rancang bangun lengan robot untuk penggunaan dalam air...

13
Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler Nama, NPM : Victor Parulian Syauta , 21107718 Pembimbing : Dr. -Ing. Farid Thalib E-Mail : [email protected] ABSTRAKSI Kata Kunci : Mikrokontroler, Pengantarmukaan, Hidrolik Pembuatan sistem robot pembantu kerja manusa dengan menggunakan aplikatif mikrokontroller merupakan sebuah kemajuan di bidang teknologi, dengan adanya mikrokontroller maka kecerdasana tiruan dapat diaplikasikan dengan system robot yang memeiliki fungsi untuk membantu kerja manusia. Namun pada perjalan sistem robotic masih menemuai kendala yaitu salah satunya komponen listrik yang tidak melmiliki ketahanan untuk bekerja di dalam air, untuk iru dibuatlah Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler untuk mempermudah kerja manusia yang memerlukan sistem pekerjaan di dalam air. Sistem terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas mikrokontroler ATMega8535, rangkaian penerjemah motor DC IC L298, sistem tekanan air (hidrolik) dan kompisisi mekanika gear. Perangkat lunak mikrokontroler dalam penelitian ini dibuat dengan menggunakan bahasa C. Sedangkan untuk sistem pengendalinya digunakan perangkat lunak Delphi versi 7 untuk merancang pengontrol gerakan robot. Sistem ini bekerja setelah adanya inputan perintah yang masuk dari sistem pengantarmukaan ke dalam mikro controller, yang kemudian data dikirimkan ke driver motor DC,. Sistem ini telah diuji ketahanannya di dalam air untuk kedalaman maksimal 1 meter dengan tekanan air tidak lebih dari batas normal. Selain itu sistem ini di kontrol dengan menggunakan sistem pengantarmukaan sehingga lebih efisien dengan mobilitas tinggi. BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi di masa sekarang ini otomatisasi di dalam kehidupan manusia sudah meliputi berbagai bidang. Robot yang merupakan sebuah alat yang dikenal dapat menggantikan posisi manusia di dalam menjalankan tugas tugas keseharian. Dalih efisiensi menjadikan perkembangan bentuk dan fungsi robot mengalami revolusi yang pesat dari masa ke masa Terinspirasi dari proses pengelasan (welding) yang dilakukan untuk penyambungan pipa minyak lepas pantai, proses pengelasan di dalam air (under water welding) yang masih dilakukan oleh tenaga manusia dimana resiko kecelakaan kerja yang sangat tinggi. Selain proses pengelasan beberapa pekerjaan seperti pewarnaan almunium melalui proses pencelupan pada senyawa kimia berbahaya yang dialiri listrik (anodaising). Maka dari resiko kerja tersebut saya terinspirasi untuk mencipatakan sistem robot berbentuk lengan pengganti manusia yang dapat bekerja di dalam air (underwater) ataupun senyawa berbahaya lainnya. Model desain robot yang menggunakan sistem kerja tekanan air (hidrolik) membuat robot dapat bekerja di dalam air tanpa harus khawatir memikirkan komponen elektronik yang akan rusakm apabila terkena air. 1.1 Batasan Masalah

Upload: dangtuong

Post on 07-Mar-2019

231 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis

Mikrokontroler Nama, NPM : Victor Parulian Syauta , 21107718

Pembimbing : Dr. -Ing. Farid Thalib

E-Mail : [email protected]

ABSTRAKSI

Kata Kunci : Mikrokontroler, Pengantarmukaan, Hidrolik

Pembuatan sistem robot pembantu kerja manusa dengan menggunakan aplikatif

mikrokontroller merupakan sebuah kemajuan di bidang teknologi, dengan adanya mikrokontroller

maka kecerdasana tiruan dapat diaplikasikan dengan system robot yang memeiliki fungsi untuk

membantu kerja manusia. Namun pada perjalan sistem robotic masih menemuai kendala yaitu

salah satunya komponen listrik yang tidak melmiliki ketahanan untuk bekerja di dalam air, untuk

iru dibuatlah Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis

Mikrokontroler untuk mempermudah kerja manusia yang memerlukan sistem pekerjaan di dalam

air.

