10 

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. PENGERTIAN ROBOT

Definisi dari robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas

fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan

program yang telah didefinisikan terlebih dulu, dimana untuk mencapai suatu

tujuan, disetiap pergerakan robot tersebut dijalankan secara otomatis [Leppanen,

Ilka., 2007].

Istilah robot berasal dari bahasa Cekoslowakia yaitu “Robota” yang berarti

pekerja. Istilah ini dikemukakan oleh seorang pengarang sandiwara yang bernama

Karel Capec pada tahun 1920. Pengertian robot sangat beragam, sebagian orang

membayangkan bahwa robot itu adalah sebuah mesin yang menyerupai manusia

(humanoid) tetapi sesungguhnya robot tidak hanya berbentuk seperti manusia.

Robot pada awalnya diciptakan untuk mengantikan kerja manusia untuk sesuatu

yang berulang, membutuhkan ketepatan yang tinggi dan juga untuk menggantikan

manusia bila harus berhubungan dengan daerah berbahaya. Penggunaan robot lebih

banyak terletak pada industri, robot melakukan banyak pekerjaan seperti welding.

Selain pada industri robot penggunaan robot semakin berkembang luas, pada

tingkat universitas telah dilakukan berbagai macam kontes yang memacu para

akademisi dalam melakukan riset tentang robot. Kedepannya robot akan semakin

berkembang sehingga mampu bergerak dan berpikir seperti manusia.

11 

 

Dalam bidang robotika tiga hukum dalam pembuatan robot yang dikemukakan

oleh Isaac Asimov yaitu :

1) Robot tidak boleh menciderai manusia atau dalam keadaan tanpa aksi, robot

tidak mencelakai manusia.

2) Robot harus menuruti perintah yang diberikan oleh manusia kecuali jika

perintah tersebut bertentangan dengan hukum yang pertama.

3) Robot harus melindungi eksistensinya, selama tidak bertentangan dengan

hukum pertama dan kedua

2.2 Klasifikasi umum robot

Dibawah ini klasifikasi umum robot berdasarkan mobilitasnya.

2.2.1 Mobile Robot

Mobile robot merupakan sebuah robot yang dapat bergerak dengan leluasa

karena memiliki alat gerak untuk berpindah posisi. Secara umum dan mendasar

sebuah mobile robot dibedakan oleh locomotion system atau sistem penggerak.

Locomotion merupakan gerakan melintasi permukaan datar. Semua ini disesuaikan

dengan medan yang akan dilalui dan juga oleh tugas yang diberikan kepada si

robot. Berikut adalah klasifikasi robot menurut tipe locomotion.

12 

 

2.2.1.1. Robot Beroda

Robot yang seringkali dijumpai adalah robot yang bergerak dengan

menggunakan roda. Roda merupakan teknik tertua, paling mudah, dan paling

efisien untuk menggerakkan robot melintasi permukaan datar. Roda seringkali

dipilih, karena memberikan traction yang bagus, mudah diperoleh dan dipakai,

dan juga mudah untuk memasangnya pada robot. Traction merupakan variabel

dari material roda dan permukaan yang dilintasi oleh roda. Material roda yang

lebih lembut memiliki koefisien traction yang besar, dan koefisien traction yang

besar memberi friction yang besar pula, dan memperbesar daya yang dibutuhkan

untuk menggerakkan motor.

Jumlah roda yang digunakan pada robot beragam, dan dipilih sesuai selera si

pembuat robot. Robot dapat dibangun dengan menggunakan berbagai macam

roda, misalnya beroda dua, beroda empat, beroda enam, atau beroda caterpillar

(tank-treaded). Berikut kelebihan dan kekurangan dari tiap jenis roda:

1. Beroda dua

Gambar 2.1 Robot Beroda Dua

(Sumber: http://www.geology.smu.edu/~dpa‐www/robo/nbot/)

13 

 

Kelebihan:

• Daya yang digunakan untuk menggerakkan motor relatif lebih kecil.

• Baterai dapat memakai baterai dengan voltage kecil.

Kekurangan:

‐ Robot tidak seimbang hanya dengan dua roda saja. Karena itu, harus

digunakan caster.

‐ Robot lebih sering tersangkut rintangan kecil di jalur.

‐ Sebagian berat robot berada di atas roda caster (nondrive).

‐ Bila 1 motor roda rusak, robot hanya bisa bergerak berputar-putar saja.

2. Beroda empat

Gambar 2.2 Robot Beroda Empat

(Sumber: http://ramalab.pratt.duke.edu/pages/MicroRobots.htm )

Kelebihan:

• Berat robot terbagi rata antara keempat roda drive robot.

14 

 

• Memiliki 4 motor. Bila 1 rusak, robot masih dapat berjalan lurus.

Kekurangan:

‐ Memerlukan daya baterai yang lebih besar untuk menggerakkan 4 motor.

‐ Saat berputar arah, daya yang diperlukan lebih besar lagi.

3. Beroda enam atau lebih

Gambar 2.3 Robot Beroda Enam

(Sumber: http://www.geekalerts.com/rc‐snooper‐robot/)

Kelebihan:

• Memiliki semua kelebihan robot beroda empat.

• Karena menggunakan 6 motor, kekuatannya lebih besar, dan lebih

setimbang.

Kekurangan:

‐ Menggunakan baterai berdaya besar.

‐ Cepat menguras daya baterai.

‐ Saat berputar arah, daya yang diperlukan sangat besar.

15 

 

4. Beroda caterpillar (tank-treaded)

Gambar 2.4 Robot Caterpillar

(Sumber: http://www.gizmo‐central.com/robotic‐gizmos/own‐your‐own‐

mini‐mars‐rover‐robot/)

Kelebihan:

• Stabil pada kondisi tanah manapun berkat permukaan roda yang luas.

• Hanya memerlukan 1 motor untuk tiap roda.

Kekurangan

‐ Sulit untuk bergerak berbelok, karena tread lebih mudah lepas.

‐ Tread harus ditahan sedemikian rupa agar tidak lepas dari motor.

‐ Saat berbelok, memakan daya yang besar dari baterai karena harus

melepaskan diri dari frictional contact dari permukaan.

‐ Memerlukan motor kuat untuk melepaskan frictional contact.

16 

 

2.2.1.2 Robot Berkaki

Robot berkaki sangat mudah beradapatasi dengan medan yang tidak

menentu, misalnya untuk menaiki tangga. Semua itu tidak lepas dari penelitian

yang dilakukan dengan meniru gait dari berbagai makhluk hidup termasuk juga

manusia. Ini juga merupakan bagian penting dari riset biologis dan biorobotika.

