk memperoleh masing – masing nilai resistansi pada setiap servo, maka dilakukanlan

pengujian kalibrasi berupa pembacaan nilai analog input melalui mikrokontroler Arduino

dan di tampilkan melalui serial monitor personal computer untuk melihat nilainya. Motor

servo dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino melalui rangkaian pada Gambar 3.9.


Gambar 3.9 Rangkaian pengukuran feedback motor servo

Pada Gambar 3.9, rangkaian kabel power servo motor berwarna merah dihubungkan dengan

pin 5 volt Ardino, kabel warna hitam dihubungkan dengan pin GND Arduino, kabel warna

kuning sebagai data kontrol dihubungkan dengan pin 9 Arduino, dan kabel warna putih

sebagai feedback dihubungkan dengan pin analog input A0 Arduino. Terdapat dua buah

tombol untuk mengatur sudut gerakan servo motor, secara naik dan turun antara nol hingga

180 derajat.

Mikrokontroler Arduino diprogram untuk mengatur gerakan servo motor dari nol hingga

180 derajat mlalui ke dua tombol, sudut gerakan bertambah sepuluh derajat setiap kali

tombol pin 12 ditekan, dan akan berkurang sepuluh derajat jika tombol pin 7 ditekan. Analog

input A0 mikrokontroler Arduino, menerima sinyal analog feedback, kemudian di tampilkan

ke layar serial monitor melalui personal computer dimana mikrokontroler Arduino telah

tersambung melalui koneksi USB pada personal computer tersebut. Pada Gambar 3.10,

diperlihatkan program dari pembacaan nilai feedback motor servo, hasil pembacaan nilai

tersebut dapat digunakan sebagai nilai kalibrasi.


Gambar 3.10 Program membaca feedback servo

Telah dilakukan pembcaan nilai feedback servo untuk ke empat buah motor servo, nilai

tersebut dijadikan sebagai nilai kalibrasi untuk perbandingan nilai gerakan 0 sampai 180

derajat. Berikut hasil dari nilai – nilai kalibrasi yang telah diperoleh dari masing – masing

feedback servo motor diperlihatkan pada Tabel 3.3.

Tabel 3. 3 Hasil Pembacaan Nilai Kalibrasi Feedback Motor Servo

NO Motor servo

Posisi sudut gerakan

0 10 90 170 180

1 ROTATE 106 122 282 438 461

2 UP DWN 101 128 293 460 481

3 FWD BCWD 97 125 287 449 470

4 GRIPER 136 160 342 482 482


3.5 Implementasi Perangkat Lunak

Arduino IDE digunakan sebagai perangkat lunak untuk pembuatan program yang

menunjang perangkat keras mikrokontoler Arduino. Fungsi yang digunakan pada Arduino

Uno ini adalah Servo.h dan EEPROM.h. Servo.h adalah library khusus untuk penggunaan

motor servo, sedangkan EEPROM.h adalah library khusus penyimpanan di memori

EEPROM, lalu ada program #define CALIB_MAX dan #define CALIB_MIN yaitu hasil

dari kalibrasi masing-masing motor servo yang telah didapatkan datanya pada tabel 1.1.

Dimulai dari motor rotate #define CALIB_MIN 106 servo diposisi minimum 0° hingga

#define CALIB_MAX 461 servo diposisi maksimum 180°. Pada Gambar 3.11 diperlihatkan

program Arduino Uno library dan kalibrasi motor servo untuk empat buah motor servo yang

diposisikan sesuai dengan lengan robot.

Gambar 3.11 Arduino Uno library dan calibration motor servo


Pada Gambar 3.12 diperlihatkan deklarasi kode program antara perangkat keras dengan pin

Arduino Uno.

Gambar 3.12 Arduino Uno declaration code


Seperti terlihat pada Gambar 3.13 void setup penggunaan pin Arduino diatur terlebih dahulu

apakah pin akan dipakai sebagai input atau output. Untuk penggunaan tombol record dan

tombol play, pin mode yang digunakan yaitu input pull up untuk mengantisipasi keadaan

mengambang pada tombol. Pada pin Arduino terdapat fungsi pull up internal yang berarti

pada saat tombol tidak ditekan keadaan default-nya adalah HIGH.

Gambar 3.13 Arduino Uno void setup


Pada Gambar 3.14 menampilkan program 2 fungsi push button yang dimuat dalam sebuah

sistem loop. Pada program loop ini masing-masing sistem untuk tombol record dan tombol

play difungsikan ke masing-masing alamat. Untuk sistem record program dialamatkan ke

recordButtonPin sedangakan untuk sistem play program dialamatkan ke playButtonPin.

Gambar 3.14 Arduino Uno void loop


Pada Gambar 3.15 menampilkan bagian dari program void play servo. Diawali dengan

program membaca memory dari pergerakan lengan robot yang sudah tersimpan pada

EEPROM (Elektronik Erasable Programmable Read Only Memory)lalu dilanjutkan dengan

buzzer on menandakan pergerakan lengan robot sedang berlangsung mengikuti memory

data yang tersimpan. Pada Gambar ini juga ditampilkan program dari motor servo rotate.

Gambar 3.15 Arduino Uno void play servo for rotate


Pada program void play servo terdapat beberapa program untuk masing-masing motor servo.

Dapat dilihat pada Gambar 3.16 ditampilkan program void play servo untuk data motor servo

Up Down.