Sistem terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas mikrokontroler ATMega8535, rangkaian penerjemah motor DC IC L298, sistem tekanan air

(hidrolik) dan kompisisi mekanika gear. Perangkat lunak mikrokontroler dalam penelitian ini

dibuat dengan menggunakan bahasa C. Sedangkan untuk sistem pengendalinya digunakan

perangkat lunak Delphi versi 7 untuk merancang pengontrol gerakan robot. Sistem ini bekerja

setelah adanya inputan perintah yang masuk dari sistem pengantarmukaan ke dalam mikro

controller, yang kemudian data dikirimkan ke driver motor DC,.

Sistem ini telah diuji ketahanannya di dalam air untuk kedalaman maksimal 1 meter

dengan tekanan air tidak lebih dari batas normal. Selain itu sistem ini di kontrol dengan

menggunakan sistem pengantarmukaan sehingga lebih efisien dengan mobilitas tinggi.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan teknologi di masa sekarang ini otomatisasi di dalam kehidupan manusia sudah

meliputi berbagai bidang. Robot yang merupakan sebuah alat yang dikenal dapat menggantikan

posisi manusia di dalam menjalankan tugas – tugas keseharian. Dalih efisiensi menjadikan

perkembangan bentuk dan fungsi robot mengalami revolusi yang pesat dari masa ke masa

Terinspirasi dari proses pengelasan (welding) yang dilakukan untuk penyambungan pipa

minyak lepas pantai, proses pengelasan di dalam air (under water welding) yang masih dilakukan

oleh tenaga manusia dimana resiko kecelakaan kerja yang sangat tinggi. Selain proses pengelasan

beberapa pekerjaan seperti pewarnaan almunium melalui proses pencelupan pada senyawa kimia

berbahaya yang dialiri listrik (anodaising). Maka dari resiko kerja tersebut saya terinspirasi untuk

mencipatakan sistem robot berbentuk lengan pengganti manusia yang dapat bekerja di dalam air

(underwater) ataupun senyawa berbahaya lainnya.

Model desain robot yang menggunakan sistem kerja tekanan air (hidrolik) membuat robot

dapat bekerja di dalam air tanpa harus khawatir memikirkan komponen elektronik yang akan

rusakm apabila terkena air.

1.1 Batasan Masalah

Page 2: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Ruang Lingkup yang akan dibahas pada penulisan ini adalah membuat Rancang

Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler, yang dimana

pada robot Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis

Mikrokontroler terdapat komponen motor DC sebagai penggerak system tekanan air (hidrolik)

dan pengendali mikro ATMega8535 yang dikomunikasikan serial dengan kontrol dari

komputer sebagai pengendali pergerakan, dan hanya dapat bekerja pada kedalaman tidak lebih

dari 1,5 meter.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat dan mempelajari cara kerja, Rancang

Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler dan untuk

membuat model design robot yang dapat menggantikan kerja manusia yang terbatas seperti

bekerja di dalam air dalam waktu yang lama, selain itu dengan menggunakan material daur

ulang robot ini dapat dikatakan ramah lingkungan.

1.3 Metode Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini meliputi:

1. Studi literatur

Studi mengenai pengaturan dan pembuatan sebuah robot dengan menggunakan

photodioda dan LED sebagai sensor warna dan jarak untuk mendeteksi jarak objek serta

mikrokontroler ATMega16 sebagai otak dari sistem pengaturan kerja robot.

2. Pengumpulan data meliputi :

Pengumpulan data jarak objek menggunakan sensor jarak

Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR

Pengumpulan data ATMega16

Pengumpulan data Motor Servo.

3. Perancangan alat meliputi :

Merancang rangkaian robot penjejak garis dan pendeteksi barang

Merancang rangkaian lengan robot pengangkat barang

4. Pembuatan alat meliputi :

Membuat rangkaian robot penjejak garis dan pendeteksi barang

Membuat rangkaian lengan robot pengangkat barang

5. Pembuatan program

Membuat program bahasa C untuk robot cerdas penjejak garis dan pendeteksi barang

menggunakan sensor jarak serta lengan robot menggunakan motor servo.

6. Pengujian sistem meliputi :

Pengujian karakteristik sensor jarak terhadap jarak objek.