Sedangkan untuk melewati medan – medan yang tidak menentu robot

berkaki sangat baik dipilih karena robot berkaki lebih mudah beradaptasi bila

dibandingkan menggunakan roda seperti untuk menaiki tangga.

a) Bipedal(Robot Berkaki Dua)

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.

Gambar 2.5 Robot ASIMO

(Sumber: http://acg.cs.tau.ac.il/courses/workshop/spring-2009/asimo1.jpg)

17 

 

Riset robot mengenai robot bipedal sangat intensif seperti yang dilakukan

Honda yang menciptakan ASIMO (Advance Step in Inovative Mobility)

ASIMO saat ini mempunyai kemampuan seperti manusia sehingga mampu

mengantikan berbagai tugas manusia seperti menjadi penjaga tamu.

Kelebihan dari robot bipedal:

‐ Ruang kerja kecil, menghemat tempat.

‐ Dapat bergerak cepat

‐ Mendekati bentuk manusia.

‐ Komponen yang dibutuhkan relative sedikit, dilihat dari jumlah kaki.

Kekurangan dari robot bipedal:

‐ Variabel yang bekerja pada robot sangat banyak, terutama pada sendi-sendi kaki.

‐ Tidak dapat menambahkan beban ekstra pada robot, karena dapat menyebabkan

robot kehilangan keseimbangan.

‐ Sulit menjaga keseimbangan robot itu sendiri, bahkan tanpa beban tambahan.

‐ Komponen yang digunakan membutuhkan biaya yang tidak sedikit. Robot ini

hanya menggunakan 2 kaki, maka dibutuhkan komponen kaki yang cukup kuat

untuk mengangkat tubuhnya sendiri. Motor yang memiliki torka besar

cenderung mahal harganya.

18 

 

‐ Secara umum robot bipedal amatlah rumit. Perhitungan untuk menjaga

keseimbangan robot saat berjalan begitu rumit, penyusunan komponen sambil

menjaga keseimbangan robot pun sulit dilakukan.

‐ Pembangunan robot ini membutuhkan waktu yang sangat lama, bahkan dalam

hitungan tahun.

b) Quadpod (Robot Berkaki Empat)

Quadpod atau robot berkaki empat mempunyai tingkat kestabilan lebih

tinggi daripada bipedal. Sistem robot ini mempunyai struktur kaki seperti hewan

bekaki empat seperti anjing atau kuda.

Begitu juga gait yang dipakai oleh quadpod memakai refrensi dari gait

hewan berkaki empat yaitu seekor kuda seperti gallop, trot dan canter.

Gambar 2.6 Robot AIBO

(Sumber: http://www.instablogsimages.com/images/2007/12/10/aibo-ps_5638.jpg)

Robot quadpod komersial pertama di dunia adalah AIBO buatan Sony

dengan meniru struktur tubuh dari anjing dan juga mampu bergerak dan bertingkah

laku seperti anjing.

19 

 

Kelebihan:

• Dapat bergerak relatif lebih cepat daripada Hexapod.

• Lebih dapat menjaga keseimbangan dibandingkan dengan Biped.

Kekurangan:

‐ Dalam masalah keseimbangan saat bergerak, Hexapod lebih unggul.

‐ Sangat sulit bagi Quadpod untuk berputar arah.

‐ Sangat sulit untuk mengatasi rintangan yang harus dilangkahi. Hal ini

disebabkan karena kaki yang selalu menyentuh permukaan hanya 2

kaki di salah satu sisi robot saja.

c) Hexapod(Robot Berkaki Enam)

Gambar 2.7 Robot Hexapod

(Sumber: http://www.mindcreators.com/Images/RO_HexapodRobot.gif)

Robot hexapod adalah robot yang bergerak dengan menggunakan 6 buah

kaki. Karena robot secara statistik dapat stabil dengan menggunakan 3 kaki atau

lebih, maka robot hexapod mempunyai fleksibilitas yang tinggi. Jika ada kaki yang

tidak berfungsi, maka ada kemungkinan robot tersebut masih bisa berjalan.

20 

 

Terlebih lagi, tidak semua kaki robot dibutuhkan untuk stabilitas, kaki lainnya

dapat bergerak bebas untuk mencari tempat pijakan baru.

Kelebihan:

• Kestabilan posisi robot di atas permukaan lebih baik daripada Biped

maupun Quadpod.

• Dapat bergerak di berbagai permukaan, kasar maupun halus.

• Dengan jumlah kaki yang sama di tiap sisinya, maka desain

rangkaian lebih mudah. Dengan kata lain, tidak perlu

memperhitungkan bobot rangkaian di tiap sisi robot agar robot dapat

berdiri tegak.

• Posisi bodi tinggi di atas kaki, sehingga terhindar dari gesekan yang

berlebihan dengan permukaan.

Kekurangan:

‐ Memerlukan biaya riset yang cukup tinggi

‐ Pergerakan relatif lamban dikarenakan rumitnya koordinasi gait dari

tiap servo.

Berikut ini tabel perbandingan antara robot beroda dan robot berkaki:

21 

 

Tabel 2.1 Perbandingan antara robot beroda dan robot berkaki

 No  Robot Beroda  Robot Berkaki 1  Relatif lebih murah  Relatif lebih mahal 2  Hanya dapat berjalan di 

permukaan dengan roda yang sesuai 

Tidak perlu menyesuaikan kaki dengan permukaan 

3  Mudah dalam pembuatan  Pembuatannya lebih menantang 4  Hanya dapat berjalan di 

permukaan halus Dapat berjalan di permukaan kasar maupun halus 

5  Sudah relatif banyak riset yang dilakukan untuk topik ini 

Belum banyak riset mendalam untuk topik ini 

2.2.2. Robot Statis

Robot statis merupakan robot yang tidak dapat bergerak karena tidak

memiliki alat gerak. Robot ini memiliki area kerja terbatas, karena tidak memiliki

alat gerak untuk berpindah tempat.

2.2.3. Motor Penggerak

2.2.3.1. Pengertian Motor

Motor adalah sebuah motor elektris bertenaga AC (alternating current) atau

DC (direct current), yang berperan sebagai bagian pelaksana dari perintah-

perintah yang diberikan oleh otak robot. Berdasarkan fungsinya, terdapat

beberapa macam motor yang biasa digunakan pada robot, yaitu motor DC untuk

aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi, motor stepper untuk aplikasi

dengan akurasi tinggi, dan motor servo untuk gerakan-gerakan berupa gerakan

sudut.

22 

 

Dalam mengendalikan motor-motor tersebut, otak robot tidak dapat

langsung mengakses motor, kecuali motor servo yang sudah memiliki antarmuka.