Gambar 3.16 Arduino Uno void play servo for up down


Forward Backward.

Gambar 3.17 Arduino Uno void play servo for forward backward



Gripper Claw.

Gambar 3.18 Arduino Uno Void play servo for gripper claw


Pada Gambar 3.19 menampilkan bagian dari program void record servo. Diawali dengan

program membaca memory pada EEPROM lalu dilanjutkan dengan buzzer on menandakan

setiap pergerakan lengan robot yang berlangsung sedang direkam. Pada Gambar ini juga

ditampilkan bagian dari program dari motor record servo feedback pin pada setiap motor

servo.

Gambar 3.19 Arduino Uno void record servo for feedback pin


Dapat dilihat pada Gambar 3.20 ditampilkan program void record servo untuk data motor

servo Gripper Rotate.

Gambar 3.20 Arduino Uno vvoid record servo for gripper rotate


servo up down.

Gambar 3.21 Arduino Uno void record servo for up down



servo Forward Backward.

Gambar 3. 22 Arduino Uno Void Record Servo for Forward Backward


servo gripper claw.

Gambar 3. 23 Arduino Uno void record servo for gripper claw


3.6 Desain Area Kerja

Untuk mengetahui kemampuan kerja lengan robot yang telah dibuat, dibutuhkan suatu area

kerja yang sesuai dengan kemampuan daya jangkau lengan robot. Sehingga kemampuan

robot dalam menjalankan suatu perintah kerja yang telah diprogram sebelumnya, dapat

terlihat apakah perintah tersebut dijalankan dengan baik, sesuai dengan area titik gerakan

yang telah diprogram sebelumnya. Maka dibuatlah Area kerja agar dapat diketahui

kemampuan jangkauan lengan robot dalam memindahkan suatu benda dan menjalankan

perintah dalam suatu proses kerja, serta dapat terlihat akurasi gerakan apakah sesuai dengan

program. Pada Gambar 3.24 menampilkan ilustrasi area kerja yang dibuat.

Gambar 3.24 Desain area kerja lengan robot

Area kerja berukuran 44 cm x 48 cm yang terbagi menjadi tujuh area, yaitu area 1, area 2,

area 3, area 4, area 5, area 5B dan area 7. Terdapat tempat untuk menaruh objek kerja pada

area 2 hingga area 5B, digunakan sebagai tempat robot ketika akan mengambil benda dan

memindahkannya ke area yang ditentukan.


Area kerja berfungsi agar pada saat pengujian kerja lengan robot, dapat diketahui secara

lebih spesifik, karena gerakan robot dapat terlihat sudah sesuai dengan titik area yang telah

ditentukan, dapat terlihat juga apakah robot mengambil dan meletakkan benda sesuai dengan

yang telah diprogram.

3.7 Desain Benda Kerja

Pada desain lengan robot manipulator ini, dibutuhkan suatu benda kerja yang sesuai dengan

kemampuan angkat lengan robot dan sesuai dengan jangkauan genggaman gripper robot.

Sehingga kemampuan robot dalam memindahkan sebuah benda dapat terlihat, apakah

berjalan dengan baik sesuai program. Pada Gambar 3.25 menampilkan ilustrasi benda kerja

yang dibuat.

Gambar 3.25 Desain benda kerja dan wadah benda kerja

Desain benda kerja terdiri dari dua buah bagian, yaitu benda kerja yang dipindah oleh lengan

robot dan wadah untuk benda kerja. Benda kerja yang dipindah berbentuk per-segi enam

dengan diameter 1.5 cm dan tinggi 19 cm. sedangkan wadah dari benda kerja yang dipindah,

berbentuk lubang per-segi enam dengan jumlah 18 buah lubang dengan tinggi 3cm, fungsi

dari wadah ini ialah agar benda kerja dapat berdiri tegak, sehingga memudahkan lengan

robot untuk mengangkat dan memindahkannya.


BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Gerakan Motor Servo Pada Sendi Lengan Robot

Pengujiaan gerakan motor servo dilakukan agar dapat diketahui pergerakan motor servo

apakah sudah sesuai dengan desain perancangan. Pengujian dilakukan dengan cara motor

sero digerakan secara manual, sesuai dengan area kerjanya, kemudian mikrokontroler

Arduino akan menampilkan data berupa titik gerakan dari motor servo yang ditampilkan

pada serial monitor.

Setelah digerakan secara manual, selanjutnya dicoba untuk menjalankan perintah yang

sebelumnya telah direkam, agar diketahui apakah gerakan sesuai dengan proses sebelumnya.

Berikut akan dijelaskan hasil pengujian gerakan motor servo.

Prinsip kerja dari proses perekaman dan menyimpanan data ialah perbandingan gerakan

sudut dari 0 derajat hingga 180 derajat, berbanding dengan nilai kalibrasi minimum hingga

kalibrasi maksimum, lalu berbanding lagi dengan nilai data 0 hingga 254, data tersebut ialah

nilai data yang dapat disimpan ke dalam EEPROM (Elektronik Erasable Programmable Read

Only Memory) mikrokontroler Arduino.

Sedangkan untuk prinsip kerja dari proses running atau menjalankan program ialah

perbandingan dengan data yang sudah di simpan sebelumnya dengan nilai data 0 hingga 254

berbanding dengan nilai 0 derajat hingga 180 derajat untuk menggerakan motor servo. Nilai

data 0 hingga 254 diperoleh karena mikrokontroler Arduino memiliki lebar data

penyimpanan 8 bit, yang berarti lebar data tersebut ialah nilai dari 28, maka jumlah datanya

ialah 256 data.