Pengujian sensor yang dibuat untuk jalur warna hitam dan putih.

Pengujian robot dalam pendeteksian dan pengangkatan barang.

Page 3: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

7. Analisa data

Analisa yang dilakukan dari pengujian sistem.

8. Pengambilan simpulan

Pengambilan simpulan dilakukan dengan melihat hasil dari pengujian sistem yang telah

dilakukan.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan melakukan penelitan dan pembuatan Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan

Dalam Air Berbasis Mikrokontroler, maka ke depan dapat berkembang inovasi alternative untuk

bidang industri dalam negeri agar angka kecelakaan kerja yang dialami manusia dapat berkurang.

Selain itu agar dapat terlahir innovator muda dalam dunia robotika lainnya dari Indonesia.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Robot

Bentuk robot seperti manusia tidak lagi diperhatikan meski perkembangan robot android

atau humanoid tetap berlangsung dan mengalami penyempurnaan. Kini robot adalah pekerja

industri atau berupa tangan dan lengan yang dikontrol oleh computer dan dapat dirubah fungsinya

dengan mengedit program robot. Bentuk robot industri ini lebih dikenal sekarang dibanding robot

menyerupai manusia.[1]

o Robot tidak boleh melukai atau menyakiti manusia.

o Robot harus patuh terhadap perintah manusia agar robot terhindar dari perbuatan

melukai manusia.

o Robot harus melindungi keberadaannya selama dia tidak melanggar aturan

pertama dan kedua.

Robot yang selama ini kita kenal adalah sebuah mesin berbentuk manusia yang dapat berbicara

dan berjalan layaknya manusia. Robot tersebut adalah salah satu dari jenis robot berdasarkan

bentuknya yaitu kategori Android. Berdasarkan bentuk, robot terdiri dari kategori: Teleoperated

Robot jenis ini bergerak berdasarkan perintah-perintah yang dikirimkan secara

manual baik melalui remote control, PC atau joystick.

Gambar 2.1 Bagian – Bagian Robot

Page 4: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Gambar di atas menunjukkan bagian-bagian robot secara garis besar. Tidak seluruh bagian ada

pada setiap robot, hal ini dibedakan berdasarkan fungsinya saja. Contohnya, sistem kendali hanya

digunakan pada robot yang kategori teleoperated saja.

2.3 Pengertian ATMega 8535

Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas

dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus

instruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali dengan instruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC)

yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan

CISC adalah Complex Instruction Set Computing.[2]

2.3.1 Arsitektur ATMega8535

Mikrokontroller ATMega 8535 memiliki bagian-bagian sebagai berikut : Pada saluran IO

sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D dan ADC 10 bit sebanyak 8 Channel.

Kemudian terdapat Tiga buah timer / counter, 32 register, Watchdog Timer dengan oscilator

internal, SRAM sebanyak 512 byte, Memori Flash sebesar 8 kb, Sumber Interrupt internal dan

eksternal, Port SPI (Serial Pheriperal Interface), EEPROM on board sebanyak 512 byte,

Komparator analog, dan Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver

Transmitter)

2.3.2 Fitur ATMega8535

Pada Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Untuk ukuran

memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte. Terdapat ADC internal

dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel dan Port komunikasi serial USART dengan kecepatan

maksimal 2.5 Mbps. Pada Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik

Gambar 2.3 Blok Diagram ATMega 8535[2]

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak

8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri

atas 32 buah register. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7.

Page 5: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan

eksternal. 9. Port antarmuka SPI. 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat

operasi. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial. Fitur

ATMega8535 Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut: 1. System

mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 Mhz. 2. Kapabilitas memory

flash 8KB,SRAM sebesar 512 byte,dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 512 byte. 3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel. 4. Portal

komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5. Enam pilihan mode sleep

menghemat penggunaan daya listrik. Konfigurasi Pin ATMega8535 Konfigurasi pin ATMega8535

bisa dilihat pada gambar .