Namun demikian, dengan menggunakan antarmuka servo controller, maka proses

pengendalian motor servo akan lebih mudah dilakukan.

Jenis-Jenis Motor

Motor AC

Terdiri dari 2 bagian dasar, yaitu stator untuk menghasilkan medan magnet

berputar dan rotor pada output shaft yang menerima torka dari medan magnet

yang berputar. Ada 2 jenis motor AC, yaitu:

a. Synchronous motor, berputar sesuai frekuensi dari sumber listrik AC.

Medan magnet pada rotor diciptakan dari arus yang melewati slip ring, atau

dari magnet permanen.

b. Induction motor, putarannya lebih lambat daripada frekuensi sumber

listrik AC. Medan magnet pada rotor diciptakan dari arus yang diinduksikan.

Motor DC

Motor DC terdiri dari rotor dan stator juga seperti motor AC, hanya saja motor

ini bergerak menggunakan arus DC. Motor ini adalah motor yang paling

sederhana untuk pengaktifannya. Hanya dengan memberikan tegangan DC,

motor ini akan berputar secara kontinu �agneti tertentu. Membalik arah

putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah polaritas arus yang mengalir

pada motor. Motor DC biasanya mempunyai kecepatan putar yang cukup

23 

 

tinggi dan sangat cocok untuk roda robot yang membutuhkan kecepatan gerak

yang tinggi. Juga dapat digunakan pada baling-baling robot pemadam api.

Kendali motor ini membutuhkan rangkaian Half Bridge. Rangkaian ini akan

membuat arus mengalir pada motor melalui 2 kutubnya secara bergantian

sesuai arah yang diinginkan.

Jenis-jenis motor DC:

a. Brushed

membentuk torka langsung dari listrik DC yang terhubung ke motor

dengan menggunakan internal commutation, magnet permanen

stasioner, dan magnet elektris berputar. Bekerja dengan prinsip Lorentz,

yaitu jika konduktor penghantar arus ditempatkan di medan magnet

eksternal akan mengalami torka atau gaya yang dikenal sebagai gaya

Lorentz.

b. Synchronous

Memerlukan commutation eksternal untuk menciptakan torka.

c. Brushless

Menggunakan magnet permanen berputar dalam rotor, dan magnet

elektris stasioner pada housing motor. Desain ini lebih simple daripada

motor brushed karena mengeliminasi komplikasi dari pemindahan

power dari luar motor ke rotor yang berputar.

d. Uncommutated

Motor DC tipe lain yang tidak membutuhkan commutation. Contoh:

homopolar motor dan ball bearing motor.

24 

 

Motor Stepper

Pada dasarnya ada 2 jenis motor stepper, yaitu bipolar dan unipolar. Sebuah

motor stepper berputar 1 step apabila terjadi perubahan arus pada koilnya yang

mengubah pole magnetic di sekitar pole stator. Perbedaan utama antara Bipolar

dan Unipolar adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 Perbedaan Bipolar dan Unipolar

Bipolar  Unipolar Arus pada koil dapat berbolak‐balik untuk mengubah arah putar motor. 

Arus mengalir satu arah dan perubahan arah putar motor tergantung lilitan yang dialiri arus. 

Lilitan motor hanya satu dan dialiri arus dengan arah bolak‐balik. 

Lilitan terpisah dalam 2 bagian dan masing‐masing bagian hanya dilewati arus dalam satu arah saja. 

Motor servo

Motor servo adalah sebuah alat yang mempunyai batang output. Batang

tersebut dapat diposisikan untuk posisi sudut tertentu dengan mengirimkan

sinyal kode ke motor servo. Selama kode sinyal tersebut ada, maka servo akan

tetap mempertahankan posisi sudut batang tersebut. Bila kode sinyal tersebut

berubah maka posisi sudut batang tersebut juga ikut berubah. Pada kehidupan

sehari-hari servo digunakan pada elevator, pesawat radio controlled, boneka,

dan juga robot.

Motor Servo adalah sebuah motor yang menggunakan feedback untuk

mendeteksi error dan membenarkan kinerja dari sebuah mekanism. Bila motor

dc biasa menggunakan open loop sehingga tidak diketahui kecepatan dan dan

kekuatan putaran motor. Sistem open loop tidak dapat digunakan untuk

25 

 

mencari posisi dari motor hanya dapat diketahui arah putarannya saja.

Dikatakan close loop karena adanya umpan balik dimana posisis dari motor

akan diinformasikan ke dalam rangkaian pengendali yang ad di dalam motor

servo.

Gambar 2.8 Motor Servo

(Sumber: http://obhieproduction.wordpress.com/robotika‐dan‐

otomasi/mengakses‐motor‐servo/)

Tiga kabel yang terdapat pada gambar diatas adalah kabel yang

menghubungkan servo dengan komponen lain, yang satu adalah power

(+5Volts), ground, dan kabel putih adalah kabel kontrol. Motor servo

mempunyai beberapa rangkaian kontrol dan sebuah potensiometer (variabel

resistor, yang lebih sering disebut pot) yang terhubung dengan batang output.

Pada gambar diatas, pot dapat dilihat pada sebelah kanan rangkaian kontrol.

Pot ini memungkinkan rangkaian kontrol untuk memonitor sudut dari servo

motor. Bila batang berada pada sudut yang benar, maka motor akan berhenti.

26 

 

Bila rangkaian kontrol mendeteksi sudut yang salah, maka motor akan

menggerakkan batang hingga berada pada posisi yang benar. Batang output

dari servo dapat berputar sekitar 180º. Biasanya dapat berputar sekitar 210°,

tapi tergantung dari pabrikan servo tersebut. Servo motor normal biasanya

tidak dapat berputar lebih jauh karena pemberhentian mekanik yang terdapat

pada gear output utama.

Klasifikasi Umum Servo

Klasifikasi servo bila menurut power inputnya terbagi menjadi 2, yaitu servo

motor AC dan servo motor DC.

A. Servo motor AC

Servo AC biasanya adalah motor 2 fase, dapat berputar clockwise

(CW)dan counterclockwise(CCW) yang dimodifikasi untuk menjalankan

operasi servo. Servo motor AC diapplikasikan untuk sistem yang

membutuhkan respons yang cepat dan akurat. Untuk mencapai karakteristik

tersebut maka servo motor AC harus mempunyai rotor dengan diameter

yang kecil, dan resistansi yang tinggi. Diameter yang kecil pada motor servo

AC akan memberikan gaya inersia yang rendah untuk mulai dan berhenti

dengan cepat, dan juga untuk pembalikan arah putar servo. Resistansi yang

tinggi memberikan karakteristik kecepatan torsi yang hampir linear untuk

pengontrolan servo motor yang akurat.

