universitas pendidikan ganesha€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim...

37
Kode/Nama Rumpun Ilmu: 450/Teknik Elektro dan Informatika LAPORAN AKHIR PENELITIAN UNGGULAN PRODI DIPA FAKULTAS PENGEMBANGAN ROBOT BERKAKI ENAM PENGIKUT DINDING TIM PENGUSUL Ketut Udy Ariawan, S.T., M.T. (Ketua) NIDN 0023017910 I Gede Nurhayata, S.T., M.T. (Anggota) NIDN 0004047507 I Wayan Sutaya, S.T., M.T. (Anggota) NIDN 0008037902 PRODI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA NOVEMBER 2019

Upload: others

Post on 28-Oct-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

Kode/Nama Rumpun Ilmu: 450/Teknik Elektro dan Informatika

LAPORAN AKHIR PENELITIAN UNGGULAN PRODI

DIPA FAKULTAS

PENGEMBANGAN ROBOT BERKAKI ENAM PENGIKUT

DINDING

TIM PENGUSUL

Ketut Udy Ariawan, S.T., M.T. (Ketua)

NIDN 0023017910

I Gede Nurhayata, S.T., M.T. (Anggota)

NIDN 0004047507

I Wayan Sutaya, S.T., M.T. (Anggota)

NIDN 0008037902

PRODI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

NOVEMBER 2019

Page 2: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

ii

HALAMAN PENGESAHAN

PENELITIAN DIPA FAKULTAS

Judul Penelitian : Pengembangan Robot Berkaki Enam

Pengikut Dinding

Kode/Nama Rumpun Ilmu : 450/Teknik Elektro dan Informatika

Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Ketut Udy Ariawan, S.T., M.T.

b. NIDN : 0023017910

c. Jabatan Fungsional : Asisten Ahli

d. Program Studi : Teknik Elektronika

e. No HP : 081322007701

f. Alamat surel/e-mail : [email protected],

[email protected]

Anggota Peneliti (1)

a. Nama Lengkap : I Gede Nurhayata, S.T., M.T.

b. NIDN : 0004047507

c. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Ganesha

Anggota Peneliti (2)

a. Nama Lengkap : I Wayan Sutaya, S.T., M.T.

b. NIDN : 0008037902

c. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Ganesha

Lama Penelitian Keseluruhan : 1 tahun

Penelitian Tahun ke : 1

Biaya Penelitian Keseluruhan : Rp. 12.000.000,-

Biaya Tahun Berjalan :

a. diusulkan ke DRPM : Rp. 0,-

b. diusulkan internal PT : Rp. 12.000.000,-

c. dana institusi lain : Rp. 0,-

Mengetahui: Singaraja, 12 November 2019

Dekan FTK Undiksha, Ketua Peneliti,

Dr. I Gede Sudirtha, S.Pd., M. Ketut Udy Ariawan, S.T., M.T.

NIP.197106161996021001 NIP.197901232010121001

Menyetujui:

Ketua LPPM Undiksha,

Prof. Dr. I Gede Astra Wesnawa,

NIP.196204251990031002

Page 3: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................ i

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

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... v

RINGKASAN ........................................................................................................ vi

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

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

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 3

1.3 Pemecahan Masalah ....................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3

1.5 Batasan Masalah ............................................................................................. 4

1.6 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4

1.7 Luaran Penelitian ............................................................................................ 4

BAB II KAJIAN PUSTAKA ................................................................................... 5

2.1 Pengantar Robotika ........................................................................................ 5

2.1.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Mobilitasnya .......................................... 5