2.3.4 Fungsi Pewaktu pada ATMega 8535

Pewaktu / penghitung pada mikrokontroler ini ada 3 jenis, yaitu Pewaktu / penghitung0, Pewaktu /

penghitung1, dan Pewaktu / penghitung2. Pewaktu / penghitung bekerja dengan cara menghitung

nilai pada suatu register (TCNT), menghitung tiap satu bit, penghitungan ini kemudian di

bandingkan dengan nilai pada komparasi keluaran register (OCR). Pada beberapa mode,

penghitungan akan terjadi sampai nilai TCNT mencapai nilai maksimum 8byte(255), namun pada

mode yang lain, penghitungan akan terjadi sampai pembandingan TCNT dengan OCR mencapai

nilai yang sama. Proses kemudian adalah mengeset nilai OC (komparasi output), misalkan nilai

OC bernilai 0 , dan akan bernilai 1 ketika penmbandingan mencapai nilai sama, jadi OC akan

bernilai 1 dan 0 yang kemudian menciptakan pulsa. Baca selengkapnya di artikel Mode pada

Timer/Counter.

Untuk menginisialisasi timer/counter0 diperlukan konfigurasi pada register – register berikut :

1. TCCR0 (Pewaktu / penghitung kontrol Register)

7 6 5 4 3 2 1 0

FOC0 WGM00 COM01 COM00 WGM01 CS02 CS01 CS00

W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Prescaler digunakan untuk menurunkan kecepatan waktu sumber, Pewaktu / penghitung dalam

proses menghitungnya(counting) membutuhkan sumber clock, kita dapat menggunakan sumber

dari waktu mikrokontroler, namun ketika kita dapati bahwa clock tersebut terlalu tinggi (cepat)

kita dapat menguranginya dengan membagi clock tersebut dengan nilai tertentu, tanpa

mempengaruhi nilai clock mikrokontroler tersebut. Misalkan kita mempunyai clock

mikrokontroler sebesar 12MHz, namun clock tersebut dirasa terlalu cepat untuk diterapkan pada

timer/counter yang akan kita gunakan, sehingga kita dapat menggunakan pembagi prescaler

misalkan sebesar 64:

Page 6: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Clock untuk timer/counter menjadi sebesar 187500Hz, didapat periode clock sebesar 1/187500 Hz

= 5.33 µs, jadi timer/counter menghitung setiap 5.33 µs.

.4 Rangkaian Motor DC

Gambar 2.4 Motor DC [3]

Satu dari motor putar elektromagnetik ditemukan oleh Michael Faraday ditahun 1821 dan terdiri

dari kawat yang bebas tergantung yang dimasukkan kedalam mercury. Sebuah magnet permanen

diletakkan ditengah-tengah mercury. Ketika arus listrik mengalir ke kawat. Kawat tersebut

berputar mengelilingi magnet. Itu menunjukkan arus yang diberikan bangkit mengerdarkan medan

magnet di sekitar kawat. Ini adalah bentuk termudah dari motor listrik yang disebut motor

homopolar . Kemudian rancangan motor listrik menggunakan penghisap pertukaran ke dalam

solenoida. Konsep itu dapat dilihat sebagai versi elektromagnetik dari dua gerak gaya internal

pembakaran mesin. Motor DC modern ditemukan secara tidak sengaja di tahun 1873 ketika

Zenobe Gramme menghubungkan sebuah dinamo yang sedang berputar ke dinamo sejenis yang

kedua, penggerak itu sebagai motor.[3]

2.5 Sistem Tekanan Air (Hidrolik)

Hidrolik adalah suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai power (sumber tenaga)

pada sebuah mekanisme. Pada sistem hidrolik, tekanan fluida merupakan tenaga penggerak sistem.

Pada kebanyakan aplikasi, sistem hidrolik banyak digunakan seperti memindahkan beban yang

berat, sebagai alat penekan dan pengangkat. Dalam industri banyak ditemui penggunaan sistem

hidrolik pada alat-alat berat, seperti truk pengangkat (dump truck), mesin moulding, mesin press,

forklift, crane, dan lain-lain.

F Pewaktu = Fosc

prscaler

F Pewaktu = 12MHz

64

F Pewaktu = 187500 Hz

(2.2) ……………………………………………………………………(1)

(2.3) ……………………………………………………………………(1)

(2.1) ……………………………………………………………………(1)

Page 7: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Pada saat ini penggunaan sistem hidrolik sudah dilengkapi dengan berbagai peralatan kontrol yang

menunjang pengendalian dan ketepatan (presisi) dalam penggunaannya.