Contoh motor servo AC :

27 

 

 

Gambar 2.9 Servo Motor AC

(Sumber: http://www.designworldonline.com/articles/2679/21/AC‐Servo‐

Motor‐with‐Built‐in‐Driver‐Controller‐.aspx)

B. Motor servo DC

Motor servo DC biasanya digunakan untuk penggerak utama pada

komputer, atau aplikasi lain dimana motor mulai berputar dan berhenti

dihasilkan dengan cepat dan akurat. Motor servo cenderung ringan,

mempunyai gaya inersia yang rendah dan merespon dengan cepat terhadap

perubahan tegangan. Selain itu, induktansi dinamo yang sangat rendah pada

motor servo menghasilkan waktu listrik konstan yang rendah (biasanya 0,05

sampai 1,5ms) yang mempertajam respons motor servo kepada sinyal input.

Motor servo DC dibagi menjadi 2 :

28 

 

1. Servo Industri

 

Gambar 2.10 Servo Industri (Sumber:

http://indonetwork.co.id/alloffers/Kebutuhan_Industri/120/servo.html)

Servo industry merupakan servo yang mempunyai kapasitas daya yang besar

karena servo jenis ini digunakan untuk menggerakan mekanik yang

mempunyai torsi yang besar . Bentuk fisik dari servo ini juga mempunyai

dimensi yang besar. Motor jenis ini sangat cocok digunakan karena

mempunyai durability dan endurance yang baik. Sebagai contoh :

 

Gambar 2.11 Servo Industri Besar (Sumber:

http://www.productsdb.com/produkdetail.php?kpid=&pkid=&pid=3460)

29 

 

2. Servo DC Hobby

Hobby servo adalah servo yang populer dan tidak terlalu mahal. Hobby

servo menghilangkan kebutuhan untuk mendesain sendiri kontrol sistem

untuk setiap aplikasi. Tanpa hobby servo, maka kita perlu melakukan :

Mendesain kontrol sistem

Menganalisis transient respons

Mengatur loop feedback

Memilih motor

Membuat bagian mekanik, dan lain sebagainya.

Hobby servo biasanya digunakan untuk kendaraan-kendaraan kecil yang

digerakkan dari jauh dengan remote control (mobil, pesawat, kapal, etc).

servo tersebut dapat berukuran sangat kecil dan dapat menghasilkan tenaga

yang cukup besar untuk ukurannya. Hobby servo mempunyai beragam

ukuran, dari ukuran sangat kecil sampai dengan ukuran skala ¼. Hobby

servo adalah motor DC kecil dengan built-in kontrol sirkuit.

Di bawah ini adalah beberapa contoh dari motor servo DC :

a) Quater scale

Gambar 2.12 Servo Quarter Scale

(Sumber: http://www.rcbashers.com.au/shop/images/HS-5745MG.gif)

30 

 

Dengan besar yang dua kali melebihi motor servo biasa sehingga tenaga

yang dihasilkan lebih besar daripada motor servo biasa. Jenis motor servo

ini biasa digunakan pada model pesawat yang besar

b) Mini Micro

Gambar 2.13 Mini Servo

(Sumber: http://www.manykey.com/images/hitec/5245mg.jpg)

Berbeda dengan Quater scale besar dari mini micro hanya setengah dari

motor servo biasa begitu juga dengan tenaga yang dihasilkannya. Jenis

motor servo ini digunakan pada mainan remote control yang kecil

c) Sail Winch

Gambar 2.14 Sail Winch

(Sumber : http://www.robotmarketplace.com/products/images/0-HRC33785S_lg.jpg)

31 

 

sepertinya namanya motor servo ini untuk menggerakan tiang kapal

layar pada model kapal layar. Motor servo ini dibuat mengutamakan

kekuatan karena dibutuhkan tenaga yang cukup untuk mengerakan tiang

layar beserta layarnya.

d) Landing Gear Retraction

Gambar 2.15 Landing Gear Retraction

(Sumber: http://graphics.hobbypeople.net/gallery/759538.jpg)

Motor servo ini digunakan pada model pesawat ukuran besar untuk menarik

ataupun menurunkan roda dari model pesawat tersebut.

Servo motor untuk hobby sangat cocok digunakan pada aplikasi mini robot

karena mempunyai kelebihan dari segi dimensi yang lebih kecil

dibandingkan dengan servo untuk industry sehingga lebih effektif untuk

penempatanya..Selain itu harga yang jauh lebih murah dibandingkan dengan

servo motor industry merupakan kelebihan lainnya dibandingkan servo

untuk industry.

Cara Pengendalian Servo

Kabel kontrol digunakan untuk mengatur sudut posisi dari batang

output. Sudut posisi ditentukan oleh durasi pulsa yang diberikan oleh kabel

32 

 

kontrol. Servo motor digerakkan dengan menggunakan Pulse Width

Modulation (PWM). Servo motor akan mengecek pulsa setiap 20

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

akan berputar. Contohnya, pada pulsa 1,5 milisecond akan membuat motor

berputar sejauh 90° (lebih sering disebut posisi netral). Jika pulsa lebih

pendek dari 1,5 milisecond, maka motor akan berputar lebih dekat ke 0°.

Jika lebih panjang dari 1,5ms, maka akan berputar mendekati 180°.

Gambar 2.16 Pergerakan servo motor

(Sumber: http://xigma‐engineer.blogspot.com/2011/01/motor‐servo.html)

Dari gambar diatas, durasi pulsa menentukan sudut dari batang output.

2.2.3.2. Kontrol Motor

Kontrol Robot Loop Terbuka

Diagram kontrol loop terbuka pada sistem robot dapat dinyatakan

dalam gambar berikut ini.

33 

 

Gambar 2.17 Kontrol Loop Terbuka

Dengan melihat diagram ini, dapat diketahui bahwa kontrol loop terbuka

tidak memberikan feedback untuk memperbaiki output.

Kontrol loop terbuka atau umpan maju (feedforward control) dapat

dinyatakan sebagai sistem kontrol yang outputnya tidak diperhitungkan

ulang oleh kontroler. Keadaan apakah robot benar-benar telah mencapai

target sesuai yang dikehendaki sesuai referensi, adalah tidak dapat

mempengaruhi kinerja kontroler. Kontrol ini sesuai untuk sistem operasi

robot yang memiliki aktuator yang beroperasi berdasarkan umpan logika

berbasis konfigurasi langkah sesuai urutan, misalnya stepper motor.

stepper motor tidak perlu dipasangi sensor pada porosnya untuk

mengetahui posisi akhir. Jika dalam keadaan berfungsi baik dan tidak ada

masalah beban lebih, maka stepper motor akan berputar sesuai perintah

kontroler dan mencapai posisi target dengan tepat.