4.1.1 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Rotate (Base)

Motor servo bagian base atau rotate digerakan dari sudut 0 hingga 170 derajat, terlihat pada

Gambar 4.1. Selanjutnya hasil gerakan tersebut akan ditampilkan oleh mikrokontroler

Arduino pada serial monitor personal komputer. Pada Gambar 4.2, ialah hasil nilai

pembacaan perekaman motor servo rotate, sedangkan pada Gambar 4.3, ialah hasil nilai dari

perintah gerakann motor servo rotate.

Gambar 4.1 Area kerja bagain rotate (base)

Pada pengujian motor servo untuk bagian rotate, diperoleh nilai data kalibrasi derajat sudut

putaran dari 0 – 180, berbanding dengan nilai feedback data dari 106 – 461, lalu kemudian

di konversi menjadi memori penyimpanan mikrokontroler Arduino dengan nilai dari 0 – 254

bit data. Hasil dari pengujian motor servo rotate di tulis pada table 4.1.

Tabel 4.1 Perbandingan Sevo Rotate

Perbandingan Servo Rotate

Posisi Servo ( 0 - 180 )

Feedback Data ( 106 - 461 )

Memori ( 0 - 254 )

0 106 0

10 126 14

30 165 42

60 224 85

90 284 127

120 343 169

150 402 212


170 441 240

180 461 254

Gambar 4.2 Pembacaan motor rotate atau base

Gambar 4.3 Data menggerakan motor servo base


4.1.2 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Up Down

Motor servo bagian up down digerakan dari sudut 10 derajat hingga 90 derajat terlihat pada



pembacaan perekaman motor servo up down, sedangkan pada Gambar 4.6, ialah hasil nilai

dari perintah gerakann motor servo up down.

Gambar 4.4 Area kerja bagian up down

Pada pengujian motor servo untuk bagian up down, diperoleh nilai data kalibrasi derajat

sudut putaran dari 0 – 180, berbanding dengan nilai feedback data dari 101 – 481, lalu

kemudian di konversi menjadi memori penyimpanan mikrokontroler Arduino dengan nilai

dari 0 – 254 bit data. Hasil dari pengujian motor servo rotate di tulis pada table 4.2.

Tabel 4.2 Perbandingan Servo Up Down

Perbandingan Up Down

Posisi Servo ( 0 -

180 )

Feedback Data ( 101 -

481 )

Memori ( 0 - 254

)

0 101 0

10 122 14

30 164 42

60 228 85

90 291 127

120 354 169


150 418 212

170 460 240

180 481 254

Gambar 4.5 Pembacaan motor up down

Gambar 4.6 Data menggerakan motor up down


4.1.3 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Forward Reverse

Motor servo bagian forward reverse digerakan dari sudut 20 derajat hingga 100 derajat,

terlihat pada Gambar 4.7. Selanjutnya hasil gerakan tersebut akan ditampilkan oleh

mikrokontroler Arduino pada serial monitor personal komputer. Pada Gambar 4.8, ialah

hasil nilai pembacaan perekaman motor forward revrese, sedangkan pada Gambar 4.9, ialah

hasil nilai dari perintah gerakann motor servo forward reverse.

Gambar 4.7 Area kerja bagian forward reverse

Pada pengujian motor servo untuk bagian forward reverse, diperoleh nilai data kalibrasi

derajat sudut putaran dari 0 – 180, berbanding dengan nilai feedback data dari 97 – 470, lalu



Tabel 4.3 Perbandingan Servo Forward Reverse

Perbandingan forward reverse

Posisi Servo ( 0 -

180 )


470 )

Memori ( 0 - 254

)

0 97 0

10 118 14

30 159 42

60 221 85

90 284 127

120 346 169

150 408 212


170 449 240

180 470 254

Gambar 4.8 Pembacaan motor forward reverse

Gambar 4.9 Data menggerakan motor forward reverse


4.1.4 Pengujian Motor Servo Pada Bagian Gripper

Motor servo bagian gripper digerakan dari sudut 10 derajat hingga 90 derajat, terlihat pada



pembacaan perekaman motor servo rotate, sedangkan pada Gambar 4.12, ialah hasil nilai

dari perintah gerakann motor servo rotate.

Gambar 4.10 Area kerja gripper

Pada pengujian motor servo untuk bagian gripper, diperoleh nilai data kalibrasi derajat

sudut putaran dari 0 – 180, berbanding dengan nilai feedback data dari 130 – 482, lalu



Tabel 4.4 Perbandingan Servo Gripper

Perbandingan Gripper

Posisi Servo ( 0 -

180 )


482 )

Memori ( 0 - 254

)

0 130 0

10 150 14

30 189 42

60 247 85

90 306 127

120 365 169


150 423 212

170 462 240

180 482 254

Gambar 4.11 Pembacaan motor gripper


Gambar 4.12 Data menggerakan motor gripper

4.2 Pengujian Lengan Robot Memindahkan Benda Pada Jarak 30 cm

Pengujian pertama pada gerakan lengan robot, ialah mencoba memindahkan sebuah benda

kerja dari tempat pertama yang terletak pada area tiga, menuju wadah yang berbentuk

lingakaran dengan diameter 6 cm. Tujuan dari pengujian ini ialah agar dapat di ketahui

kemampuan lengan robot apakah dapat memindahkan dan menaruh benda pada titik yang

sama, yaitu pada titik tengah wadah yang berajarak 30 cm dari tempat awal benda kerja.