Sistem hidrolik bekerja karena adanya daya dari mesin yang diteruskan secara mekanis, elektris

atau hidrolis. Sistem hidrolik adalah sistem daya yag menggunakan fluda kerja cair. Besaran

utama dalam sistem ini adalah tekanan dan aliran fluida. Tekanan menghasilkan daya dorong,

sedangkan aliran menghasilkan gerakan atau kecepatan aliran. Rumus dasar dari hidrolik adalah :

Rumus tekanan air :

P = F = Л D2F

A

4

Rumus kapasitas air (debit)

Q = A.V = Л D2.v

4

dimana

P = tekanan

D =diameter saluran

F = gaya

Q = kapasitas alir,

v = kecepatan

2.5.2 Hukum Pascal

Prinsip hukum Pascal ini banyak digunakan untuk membuat peralatan hidrolik, seperti dongkrak

hidrolik, pompa hidrolik, rem hidrolik dan mesin pengepres hidrolik. Prinsip ini digunakan karena

dapat memberikan gaya yang kecil untuk menghasilkan gaya yang besar.

Sebuah contoh pemakaian hukum Pascal yaitu pada dongkrak hidrolik, yang prinsipnya

ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 2.5 Pompa hidrolik [4]

Alat ini berupa bejana tertutup yang dilengkapi dengan dua buah penghisap pada kedua kakinya.

Misalnya luas penampang penghisap A1 dan luas penampang 2 adalah A2 dengan A1 < A2. Jika

penghisap 1 diberi gaya F1 ke bawah, maka zat cair yang berada dalam dalam bejana tersebut akan

mengalami tekanan P1 sebesar F1/A1.[4]

(2.5) ……………………………………………………………………(1)

(2.4) ……………………………………………………………………(1)

Page 8: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Berdasarkan hukum Pascal , tekanan P1 akan diteruskan kesegala arah dengan sama besar ke

penghisap 2 dengan luas penampang A2 menerima tekanan P1. Seandainya gaya yang dihasilkan

oleh tekanan P1pada penampang A2 adalah F2, maka akan diperoleh persamaan sebagai

berikut.[4]

F2 = P1A2 dengan P1 = F1 / A1

jadi F2 = F1

A2

F2 =

F1

A1 A2 A1

Dimana

F1 = Gaya pada A1

F2 = Gaya pada A2

A1 = Luas penampang A1

A2 = Luas penampang A2

Karena A2 > A1 maka F2 > F1 , hal ini yang menyebabkan gaya yang bekerja pada penampang

A2 menjadi lebih besar.[4]

BAB 3 RANCANGAN ROBOT

Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana perancangan LENGAN ROBOT

YANG DAPAT BEKERJA DI DALAM AIR. Bahasan meliputi perancangan bangun robot

, perancangan rangkaian elektronika, perancangan sistem perangkat lunak pada pengendali

mikro ATMega 8535 dan perancangan pengontrol melalui sistem pengantarmukaan

(interfacing) dengan menggunakan perangkat lunak Delphi.

3.1 Rancangan Alur Kerja Sistem

Rancangan Alur Kerja Sistem Lengan Robot dapat dilihat pada gambar dibawah. Dengan melihat

rangangan alur kerja maka penulis dapat mempertimbangkan model system yang akan diterapkan

pada robot.

Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian

Aktuator

Pada rancangan robot yang penulis buat actuator yang digunakan tetap menggunakan

indra pengelihatan manusia dikarenakan keterbatasan biaya untuk menerapkan pemindai (sensor)

(2.6) ……………………………………………………………………(1)

(2.7) ……………………………………………………………………(1)

Page 9: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

yang baik. Dengan tetap menggunakan indra pengelihatan manusia diharapkan juga tingkat

keakurasian proses dapat di jaga.

Pengontrol Gerakan

Blok masukan merupakan sistem pengontrol yang dibangun dengan menggunakan sistem

pengantarmukaan (interfacing), dengan menggunakan komunikasi serian pada usb port maka

sistem pengontrol dapat dikendalikan dengan mengunakan perangkat komputer bergerak (laptop).