2.1.2 Metode Pergerakan Kaki ......................................................................... 5

2.1.3 Arduino Mega 2560 ................................................................................. 6

2.1.4 Motor Servo ............................................................................................. 7

2.1.5 Sensor Ultrasonik SRF01 ........................................................................ 8

BAB III METODE PENELITIAN......................................................................... 10

3.1 Metode Penelitian dan Pengembangan ......................................................... 10

3.2 Rancangan Penelitian ................................................................................... 15

3.2.1 Perancangan Mekanik Robot ................................................................. 15

3.2.2 Perancangan Metode Gait...................................................................... 16

3.2.3 Perancangan Algoritma Wall Follower ................................................. 16

Page 4: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

iv

3.3 Lokasi Penelitian .......................................................................................... 19

3.4 Teknik Pengumpulan Data ........................................................................... 19

3.5 Analisis Data ................................................................................................ 19

BAB IV HASIL YANG DICAPAI ........................................................................ 21

4.1 Perancangan Pembuatan Hardare dan Mekanik Robot ................................ 21

4.2 Perancangan Pembuatan Software dan Pergerakan Robot ........................... 24

BAB V RENCANA TAHAP PENELITIAN SELANJUTNYA ........................... 27

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 28

Page 5: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Ilustrasi Pergerakan Kaki Hexapod dalam Berbagai Metode ................ 6

Gambar 2. Arduino Mega 2560 ............................................................................... 7

Gambar 3. Motor Servo Tower Pro MG995 ............................................................ 8

Gambar 4. Sensor Ultrasonik SRF01 ....................................................................... 9

Gambar 5. Pendekatan R&D menurut Borg and Gall ............................................ 12

Gambar 6. Perancangan Struktur Bodi Robot Tampak Atas dan Samping ........... 16

Gambar 7. Wall Follower dengan Metode Contact ............................................... 17

Gambar 8. Wall Follower dengan Metode Active Sensor ...................................... 17

Gambar 9. Wall Follower dengan Metode Passive Sensor .................................... 18

Gambar 10. Wall Follower dengan Metode Soft-Contact ...................................... 18

Gambar 11. Perancangan Pergerakan Kaki Robot Hexapoda untuk Gerak Vertikal

................................................................................................................................ 21

Gambar 12. Perancangan Pergerakan Kaki Robot Hexapoda untuk Gerak

Horisontal ............................................................................................................... 21

Gambar 13. Perancangan Mekanik Robot Hexapoda Keseluruhan ....................... 22

Gambar 14. Motor Servo Hitec HS-645MG .......................................................... 22

Gambar 15. Driver Motor Servo PCA9685 ........................................................... 23

Gambar 16. Jumper Pin PCA9685 ......................................................................... 23

Gambar 17. Arduino Mega 2560 ........................................................................... 24

Gambar 18. Software Arduino IDE ....................................................................... 25

Gambar 19. Ilustrasi Pergerakan Kaki Robot Hexapoda dalam Berbagai Metode

................................................................................................................................ 25

Gambar 20. Ilustrasi Pergerakan Kaki Robot Hexapoda dalam Metode Tripod

Gait ......................................................................................................................... 26

Page 6: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

vi

RINGKASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan robot berkaki enam yang

mampu berjalan dalam suatu arena yang menyerupai labirin (maze wall) dan

mampu mengikuti dinding (wall follower). Robot ini biasanya dipertandingkan

dalam Kontes Robot Indonesia (KRI) pada divisi Kontes Robot Pemadam Api

Indonesia (KRPAI) yang setiap tahun rutin diselenggarakan oleh Direktorat

Kemahasiswaan, Direktorat Jenderal Pembelajaran dan Kemahasiswaan,

Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi. Perancangan penelitian

terdiri dari 4 tahapan, antara lain: perancangan mekanik, perancangan elektronik,

perancangan pergerakan sendi pada kaki robot, dan perancangan perangkat lunak.

Hasil akhir dari penelitian ini berupa rancangan robot berkaki enam (hexapod)

dengan dimensi robot 29 cm x 29 cm x 25 cm (panjang x lebar x tinggi). Dari

beberapa kali pengujian, tingkat keberhasilan robot dalam menyelesaikan misi

adalah 100%, dengan waktu rata-rata 16,73 detik dan waktu tercepat penyelesaian

misi mencapai 15,85 detik. Dengan demikian, robot tersebut sangat diharapkan

dapat diikutsertakan pada Kontes Robot Indonesia (KRI) pada tahun 2020.