Dalam melakukan pengujian ini, pertama – tama lengan robot di gerakkan untuk

memindahkan benda kerja yang terletak pada area tiga, dengan cara mengangkatnya lalu

digerakkan tepat menuju titik tengah wadah benda kerja, pada jarak titik tengah 30 cm dari

tempat benda pertama. Berikut pada gambar 4.13 digambarkan denah kerja pada pengujian

memindahkan benda pada jarak 30 cm.

Gambar 4. 13 Pengujian memindahkan benda pada jarak 30 cm


Dilakukan percobaan sebanyak sepuluh kali percobaan, agar dapat diketahui apakah kinerja

lengan robot cukup baik dalam memindahkan benda kerja dan menaruhnya tepat di wadah

benda kerja. Dari percobaan tersebut, dapat ditarik kesimpulan seberapa besar presentase

keberhasilan lengan robot dalam menjalankan suatu perintah kerja. Dari percobaan tersebut

kemudian diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 4. 5 Hasil Percobaan Pada Jarak 30 cm

Percobaan Titik Mengambil

Benda ( Target 0 cm)

Titik Jatuh Benda ( Target

30 cm)

Selsish target jatuh benda

Keterangan

1 2 cm 28 cm - 2 cm Benda masuk

2 2 cm 32 cm + 2 cm Benda masuk


4 3 cm 32 cm + 2 cm Benda masuk



7 2 cm 25 cm - 5 cm Benda Tidak

Masuk


9 2 cm 24 cm - 6 cm Benda Tidak

Masuk

10 2 cm 31 cm +1 cm Benda masuk

Dari data percobaan diatas, dapat diketahui bahwa kinerja lengan robot cukup baik, dari

sepuluh kali percobaan diperoleh delapan kali berhasil menaruh benda pada wadah, lalu

mengalamai dua kali ke gagalan, benda kerja tidak jatuh kedalam wadah. Hal ini dapat

disimpulkan berarti lengan kerja robot memiliki tingkat keberhasilan sebesar 80 % dari

percobaan yang telah dilakukan.

Pergeseran selisih titik target dari gerakan lengan robot ialah rata – rata antara 2 cm sampai

6 cm, hal ini disebabkan dari pergeseran nilai resistansi dari feedback servo yang selalu

berubah – ubah secara fluktuatif ketika mengalami perubahan pergerakan, misalnya saat di

posisi 23 derajat pada servo rotate, saat percobaan pertama nilai resitansi data bernilai 144

( sesuai dengan perhitungan pada pengujian servo rotate). Kemudian pada percobaan ke

tujuh, pada posisi yang sama 23 derajat, nilai resistansi data tersebut berubah menjadi kurang

dari 144, sehingga mengakibatkan pergeseran gerakan kurang dari titik yang ditargetkan.


4.3 Menggerakan Lengan Robot Untuk Memindahkan Satu Benda

Pengujian pertama dilakukan, yaitu dengan proses kerja lengan robot dapat memindahkan

sebuah benda kerja (produk), lalu manurhnya di tempat yang berbeda. Pada Gambar 4.14

akan di gambarkan alur kerja dari pengujian pertama.

Gambar 4.14 Alur kerja pengujian pertama

Keterangan : 1 – Posisi awal benda kerja (produk).

2- Posisi lengan robot.

3- Posisi akhir tempat benda kerja (produk).

Alur kerja pengujian pertama ialah, benda kerja (produk) di letakkan di tempat benda pada

area tiga yang diberi tanda angka satu pada Gambar, pada lubang yang di beri warna oranye

(lubang nomor dua). Posisi lengan robot berada di tengah – tengah area kerja, pada Gambar

diberi tanda angka dua. Benda kerja (produk) akan dipindahkan oleh lengan robot dan

diletakkan kedalam wadah yang ada pada area 5B, kemudian lengan robot akan kembali ke

posisi awal.


4.3.1 Perekaman Gerakan Pengujian Pertama

Untuk menjalankan alur kerja pertama, lengan robot harus digerakan sesuai dengan alur

pengujian pertama, melalui Gambar berikut, akan dijelaskan gerakan perekaman pada

pengujian pertama.

Gambar 4.15 Tombol merah ditekan

1- Tombol merah ditekan untuk

mengaktifkan mode learning atau

perekaman agar robot dapat

digerakan. Buzzer akan berbunyi,

menandakan mode perekaman

telah diaktifkan (Gambar 4.15).

Gambar 4.16 Putar base lengan robot

2- Bagian base lengan robot diputar

agar mengarah ke benda kerja

(produk) (Gambar 4.16).


Gambar 4.17 Gripper dibuka

3- Gripper dibuka untuk selanjutnya

agar siap menggengam benda

kerja (produk) (Gambar 4.17).

Gambar 4.18 Arahkan lengan kedepan

4- Arahkan lengan bagian atas

gripper ke depan mendekati benda


Gambar 4.19 Gripper di tutup

5- Tutup atau jepit gripper pada

benda kerja (produk), agar benda

kerja (produk) dapat digenggam

oleh gripper (Gambar 4.19).