Perlu digarisbawahi di sini bahwa kontrol sekuensi (urutan) dalam gerak

robot dalam suatu tugas yang lengkap, misalnya memiliki urutan sebagai

berikut: menuju ke posisi obyek, mengambil obyek, mengangkat obyek,

memindahkan ke posisi tertentu, dan meletakkan obyek adalah tidak selalu

semua langkah operasi ini termasuk dalam kontrol loop terbuka. Dapat

saja langkah menuju posisi obyek dan memindah obyek menuju posisi

Kontroler  Robot 

Referensi Gerak 

34 

 

akhir adalah gerak berdasarkan loop tertutup. Sedangkan yang lainnya

adalah loop terbuka berdasarkan perintah langkah berbasis delay.

Kontrol Robot Loop Tertutup

Kontrol loop tertutup dapat dinyatakan seperti dalam gambar 1.15

.

Gambar 2.18 Kontrol Loop Tertutup

Pada gambar di atas, jika hasil gerak actual telah sama dengan referensi,

maka input kontroler akan nol. Artinya kontroler tidak lagi memberikan

sinyal aktuasi kepada robot karena target akhir perintah gerak telah

diperoleh. Makin kecil error terhitung maka makin kecil pula sinyal

pengemudian kontroler terhadap robot, sampai akhirnya mencapai kondisi

tenang (steady state).

Referensi gerak dan gerak aktual dapat berupa posisi (biasanya

didefinisikan melalui kedudukan ujung lengan terakhir/end effector),

kecepatan, akselerasi, atau gabungan di antaranya. Kontrol bersifat

konvergen jika dalam rentang waktu pengontrolan nilai error menuju nol,

dan keadaan dikatakan stabil jika setelah konvergen kontroler mampu

menjaga agar error selalu nol. Dua pengertian dasar; konvergen dan stabil,

adalah sangat penting dalam kontrol loop tertutup. Stabil dan konvergen

diukur dari sifat referensinya. Posisi akhir dianggap konvergen bila makin

Referensi Gerak 

Hasil gerak sesungguhnya 

(dibaca oleh sensor)Kontroler  Robot 

Gerak Aktual

Error=gerak referensi‐Gerak Aktual 

35 

 

lama gerakan makin perlahan dan akhirnya diam pada posisi seperti yang

dikehendaki referensi, dan dikatakan stabil jika posisi akhir yang diam ini

dapat dipertahankan dalam masa-masa berikutnya. Jika referensinya

adalah kecepatan maka disebut stabil jika pada keadaan tenang kecepatan

akhirnya adalah sama dengan referensi (atau mendekati) dan kontroler

mampu menjaga kesamaan ini pada masa-masa berikutnya. Dalam hal

kecepatan, keadaan tenang yang dimaksud adalah bukan berarti output

kontroler bernilai nol (tegangan 0 Volt) seperti keadaan sesungguhnya

pada kontrol posisi, namun kontroler tidak lagi memberikan penguatan

(amplify) atau pelemahan (attenuate) pada aktuator. Demikian juga bila

referensinya adalah percepatan (akselerasi).

2.2.4. Mikrokontroller

2.2.4.1. Pengertian AVR

AVR adalah sebuah mikrokontroller yang dibuat dengan mengunakan

arsitektur RISC (Reduction Instruction Set Computing) dimana data dan program

disimpan secara terpisah sehingga sangat baik untuk sebuah embedded system di

lapangan karena terlidung dari dari interferensi yang dapat merusak isi program.

table. AVR menggunakan fast access register dan single cycle instruction

dengan 32 register X 8 bit set dapat mengeksekusi beberapa instruksi sekali

jalan(single cycle). Dalam segi kemampuan AVR terbagi kedalam dua jenis

yaitu high end dan low end yang menjadi perbedaan antara kedua jenis tersebut

36 

 

adalah tegangan pengoperasian dan kecepatannya. Sedangkan secara umum

AVR dibagi menjadi tiga jenis yaitu

• TinyAVR

1. Program memori sebesar 1-8 kb

2. Biasanya terdiri dari 8 – 20 pin

3. Fungsi yang dimiliki terbatas

• MegaAVR

1. Program memori sebesar 1-8 kb 4-256 kB

2. Biasanya terdiri dari 28 – 100 pin

3. Instruction set yang lebih variatif

4. Fungsi yang lebih banyak yang tergabung secara internal

• Application specific AVR

Merupakan jenis MegaAVR yang mempunyai fungsi untuk sebuah aplikasi

spesifik seperti untuk LCD, PWM controller, USB dan lainnya

Program Memory

Semua AVR kode program/instruksi disimpan dalam memori flash.

Memory ini dialamati 16 bit per siklus instruksi. Memori program tersebut

menyimpan alamat – alamat interrupt, operation code dan static data table AVR

Data Memory

Semua mikrokontroller AVR memiliki sejumlah RAM, dari 32 byte

hingga beberapa KB. RAM ini digunakan untuk data dan terpisah dari

37 

 

memori program. Memori ini merupakan pengalamatan menurut byte atau

byte addressable. File register dipetakan ke dalam range alamat awal dan begitu

pula penggunaannya dalam RAM. Beberapa dari mikrokontroller AVR yang

lebih kecil hanya memiliki file register sebagai RAM. Beberapa dari

mikrokontroller AVR yang lebih besar memungkinkan perubahan dari luar

mengenai tempat data, pengalamatan hingga 64KB.

Tempat alamat data terdiri dari file register, register I/O dan SRAM.

Register utama ditempatkan pada 32 tempat memory pertama (000016-

00FF16) diikuti dengan tempat yang telah dipesan untuk register I/O hingga 64

(002016-005F16). Pemakaian SRAM sebenarnya dapat dimulai setelah

kedua bagian diatas (alamat 006016). Walaupun ketiga bagian diatas

terpisah pola pengalamatannya dan “optimized opcodes“ untuk file register

dan register I/O, semuanya tetap dapat dialamati dan diubah seperti berada di

dalam satu bagian SRAM.

EEPROM Storage

Beberapa mikrokontroller AVR memiliki memori EEPROM untuk

penyimpanan. Memori ini tidak dipetakan kedalam memori utama dan

diakses sebagai bagian tambahan, menggunakan register – register tertentu dan

instruksi-instruksi khusus. Seperti memori Flash, EEPROM dapat

menyimpan isinya walaupun tanpa listrik dan hanya dapat ditulisi 100.000 kali.