Gambar 3.2 rangkaian sistem komunikasi serial[2]

Pengontrol gerakan diprogram dengan menggunakan perangkat lunak untuk membuat aplikasi

pengantarmukaan yaitu Delphi. Dengan menggunakan Deplhi sistem pengendali dibuat dengan

model pengantarmukaan grafis pada komputer, setelah sistem pengendali selesai di program

dengan Delphi barulah kemunian sistem akan dikomunikasikan dengan robot menggukan kabel.

Rangkaian Pemroses

Merupakan komponen utama dalam robot ini karena pada bagian inilah inputan akan

diproses menjadi output yang kemudian digunakan untuk mengirimkan pulsa kepada penerjemah

motor. Komponen mikrokontroller yang saya gunakan untuk robot ini adalah ATMega 8535L

keluaran “CreativeVision” dengan flasher menggukan koneksi USB. Pemilihan menggunakan

menggunakan mikrokontroller jenis ini dikarenakan pemrograman dapat dilakuakan dengan

bahasa pemrograman yang lebih mudah yaitu bahasa C selain kapasitas memory pada sirkuit

ATMega 8535 yang cukup besar sehingga membuat kerja proses menjadi semakin cepat. Adapun

gambar rangkain dasar minimum system AT-Mega 8535 dapat dilihat seperti pada gambar 3.2

diatas.

Rngkaian Penerjemah Motor

Untuk menghasilkan keluaran dari blok pengandali mikro ATMega 8535 maka

diperlukan sebuah sirkuit penerjemah, sirkuit penerjemah yang digunaka pada robot ini adalah

jenis L298 dengan menggunakan 4 sinyal masukan yang dapat menggerakan 2 motor sekligus.

Sebagai alat penggerak sendi yang ada pada robot ini motor dc yang digunakan sebanyak

4 buah yang masing – masing mendorong 1 atau 2 suntikan untuk menggerakan sedi bebas yang

ada pada robot. Penggunaan sirkuit penerjemah L298 dikarenakan sistem pengendali mikro

ATMega tidak dapat langsung berkomunikasi dengan motor dc yang ada, keluaran denyut pulsa

Page 10: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

yang dihasilkan oleh pengendali mikro ATMega 8535 tidak dapat dimengerti langsung oleh motor

dc sehingga diperlukan sirkuit penerjemah yang menerjemahkan pulsa.

3.3.2 Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan pada robot untuk pembuatan listing program dan mengkompile

file asm menjadi hex digunakan software CodeVisionAVR C Compiler.dengan langkah-langkah

sebagai berikut:

Menjalankan CodeVisionAVR, kemudian klik File -> New, lalu memilih Project

Gambar 3.6 Project baru

“Do you want to use the CodeWizardAVR?” mengklik Yes

Memilih Chip yang digunakan, chip : Atmega16, clock : 11.059200 MH

Gambar 3.7 Penggunaan chip

Melakukan setting sebagai berikut :

Port : Port A sebagai Input dan Port C sebagai Output.

Gambar 3.8Penyetingan port mikon yang digunakan

Mengklik File -> Generate, Save and Exit

Membuat source code seperti pada Lampiran sebelumnya.

Setelah selesai membuat source code, klik Setting -> Programmer

Memilih AVR Chip Programmer Type : Kanda System STK200+/300 dan pilih Printer Port pada

LPT1 : 378h

Page 11: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Gambar 3.9 Penyetingan pada printer port yang digunakan

Mengklik Project -> Configure, kemudian memilih menu After Make dan mengaktifkan Program

the Chip.

BAB 4 PENGUJIAN SISTEM

Bab ini penulis akan membahas pengujian pada alat, dengan melihat pada tabel dan

simulasi gambar maka akan terlihat bagaimana robot Rancang Bangun Lengan Robot

untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler dapat bekerja.

4.1 Pengamatan Kerja Sistem Hidrolik Pada Suntikan dengan Daya Motor

4.1.1 Tujuan pengamatan

Pengamatan ini bertujuan untuk melihat bagaimana kekuatan motor DC yang digunakan

untuk menekan sistem hidrolik pada suntikan yang terpasang

4.1.2 Cara kerja

Cara yang dilakukan dengan mengukur interval tegangan yang masuk dengan AVO meter

sampai terjadi pergerakan pada sistem hidrolik kemudian hitung tekanan yang dihasilkan

oleh sistem hidrolik dengan alat pengukur tekanan air (water pressure gauge) sampai

tekanan yang diinginkan tercapai.