Gambar 4.20 Angkat lengan

6- Gambar 4.20, angkat lengan ke

arah atas, agar benda kerja

(produk) keluar dari wadah untuk

dapat dipindahkan (Gambar 4.20).

Gambar 4.21 Putar base & turunkan

gripper

7- Putar base kearah wadah benda

kerja (produk), arahkan agar benda

kerja (produk) tepat ditengah dari

wadah benda kerja (produk)

(Gambar 4.21).

8- Turunkan gripper kearah bawah

agar benda kerja (produk) pada

posisi siap diletakkan (Gambar

4.21).

Gambar 4.22 Buka gripper

9- Buka gripper untuk menjatuhkan

benda kerja (produk) tepat di

dalam wadah (Gambar 4.22).


Gambar 4.23 Arahkan ke posisi awal

10- Putar base ke arah posisi awal,

yang semula ada pada tengah area

kerja , kemudian mundurkan

(Gambar 4.23).

11- Tutup grippe (Gambar 4.23).


12- Ketika telah selesai melakukan

proses perekaman, Tombol warna

merah ditekan untuk

menghentikan proses Learning

atau perekaman dan suara buzzer

akan berhenti berbunyi. ketika

lengan robot sudah diarahkan

sesuai dengan proses kerja, maka

selanjutnya data gerakan yang

telah di program, di simpan

kedalam memori EEPROM

mikrokonntroller Arduino, untuk

selanjutnya akan di eksekusi

dalam mode Running (Gambar

4.24).


4.3.2 Menjalankan Proses Pengujian Pertama

Setelah selesai pada proses perekaman, selanjutnya lengan robot akan menjalankan gerakan

yang telah di program pada proses learning mode atau perekaman, dengan cara menekan

tombol warna hijau untuk mengaktifkan mode running. Melalui Gambar berikut akan

dijelaskan proses tersebut.

Gambar 4.25 Memulai proses running

mode

1- Letakkan benda kerja (produk)

pada posisi awal ketika dilakukan

perekaman (Gambar 4.25).

2- Tekan tombol warna hijau untuk

mengaktifkan mode running,

buzzer akan berbunyi sebagai

indikasi bahwa proses running

mode sedang berjalan, lengan

robot akan bergerak sesuai proses

kerja sebelumnya (Gambar 4.25).

Gambar 4.26 Gerakan base

3- Gerakan pertama, base berputar

kearah benda kerja (produk),

sesuai pada instruksi program

pertama pada perekaman

sebelumnya (Gambar 4.26).


Gambar 4.27 Gripper membuka

4- Gripper membuka, bersiap untuk

menjepit benda kerja (produk)

(Gambar 4.27).

Gambar 4.28 Lengan maju dan gripper

menjepit

5- Lengan robot maju kedepan

mendekati benda kerja (produk)

(Gambar 4.28).

6- Gripper menjepit benda kerja

(produk) dan mengangkatnya

untuk dikeluarkan dari wadah

(Gambar 4.28).

Gambar 4.29 Lengan bergerak ke area 5B

7- Lengan robot bergerak ke arah

tempat meletakkan benda kerja

(produk), berhenti mendekati

posisi tengah pada tempat benda,

lalu sedikit turun untuk berisap

membuka gripper (Gambar 4.29).


Gambar 4.30 Benda kerja (produk) sudah

diletakkan

8- Gripper membuka untuk

melepaskan benda kerja (produk)

agar masuk kedalam tempat benda

(Gambar 4.30).

9- Benda kerja (produk) sudah

diletakkan dan berada didalam

tempat ke dua pada area 5B

(Gambar 4.30).

Gambar 4.31 Lengan robot bergerak ke

posisi awal

10- Base berputar kearah awal, di

tengah area kerja ketika sudah

meletakkan benda kerja (produk)

(Gambar 4.31).

11- Lengan mundur kebelakang pada

posisi awal (Gambar 4.31).

Gambar 4.32 Gripper menutup

12- Gripper menutup ketika lengan

robot sudah berada di posisi awal,

buzzer berhenti berbunyi karena

proses kerja telah selesai

dilakukan oleh lengan robot.

Untuk memulainya kembali,

letakkan benda kerja (produk)

pada posisi yang sama dan

kemudian tekan tombol warna

hijau (Gambar 4.32).


Gambar 4.33 Percobaan ke-3

13- Telah dilakukan percobaan sebanyak tiga kali dalam memindahkan sebuah benda dari

wadah yang ada pada area 3 menuju tempat yang ada pada area 5B, percobaan tersebut

berhasil dilakukan, tiga buah benda kerja (produk) sudah berada di dalam tempat pada

area 5B (Gambar 4.33).

Ketika selesai melakukan pengujian, catu daya mikrokontroler Arduino dilepas untuk

mematikan mikrokontroler Arduino, kemudian setelah beberapa saat, catu daya

mikrokontroler Arduino dihubungkan kembali untuk menghidupkannya. Ketika

Mikrokontroler Arduino sudah aktif kembali, langsung dijalankan running mode dengan

menekan tombol warna hijau, lengan robot langsung bergerak menjalankan proses kerja

percobaan pertama, yaitu memindahkan sebuah benda kerja (produk) dari satu tempat ke

tempat lainnya.