Tidak seperi Flash, EEPROM dapat ditulis nilainya saat program

38 

 

mikrokontroller sedang berjalan, membuatnya sangat cocok untuk

menyimpan data dalam jangka waktu yang sangat panjang.

Gambar 2.19 AVR EEPROM Storage

2.2.4.2. Fitur

Fitur – fitur utama dari berbagai tipe mikrokontroller AVR antara lain adalah:

• Prosesor utama bertipe RISC, mampu melakukan 16 MIPS (juta instruksi per

detik) dengan kristal 16 MHz.

• Port I/O dua arah multifungsi yang mempunya pull up internal yang

dapat dikonfigurasi secara tersendiri.

39 

 

• Mempunyai osilator internal.

• Memiliki Flash memori untuk program hingga 256K.

• Dapat diprogram melalui ISP, JTAG, atau High Voltage

• Memiliki EEPROM hingga 4KB

• Memiliki SRAM internal hingga 8K

• Memiliki timer 8 bit dan 16 bit dengan:

‐ PWM output

‐ Input capture

• Memiliki komparator analog

• Memiliki hingga 16 channel ADC 10 bit yang dapat dikontrol secara

• multiplex

• Beberapa tipe memiliki controller PWM (Pulse Width Modulation)

• Memiliki controller untuk protocol CAN (Controllable Area Network)

• Kemampuan berjalan pada low voltage hingga 1,8 v

AVR ATMEGA 8535 mempunyai 40 pin dibawah ini adalah gambar dari

konfigurasi pin tersebut

40 

 

Gambar 2.20 Konfigurasi Pin AVR ATMega AV8535

2.3. Struktur Kaki

Struktur kaki terdiri dari tiga bagian utama yaitu coxa, femur dan tibia. Coxa

atau pinggul mempunyai fungsi untuk menahan berat tubuh pada posisi statis

(misalnya berdiri) dan dinamis ( misalnya berjalan atau berlari). Beban terberat

terdapat di bagian ini.

Femur atau tulang paha mempunyai fungsi sebagai penyambung antara coxa

atau tulang pinggul dengan tibia atau tulang kering. Femur memberikan dukungan

pada seluruh struktur rangka sehingga membantu dalam pergerakan kaki.

Tibia atau tulang kering mempunyai fungsi membentuk engsel bersama

dengan tulang paha yang disebut dengan lutut sehingga memungkinkan robot

untuk berjalan, berlari dan menaiki tangga.

Untuk memudahkan pengertian bagian-bagian tungkai makhluk hidup, berikut

merupakan gambaran tungkai kaki manusia:

41 

 

Gambar 2.21 Tungkai kaki manusia (Sumber:

http://www.getbodysmart.com/ap/skeletalsystem/skeleton/appendicular/lowerlimbs/m

enu/menu.html)

Berikut adalah gambaran tungkai dari serangga:

Gambar 2.22 Kaki Belalang

(Sumber: http://www.amentsoc.org/insects/glossary/terms/trochanter)

42 

 

Aplikasi bentuk tungkai belalang pada robot Hexapod:

Gambar 2.23 Perbandingan kaki robot dan kaki serangga

(Sumber: http://www.chaos.gwdg.de/~poramate/AMOSWD06.html)

2.3.1. Gait

Gait merupakan pola pergerakan sendi hewan, termasuk manusia, saat

bergerak melewati zat padat. Gait pada hewan harus sesuai dengan

kecepatan, kondisi habitat, pergerakan (maneuver), dan pemakaian energi

yang efisien.

Bagi robot berkaki, terdapat 3 pilihan, yaitu gait dengan 2 kaki (Bipedal), 4

kaki (Quadpod), atau 6 kaki (Hexapod).

43 

 

2.3.1.1. Gait 2 kaki (Bipedal)

Gait pada robot Bipedal mengikuti gait pada manusia. Karena itu

sendi-sendi yang terdapat pada robot ini pun mengikuti sendi

manusia.

Berikut ini adalah gait manusia dalam berjalan :

Berjalan

Gambar 2.24 Gait Manusia Berjalan

(Sumber: http://www.wsiat.on.ca/english/mlo/symptoms_leg.htm)

Gait normal dibagi menjadi tahap stance (60%) dan tahap swing (40%).

Stance adalah pada saat kaki berada di tanah. Swing adalah pada saat kaki

melangkah di udara untuk persiapan ke tahap stance selanjutnya.

Dengan mengurangi panjang dan kecepatan melangkah memungkinkan

untuk menambah stabilitas bipedal.

44 

 

Berlari

Gambar 2.25 Gait Berlari Manusia

(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Muybridge_runner.jpg)

Berlari adalah gerakan yang dilakukan oleh manusia atau binatang biped

untuk bergerak lebih cepat dengan menggunakan kaki. Berlari dapat

dikatakan dalam istilah olahraga, dimana kedua kaki tidak menyentuh tanah

pada saat yang bersamaan. Ini sangat kontras terhadap berjalan dimana satu

kaki selalu kontak dengan tanah.

Melompat

Gambar 2.26 Melompat

(Sumber: http://phil.freehackers.org/photos/photos.html)

45 

 

Adalah saat dimana organisme atau benda mati (contoh : robotic) mendorong

dirinya sendiri ke udara. Melompat dapat dibedakan dengan berlari dan gait

lainnya dimana seluruh bagian tubuh berada di udara untuk waktu yang

cukup lama.

Joint (sendi) yang terdapat pada robot bipedal:

Gambar 2.27 Joint pada bipedal

(Sumber: http://www.aidilj.com/sigmo/)

46 

 

Torka yang terjadi pada robot bipedal:

Gambar 2.28 Torka Pada Robot Bipedal

(Sumber:

http://www.stevens.edu/msrobotics/SMRDC2010/muecke06r.pdf)

Rumus di atas berlaku dengan ketentuan berikut:

• Link antara hip, knee, and foot dianggap tidak memiliki massa. (jika

dibandingkan dengan massa-massa lain, berat link memang tidak signifikan)

• Robot dalam fase single support (satu kaki yang menyentuh tanah)

47 

 

• Berat bodi atas dan kaki yang tidak menyentuh tanah tegak lurus terhadap

sendi hip.

• Sendi knee berada pada sudut 90o.