4.1.3 Hasil Pengamatan

di bawah ini terdapat tabel dan grafik hasil dari pengamatan tegangan yang dimasukan ke

dalam motor DC dengan nilai arus yang tetap yaitu sebesar 1300mAh yang kemudian

diamati hingga daya motor dapat menggerakan motor terhadap tekanan air pada suntikan.

Table 4.1 pengamatan daya motor dengan tekanan air pada suntikan

Tegangan (volt) Tekanan air (g.cm3)

1,2 0.22

4.2 0.80

5.5 1.50

6.2 1.60

7.5 2.11

Page 12: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Gambar 4.1 grafik pengamatan tegangan terhadap tekanan pada suntikan

4.3 Pengamatan Gerak Robot

4.3.1 Tujuan pengamatan

Pada bagian ini arah gerakan robot akan diuji coba untuk melakukan kegiatan

pengambilan barang dengan kondisi tertentu kemudian akan disimuliasikan dengan

menggunakan gambar animasi, walaupun tidak se-akurat gerakan pada posisi nyatanya.

4.3.2 Cara kerja

Pengamatan dilakuakan dengan cara memfungsikan robot untuk mengambil barang

dengan berat dan tujuan tertentu. Yang kemudian benda tersebut dipindahkan menuju titik

tertentu.

Gerakan 1

Gambar 4.2 posisi gerakan 1

Setelah posisi stand-by maka robot dapat dikendalikan menggunakan aplikasi pengendali

untuk mengambil benda yang berada pada posisi tertentu, kemudian grip pada ujung

lengan dapat dikontrol untuk menjepit benda yang berada pada posisi tersebut untuk

kemudian dipindahkan.

Gerakan 2

Page 13: Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air …publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1353/1/21107718.pdf · Pengumpulan data program bahasa C untuk AVR Pengumpulan

Gambar 4.3 posisi gerakan 2

Setelah benda terjepit maka kemudian benda kemudian dirotasikan untuk memindahkan

benda yang sudah terjepit untuk kemudian dapat dipindahkan pada posisi tertentu. Selain

berotasi pada poros bagian bawah yang dapat memungkinkan pergerakan secara

horizontal yaitu ke atas dan ke bawah.

BAB 5 PENUTUP

5.1 Simpulan

Dari Analisa dan uji coba pembuantan Rancang Bangun Lengan Robot untuk

Penggunaan Dalam Air Berbasis Mikrokontroler telah dilakukan, penulis mengambil kesimpulan,

dari pengambilan data pada tabel pengamatan motor DC bahwa output program sudah sesuai

dengan apa yang dimaksud oleh penulis. Walaupun terjadi kesalahan pada beberapa ouput

program itu disebabkan oleh kualitas motor DC.

Selain itu sistem robot ini memiliki kelemahan dimana kedalaman yang dapat di selami

oleh sistem robot ini memiliki batasan yaitu antara 50 – 1,5 meter, dikarenakan bahan akrilik yang

digunakan hanya mampu menopang tekanan air maksimal pada kedalaman 1,5 meter.

5.2 Saran

Pembuatan Rancang Bangun Lengan Robot untuk Penggunaan Dalam Air Berbasis

Mikrokontroler masih mendapatkan dua kendala yaitu pada pergerkan motor DC yang terlalu

kasar dan keterbatasan kedalaman yang mampu diselami sistemm robot.

Pergerakan yang kasar dikarenakan torsi yang dihasilkan motor DC yang penulis

pakai terlalu besar, sehingga pergerakan robot terlihat kasar walaupun pada kode program

sudah semaksimal mungkin dimimallisir. Untuk kedepannya penggunaan motor DC dengan

kualitas yang lebih baik seperti merk Futaba atau IN-Tech merupakan solusi yang dapat

memperbaiki kekurangan dari robot ini.

Sedangkan pemanfaatan sistem kaca akrilik kualitas nomer 1 dapat juga digunakan

untuk menanggulangi masalah kedalaman yang dihadapi sistem robot.