Hal ini dilakukan untuk membuktikan bahwa program learning mode dapat tersimpan

kedalam memori EEPROM mikrokontroler Arduino. Maka ketika mikrokontroler Arduino

dimatikan dan dihidupkan kembali, jika ingin menjalankan perintah alur kerja sebelumnya,

maka tidak memerlukan perekaman ulang, cukup langsung menjalankan running mode

dengan menekan tombol hijau.


4.4 Menggerakan Lengan Robot Untuk Memindahkan Dua Buah Benda

Pengujian kedua dilakukan, yaitu dengan proses kerja lengan robot dapat memindahkan dua

buah benda kerja (produk) dari tempat awal yang berbeda, menuju satu tempat yang sama.

Pada Gambar 4.34 akan diGambarkan alur kerja dari pengujian kedua.

Gambar 4.34 Alur kerja pengujian ke dua

Keterangan : 1- Posisi benda kerja (produk) pertama

2- Posisi benda kerja (produk) ke dua

3- Posisi meletakkan benda kerja (produk)

4- Posisi awal lengan robot

Alur kerja pengujian ke dua ialah, benda kerja (produk) diletakkan di tempat benda pada

area tiga yang diberi tanda angka satu pada Gambar, pada lubang yang diberi warna oranye

(lubang nomor dua). Gerakan pertama pada lengan robot, ialah akan mengambil benda kerja

(produk) yang pertama, kemudian meletakkannya ke tempat yang berada di area 5B.


Gerakan selanjutnya ialah, lengan robot mengambil benda kerja (produk) ke dua yang telah

diletakkan di area empat, kemudian meletetakkannya pada tempat yang ada di area 5B,

kemudian lengan robot akan kembali ke posisi awal.

4.4.1 Perekaman Gerakan Pengujian Ke Dua

Untuk menjalankan alur kerja ke dua, lengan robot harus digerakan sesuai dengan alur kerja

yang telah ditentukan, melalui Gambar berikut, akan dijelaskan gerakan perekaman pada

pengujian ke dua.


1- Tombol merah ditekan untuk

mengaktifkan mode learning

mode atau perekaman agar robot

dapat digerakan sesuai alur kerja.

Buzzer akan berbunyi sebagai

indikasi bahwa mode perekaman

telah diaktifkan (Gambar 4.35).

Gambar 4.36 Gerakan ke dua

3- Arahkan lengan robot maju

kedepan untuk mendekati benda


4- Tutup gripper untuk menjepit

benda kerja (produk) dan

mengangkatnya dari tempat

pertama untuk dipindahkan

(Gambar 4.37).


Gambar 4.37 Gerakan ke tiga

5- Putar base ke area 5B, ke arah

tempat meletakkan benda, arahkan

hingga benda kerja (produk) tepat

berada ditengah dari tempat

menaruh benda agar benda kerja

(produk) dapat ditaruh tepat

didalam tempat ke dua (Gambar

4.38).

6- Buka gripper agar benda kerja

terlepas dan masuk kedalam

tempat ke dua (Gambar 4.38).

Gambar 4.38 Gerakan ke empat

7- Arahkan gripper menuju area

empat, tempat benda ke dua berada

(Gambar 4.39)

8- Buka gripper (Gambar 4.39).

Gambar 4.39 Gerakan ke lima

9- Arahkan lengan robot ke depan

menuju benda ke dua (Gambar

4.40).

10- Tutup gripper untuk menjepit

benda kerja (produk) ke dua

(Gambar 4.40).


Gambar 4.40 Gerakan ke tujuh

11- Buka gripper untuk melepaskan

benda kerja (produk) dan masuk

kedalam tempat ke dua (Gambar

4.41).

12- Arahkan lengan robot menuju area

5B untuk menaruh benda kerja

(produk) (Gambar 4.41).

Gambar 4.41 Gerakan ke delapan

13- Dua buah benda kerja (produk)

sudah masuk ke dalam tempat

benda ke dua yang ada di area 5B

(Gambar 4.42).

14- Arahkan lengan robot menuju

tengah, kembali ke posisi awal

(Gambar 4.42).

15- Tutup gripper seperti posisi awal

(Gambar 4.42).

Gambar .42 Tekan tombol merah

16- Tekan tombol warna merah untuk

menghentikan proses perekaman,

buzzer akan berhenti berbunyi.

Data gerakan yang sudah dijankan,

akan tersimpan didalam memori

EEPROM mikrokontroler

Arduino, selanjutnya dapat di

jalankan melalui perintah running

mode (Gambar 4.43).


4.4.2 Menjalankan Proses Pengujian ke dua

Setelah selesai pada proses perekaman, selanjutnya lengan robot akan menjalankan gerakan

proses kerja pengujian ke dua, dengan cara menekan tombol warna hijau untuk mengaktifkan

mode running. Melalui Gambar – Gambar berikut akan dijelaskan hasil proses dari eksekusi

pengujian ke dua.

Gambar 4.43Tombol hijau ditekan

1- Letakkan benda kerja (produk)

pertama pada posisi awal ketika

dilakukan perekaman (Gambar

4.44).

2- Letakan benda ke dua pada posisi

awal ketika dilakukan perekaman

(Gambar 4.44).

3- Tekan tombol warna hijau untuk

mengaktifkan running mode,

buzzer akan berbunyi sebagai

indikasi proses running mode

sedang berajalan, lengan robot

mulai bergerak (Gambar 4.44).