2.3.1.2. Gait 4 kaki (Quadpod)

Gait pada kuda

Kuda memililiki dua kriteria pergerakan yaitu pergerakan kuda biasa seperti

pada umumnya yang tidak dilatih dan beberapa pergerakan lainya dimana

biasanya dengan latihan khusus.Pergerakkan kuda ini ada beberapa jenis tiap

masing-masing kriterianya, yaitu :

Walk

Gait jenis ini merupakan gait 4 irama, dimana kaki kuda bergerak dengan 4

langkah yang berurutan sehingga menciptakan 4 irama. Empat langkah yang

dimaksud, yaitu : kaki kiri depan – kaki kanan belakang - kaki kanan

depan – kaki kiri belakang atau dapat juga dengan urutan gerakan yang

berbeda. Pada gait ini, kuda selalu mengangkat satu kakinya untuk

melangkah dan ketiga kaki lainnya sebagai tumpuan dan untuk menjaga

keseimbangan tubuhnya, kepala dan lehernya akan bergerak naik dan

turun. Seperti apa pergerakkan gait ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

48 

 

Gambar 2.29 Walk Gait

(Sumber: www.sgequestrian.co.uk/gaits_1.jpg)

Pada Gambar 2.29 diatas, dua gambar yang paling kiri menunjukkan tiga

kaki berfungsi sebagai tumpuan dan kaki kiri bagian depan diangkat

untuk mulai melakukan gerak melangkah. Gambar yang paling kanan

menunjukkan, kaki yang berfungsi sebagai tumpuan berubah dari tiga

kaki menjadi dua kaki yang posisinya diagonal, hal ini dikarenakan ketika

kaki kiri bagian depan mulai kembali menapak ke tanah, kaki yang

posisinya diagonal dari kaki tersebut mulai terangkat untuk melakukan

gerak melangkah berikutnya.

Trot

Gait jenis ini merupakan gait 2 irama, maksudnya adalah kuda bergerak

dengan dua kaki secara bersamaan dan dua kaki lainnya sebagai tumpuan

sehingga pergerakkannya menghasilkan 2 irama dalam melangkah. Kaki –

kaki yang bergerak bersamaan merupakan kaki – kaki yang posisinya

diagonal. Untuk keseimbangan pada kuda, gait ini merupakan gait yang

sangat stabil sehingga kuda tidak perlu melakukan gerakan keseimbangan

seperti pada gait walk. Seperti apa pergerakkan gait ini dapat dilihat pada

gambar dibawah ini:

49 

 

Gambar 2.30 Gait Kuda

(Sumber: http://www.amnh.org/exhibitions/horse/images/lg/06eiv_trd_trot.jpg)

Pada Gambar 2.30 diatas, menunjukkan gerak kuda yang melangkah

dengan dua kaki yang posisinya saling diagonal (kaki kanan depan dan

kaki kiri belakang) dan dua kaki lainnya berfungsi sebagai tumpuan (kaki kiri

depan dan kaki kanan belakang).

Canter

Ketika kuda melangkah dengan menggunakan gait ini, derap langkahnya

terdengar tiga irama seperti bunyi drum pada saat yang hampir

bersamaan, sehingga gait ini biasanya disebut gait 3 irama. Gait ini

biasanya lebih cepat dari trot gait tetapi lebih lambat dari gallop gait.

Langkah kaki canter gait ini menggunakan tiga kaki untuk melangkah

dan satu kaki sebagai tumpuan. Seperti apa pergerakkan gait ini dapat

dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.31 Canter Gait (Sumber:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Muybridge_race_horse_

animated.gif)

50 

 

Pada Gambar 2.31, dua gambar yang paling kiri menunjukkan gerak

kuda yang melangkah dengan menggunakan tiga kaki dan satu kaki

sebagai tumpuan (kaki kanan belakang). Gambar berikutnya

menunjukkan ketiga kaki yang digunakan untuk melangkah pada gambar

sebelumnya, mulai menapak kembali di tanah.

Gambar 2.32 Canter Gait 2 (Sumber:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Muybridge_race_horse_

animated.gif)

Pada Gambar 2.32, menunjukkan ketiga kaki yang sudah kembali

menapak ke tanah menarik tubuh kuda kearah depan dan melanjutkan

gerak dengan kaki kiri bagian depan sebagai tumpuan dan tiga kaki

lainnya mulai terangkat untuk melangkah ke depan.

Gallop

Pergerakkan gait ini sama seperti pada canter gait, hanya saja karena

ritmenya lebih cepat menyebabkan derap langkahnya terdengar seperti 4

irama. Gait ini dapat dikatakan sebagai gait yang tercepat dan biasanya

dalam alam liar digunakan untuk melarikan diri dari predatornya. Seperti apa

pergerakkan gait ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

51 

 

Gambar 2.33 Gallop gait 1 (Sumber:

http://www.gregeans.com/greenvillesky/images/Muybridge_race_horse_gallop.j

pg)

Gambar paling kiri menunjukkan gerak seperti gerak pada canter gait

ketika kuda melangkah, tetapi pada dua gambar berikutnya terlihat

perbedaan antara gallop gait dan canter gait. Dua gambar berikutnya

tersebut menunjukkan keempat kaki kuda yang melayang diudara setelah

melakukan gerak melangkah seperti pada canter gait, hal ini dikarenakan

ritme gait ini lebih cepat daripada canter gait sehingga kekuatan hentakan

kaki kuda ketika melangkah menjadi lebih kuat.

Gambar 2.34 Gallop gait 2 (Sumber:

http://www.gregeans.com/greenvillesky/images/Muybridge_race_horse_gallop.j

pg)

Gambar 2.34 menunjukkan keempat kaki kuda yang sebelumnya

melayang di udara mulai menapak kembali ke tanah satu persatu. Urutan kaki

yang menapak sebagai berikut: kaki kiri belakang - kaki kanan belakang

- kaki kiri depan (bersamaan dengan itu, kaki yang pertama menapak

52 

 

mulai terangkat melakukan gerak seperti menendang kebelakang) – kaki

kanan depan (bersamaan dengan itu, kaki yang menapak pada urutan

kedua dan ketiga melakukan gerak menendang kebelakang, sehingga

posisinya kembali seperti pada Gambar 2.33).

Gambar 2.35 Gaya pada tiap sendi quadpod

(Sumber: http://tekkotsu.org/robots/ERS7.html)

Gambar di atas menunjukkan gambaran gaya yang terjadi pada tiap sendi

(joint) dari robot quadpod.

53 

 

2.3.1.3. Gait 6 kaki (Hexapod)

Kebanyakan hexapod dikendalikan dengan gait, yang memungkinkan robot

untuk bergerak maju, berputar, dan mungkin berjalan ke samping. Beberapa

gait yang biasa digunakan adalah :

Tripod Gait

Tripod gait terdiri dari kaki depan dan kaki belakang serta kaki tengah pada

sisi lainnya. Untuk setiap tripod, kaki diangkat, diturunkan, dan digerakkan

maju mundur secara bersamaan. Pada saat berjalan, hexapod menggunakan

kedua tripod-nya mirip dengan biped yang melangkah dari satu kaki ke kaki

lain. Karena 3 kaki selalu berada di tanah, maka gait tersebut akan selalu

stabil. Berikut adalah skema dari tripod gait :

Gambar 2.36 Skema Tripod gait

(Sumber: http://www.ratstar.com/?v=variant)

Wave Gait

pada wave gait, kaki bergerak secara satu persatu dimulai dari kaki paling

belakang, kemudian diulang oleh sisi yang lainnya. Karena hanya 1 kaki

yang diangkat dan menyisakan 5 kaki di tanah, maka gait ini adalah gait yang

54 

 

paling stabil. Tetapi dikarenakan pergerakan satu-persatu maka gait ini tidak

dapat bergerak terlalu cepat.

Ripple Gait

Yang terakhir adalah ripple gait. Pada pandanganan pertama gait ini terlihat

sangat rumit, untuk dapat mengerti maka kita harus mengetahui bahwa pada

setiap sisi, sebuah gelombang yang non-overlapping dihasilkan untuk kaki

yang diangkat. Dan kedua gelombang yang berlawanan tersebut mempunyai

beda fase sebesar 180º. Berikut adalah skema dari ripple gait.

Gambar 2.37 Skema Gait ripple

(Sumber: http://www.ratstar.com/?v=variant)

55 

 

Berikut adalah sinyal PWM dari ketiga gait tersebut :

Gambar 2.38 Sinyal PWM dari Ketiga Gait

Kaki yang digunakan adalah kaki seperti berikut:

Gambar 2.39 Kaki Hexapod

(Sumber: http://www.robotshop.com/robot‐leg‐tutorial.html)

Hexapod robot biasanya dikonfigurasikan dengan menggunakan 2 baris 3

kaki (3+3) atau 60 derajat dari kaki sebelahnya dan jarak yang sama dari

tengah bodi.

Dynamic stability

56 

 

Robot berjalan yang stabil saat bergerak harus terus bergerak agar tidak jatuh.

Jika saat berjalan robot berhenti bergerak, pusat massa akan membuatnya

terjatuh.

Static stability

Robot stabil yang statis dapat diberhentikan pergerakannya pada titik

manapun dalam gait-nya dan tidak akan jatuh. Dalam kasus hexapod, selama

ada 3 kaki manapun yang bersentuhan dengan lantai dan pusat massa

ditempatkan di dalam segitiga yang terbentuk dari kaki-kaki ini, maka robot

akan berdiri stabil saat statis.

Gambar 2.40 Model Tripod

(Sumber: http://www.robotshop.com/robot‐leg‐tutorial.html)

Sudut-sudut yang di bentuk kaki tidak perlu berbanding lurus terhadap satu

dengan yang lain, seperti gambar berikut:

57 

 

Gambar 2.41 Sudut pada sendi-sendi Hexapod

Gaya yang terjadi pada setiap joint pada kaki hexapod:

Gambar 2.42 Gambaran arah gaya yang terjadi

(Sumber: http://www.robotshop.com/robot‐leg‐tutorial.html)

Rumus perhitungan untuk joint-joint tersebut:

58 

 

)3.......(....................).........322cos*221cos*12(*22)...322cos*221cos*1(*12)322cos*21cos*1(*22

)...2cos*21cos*132(*32)32cos*21cos*1(*4)2cos*2...1cos*1(*3)2cos*21cos*1(*21cos*1*1

)2.....(..............................).........321(*64221

)1......(..............................4 *3

LLLNLLLWLLLW

LLLWLLLWLLWLLWlWT

WWWWNN

WWWWW

FOOTLEFT

LEGSBATTERYELECTFRAME

+++++−++−

++−++−+

−+−−=

+++=+

+++=

∑ −

θθθθθθ

θθθθθ

θθθθ

Persamaan (1) menjelaskan W4 (weight) yang terjadi pada pusat massa robot

saat 3 kaki diangkat.

Massa robot diasumsikan terdistribusi seimbang pada kaki di kedua sisi robot

pada sisi kanan. Maka gaya reaksi N2 dan N3 bernilai sama. Tiga kaki harus

menahan seluruh berat robot, juga berat kaki itu sendiri.

Kemudian, agar dapat bergerak lurus, gaya pada sisi kiri harus sama dengan

gaya pada sisi kanan. Jika tidak, robot akan berbelok.

2*21 FF =

2.4. Titik Kesetimbangan

Jika sebuah benda sedang diam dan tetap diam, benda dikatakan dalam

kesetimbangan static. Syarat yang diperlukan untuk sebuah partikel agar tetap diam

adalah bahwa gaya netto yang bekerja pada partikel itu adalah nol. Pada kondisi

ini, partikel tidak dipercepat dan jika kecepatan awalnya nol maka partikel tetap

diam. Karena percepatan pusat massa sebuah benda sama dengan gaya netto yang

59 

 

bekerja pada benda dibagi dengan massa total benda, maka syarat ini juga berlaku

untuk benda tegar yang berada dalam kesetimbangan.

Jika pusat massa sebuah benda diam dan tidak ada rotasi mengelilinginya, maka

tidak akan ada rotasi mengelilingi titik mana pun. Jadi, agar kesetimbanan terjadi,

torsi netto yang bekerja pada sebuah benda harus nol terhadap setiap titik.

Dua syarat yang perlu di penuhi agar benda tegar berada dalam kesetimbangan

statik:

• Gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebuh harus nol

Fnetto = 0

• Torsi ekternal netto terhadap setiap titik harus nol

Τnetto = 0

Agar kesetimbangan statik terjadi, jumlah torsi yang cenderung menghasilkan

rotasi searah jarum jam terhadap setiap titik harus sama dengan jumlah torsi yang

cenderung menghasilkan rotasi berlawanan arah jarum jam terhadap titik tersebut.

2.5. Rintangan

Dalam pergerakannya, seringkali robot harus melewati rintangan. Yang

dimaksud rintangan disini adalah halangan berupa obyek dengan tinggi berbeda

yang disiapkan pada jalur khusus untuk menguji robot. Tujuannya untuk menguji

kemampuan robot dalam mengatasi rintangan di lapangan yang diwakili oleh

halangan tersebut. Rintangan dapat dilewati dengan cara dihindari maupun

dilangkahi.

60 

 

Berikut merupakan gambaran salah satu dari berbagai macam rintangan

yang diberikan untuk menguji kemampuan robot:

Gambar 2.43 Rintangan

(Sumber: http://www.seas.upenn.edu/~rrastogi/html/projects.html)