Gambar 4.44 Gerakan pertama

4- Base bagian bawah akan berputar

kea rah benda kerja (produk)

pertama (Gambar 4.45).

5- Gripper membuka, bersiap untuk

menjepit benda kerja (produk)

(Gambar 4.45).


Gambar 4.45 Gerakan ke dua

6- Lengan robot maju ke depan,

mendekati benda kerja (produk)


7- gripper menutup, menjepit benda

kerja (produk) lalu

menganggkatnya ke atas

mengeluarkan dari tempat


Gambar 4.46 Gerakan ke tiga

8- Base berputar ke arah area 5B,

berhenti mendekati tempat benda,

lalu sedikit bergerak turun ke

bawah mendekati tempat benda

kerja (produk), agar benda kerja

(produk) pada posisi siap

diletakkan (Gambar 4.47).

9- Gripper membuka, benda kerja

berhasil dilepaskan jatuh didalam

tempat benda kerja (Gambar 4.47).

Gambar 4.47 Gerakan ke empat

10- Base perputar ke arah benda ke

dua, maju kedepan mendekati

benda kerja (produk) ke dua

(Gambar 4.48).

11- Gripper menjepit benda dan

mengangkatnya, mengelurakan

dari tempat benda ke dua (Gambar

4.48).


Gambar 4.48 Gerakan ke lima

12- Base berputar menuju arah area

5B, tempat menaruh benda kerja

(produk), berhenti ditengan tempat

menaruh benda kerja (produk),

kemudian lengan sedikit turun ke

bawah agar benda kerja (produk)

dapat dimasukkan (Gambar 4.49).

13- Gripper membuka dan benda kerja

(produk) jatuh ke dalam tempat

(Gambar 4.49).

Gambar 4.49 Gerakan ke enam

14- Kedua benda kerja (produk) sudah

berada dialam tempat di area 5B,

berhasil dipindahkan oleh lengan

robot (Gambar 4.50).

15- Base beregerak berputar ke tengah

menuju posisi awal lalu sedikit

mundur kebelakang pada bagian

lengan atas (Gambar 4.50).

16- Gripper menutup , buzzer

berhenti berbunyi (Gambar 4.50).


Gambar 4.50 Percobaan dilakukan tiga kali

17- Posisi dua buah benda ada dialam tempat benda di area 5b (Gambar 4.51)

Sama seperti saat sudah melakukan pengujian pertama, catu daya mikrokontroler Arduino

dilepas untuk mematikan mikrokontroler Arduino, kemudian setelah beberapa saat, catu

daya mikrokontroler Arduino dihubungkan kembali untuk menghidupkannya. Ketika

Mikrokontroler Arduino sudah aktif kembali, langsung dijalankan running mode dengan

menekan tombol warna hijau, lengan robot langsung bergerak menjalankan proses kerja

percobaan ke dua, yaitu memindahkan sebuah benda kerja (produk) dari satu tempat ke

tempat lainnya.

Hal ini dilakukan untuk membuktikan bahwa program learning mode dapat tersimpan

kedalam memori EEPROM mikrokontroler Arduino. Maka ketika mikrokontroler Arduino

dimatikan dan dihidupkan kembali, jika ingin menjalankan perintah alur kerja sebelumnya,

maka tidak memerlukan perekaman ulang, cukup langsung menjalankan running mode

dengan menekan tombol hijau.


4.5 Kelebihan

Kelebihan prototipe ini adalah:

1. Untuk merubah gerakan lengan robot, tidak memerlukan pemrograman ulang yang

di masukan lagi ke mikrokontroler Arduino, cukup hanya menggunakan learning

mode, yaitu menggerakan lengan robot secara langsung.

2. Adanya indikasi buzzer berbunyi jika program sedang berjalan.

3. Material lengan robot terbuat dari plastik PLA dan dibuat dengan mesin 3d printing,

sehingga menjadi lebih ringan dan cukup kuat.

4. Area kerja yang dengan mudah dapat dipindah.

5. Hanya menggunakan empat buah motor servo tipe standar yang dapat dijadikan servo

feedback.

4.6 Kekurangan

Kekurangan prototipe ini adalah:

1. Durasi perekaman tidak dapat melebihi satu menit.

2. Akurasi ketepatan gerak tidak begitu sama persis, terdapat nilai perbedaan kurang

lebih sekitar 2 sampai 6 cm dari titik target yang dituju, data tersebut diperoleh dari

pengujian 5.2 yaitu pengujian memindahkan benda pada jarak 30 cm, yang telah

dilakukan sebanyak sepuluh kali percobaan dan mengalami delapan kali

keberhasilan serta dua kali kegagalan.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa prototipe ini, dapat ditarik beberapa kesimpulan

bahwa:

1. Prototipe lengan robot manipulator berhasil dibuat, lengan robot dapat membuat

gerakan berputar dari sudut 10 derajat hingga sudut 170 derajat, mengangkat dan

menurunkan benda dari sudut 10 derajat hingga 90 derajat, menggenggam dan

melepaskan sebuah benda (produk). Gerakan tersebut diciptakan dari kombinasi

mekanik desain bentuk lengan robot yang dikombinasikan dengan empat buah motor

servo untuk menciptakan gerakan, hal itu di buktikan melalui dua jenis pengujian

yang telah dilakukan.

Pada pengujian pertama, lengan robot mampu melakukan gerakan memindahkan

sebuah benda berukuran diameter 1 cm dengan tinggi 19 cm, dari satu tempat

pengambilan benda berukuran diameter 1,2 cm yang berada pada area tiga,

dipindahkan ke tempat berukuran diameter 7 cm yang berada di area 5B. Pengujian

pertama dilakukan sebanyak tiga kali dan diperoleh hasil yang cukup baik.

Pada pengujian ke dua, lengan robot mampu melakukan gerakan memindahkan

sebuah benda berukuran diameter 1 cm dengan tinggi 19 cm, dari satu tempat

pengambilan benda berukuran diameter 1,2 cm yang berada pada area tiga,

dipindahkan ke tempat berukuran diameter 7 cm yang berada di area 5B. Pengujian

pertama dilakukan sebanyak tiga kali dan diperoleh hasil yang cukup baik.

Gerakan lengan robot berhasil diprogram dengan cara learning mode, terbukti pada

saat pengujian gerakan robot dalam menjalankan suatu proses kerja, saat proses

learning mode (perekaman) lengan robot digerakan sesuai alur kerja, kemudian

gerakan tersebut akan di simpan pada memori EEPROM (Elektronik Erasable

Programmable Read Only Memory). Pada saat mengeksekusi atau menjalankan

program perekaman, lengan robot bergerak sesuai dengan arahan proses kerja


sebelumnya, namun untuk ketepatan gerak memiliki sedikit perbedaan selisih nilai

akurasi, hal ini disebabkan karena nilai feedback input yang diberikan motor servo

mengalami kondisi fluktuatif, nilai selalu naik turun saat kondisi motor servo tidak

digerakan.

2. Program gerakan lengan robot dapat tersimpan didalam memori EEPROM

(Elektronik Erasable Programmable Read Only Memory). hal ini terbukti ketika

mikrokontroler Arduino sudah dimatikan, kemudian saat catu daya mikrokontroler

Arduino dihubungkan kembali, lengan robot dapat langsung menjalanakan running

mode untuk menjalankan perintah terakhir yang tersimpan. Hal ini sangat berguna

ketika ingin menggunakan kembali lengan robot dari kondisi dimatikan ke kondisi

di hidupkan, lengan robot mampu bekerja berulang - ulang menjalankan program

kerja terakhir tanpa harus diprogram ulang kembali.

Kesimpulan tambahan yang diperoleh penulis selama melakukan proses pengujian prototipe

ini adalah:

1. Jumlah lamanya durasi waktu perekaman bergantung dari banyaknya data yang

diterima, karena menggunakan mikrokontroler Arduino dengan memori 8 KB maka

jumlah datanya hanyalah berjumalah 255 data saja.

2. Durasi lamanya waktu perekaman maksimal hanya sekitar 30 hingga 60 detik.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa prototipe ini, penulis ingin memberikan referensi

untuk pengembangan prototipe ini yaitu:

1. Saat ini prototipe masih menggunakan motor servo dengan spesifikasi maximal torsi

hanya 4 kg/cm, untuk pengembangannya gunakanlah motor stepper dengan kapasitas

torsi yang lebih besar, sehingga mampu mengangkat benda yang lebih berat. Material

robot terbuat dari bahan plastik PLA, untuk pengembangan selanjutnya dibuat lengan

robot dengan material metal, agar lebih kuat.


2. Memori penyimpanan mikrokontroler Arduino tipe Uno, hanya 8 KB, untuk

pengembangan selanjutnya, tambahkan komonen penyimpanan memori eksternal

yang dapat disimpan kedalam memori card (SD Card) dengan kapasitas yang lebih

besar, sehingga durasi waktu penyimpanan gerakan dapat lebih lama.


DAFTAR PUSTAKA

[1] Budiharto, W. 2006. Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas. PT. Elex Media

Komputindo. Jakarta.

[2] D. Sharon, J. Harstein, dan G. Yantian. Robot dan Otomasi Industri. Jakarta : PT.

Gramedia. 1992.

[3] Agus.P., (2015, 11 February). Simulasi Pemrograman Robot Industri. Academia edu.

Jakarta.

[4] Serdar Kucuk and Zafer Bingul. 2006. Robot Kinematics: Forward and

Inverse Kinematics, Industrial Robotics: Theory, Modelling and Control. Sam

Cubero (Ed.). Atlanta.

[5] Dr. Rainer Hessmer., .(May. 10,2016). Kinematics for Lynxmotion Robot Arm.

Springer. Oregon.

[6] Trikueni, D., (2014, 19 Maret). Pengertian motor servo. Dikutip dari : http://trikueni-

desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html

[7] G. Gridling and B. Weitss, Introduction of Microcontroller. Austria, Vienna

University of Technology, March 2016.

[8] Arduino, Arduino Board Uno R2 Data Sheet. Hal 5-9

[9] Mantech, Arduino board Uno R3 Data Sheet, hal. 1-7.

[10] Masimo,B. Arduino IDE Software, Getting started with Arduino (2012). Makezine.

Canada.

[11] Bill, E., (2013, 24 Agustus). About servo and feedback. Dikutip dari :

https://learn.adafruit.com/analog-feedback-servos/about-servos-and-feedback

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html

https://learn.adafruit.com/analog-feedback-servos/about-servos-and-feedback

Documents

PERANCANGAN LENGAN ROBOT MANIPULATOR YANG …