Kata kunci: robot hexapod, tripod gait, arduino mega, motor servo, PID

Page 7: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Robot diciptakan dengan tujuan untuk mempermudah kegiatan atau

pekerjaan manusia. Robot juga dapat digunakan sebagai perlombaan robot baik

skala nasional maupun internasional. (Gumelar, Syauqy, & Akbar, 2018)

Robot adalah mesin multifungsi yang dapat diprogram dan di desain agar

bisa memindahkan material, bagian, perkakas, ataupun alat dengan spesifik

tertentu melalui variabel gerakan yang terprogram untuk melakukan pekerjaan

dari tugas yang bervariasi. Jumlah dan jenis robot yang dibuat sudah semakin

banyak. Namun, berdasarkan alat geraknya robot diklasifikasikan menjadi dua

jenis, yaitu robot beroda dan robot berkaki. Robot beroda adalah robot yang

bergerak dengan dua roda atau lebih, sedangkan robot berkaki adalah robot yang

bergerak dengan kaki-kaki. Ada yang berkaki dua (biped), berkaki tiga (tripod),

berkaki empat (quadrapod), dan berkaki enam (hexapod). (Setiawan, Firdaus,

Rahmadya, & Derisma, 2015)

Menurut (Shinta & Dedy, 2015), sesuai dari namanya robot hexapod

adalah jenis mobile robot yang bergerak menggunakan 6 buah kaki, karena robot

secara statistik dapat stabil dengan menggunakan 3 buah kaki maka robot hexapod

tentu memiliki fleksibilitas yang lebih tinggi. Jika ada salah satu kaki yang tidak

berfungsi , maka robot masih tetap dapat berjalan. Terlebih lagi, tidak semua kaki

robot dibutuhkan untuk stabilitas, kaki – kaki lainnya dapat bergerak bebas untuk

mencari pijakan baru dalam berjalan. Kelebihan:

1. Kestabilan posisi robot diatas permukaan lebih baik daripada biped dan

quadrapod.

2. Dapat bergerak di berbagai permukaan, baik kasar maupun halus.

3. Dengan jumlah kaki yang sama pada setiap sisinya maka desain rangkaian

menjadi lebih mudah. Dengan kata lain, tidak perlu menghitung bobot

rangkaian di setiap sisi robot agar robot dapat berdiri tegak.

4. Posisi bodi tinggi di atas kaki sehingga menghindari gesekan yang

berlebihan dengan permukaan.

Page 8: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

2

Kekurangan:

1. Memerlukan biaya riset cukup tinggi.

2. Pergerakan relatif lamban dikarenakan rumitnya koordinasi dari tiap

motor servo.

3. Tingkat kerumitan dalam mengatur pergerakan servo.

Robot pengikut dinding (wall follower) adalah salah satu jenis dari robot

bergerak (mobile robot) yang memiliki kemampuan untuk mengikuti kontur

dinding. Aktuator dari robot wall follower dapat berupa roda maupun berkaki.

Keunggulan dari robot wall follower dengan aktuator berupa kaki, yaitu

perpindahan gerak dari satu posisi ke posisi lain lebih cepat dibandingkan dengan

robot wall follower dengan aktuator berupa roda. Untuk dapat melakukan

kombinasi gerakan tertentu, perlu dilakukan beberapa pengaturan supaya

pergerakan robot dapat sesuai dengan keinginan. (Hartono & Jaenudin, 2016)

Saat ini robot berkaki telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi dan

riset. Salah satunya adalah pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI)

yang diselenggarakan oleh Direktorat Kemahasiswaan, Direktorat Jenderal

Pembelajaran dan Kemahasiswaan - Kementerian Riset, Teknologi, dan

Pendidikan Tinggi Republik Indonesia. Misi dari robot yang berkategori

pemadam api ini adalah berlomba secepat mungkin untuk memadamkan api yang

bersumber dari sebuah lilin yang terletak secara acak di dalam arena pertandingan

yang menyerupai labirin (maze wall). (Gumelar et al., 2018) Maze wall

merupakan jalur yang berbentuk ruangan berdinding yang tidak memiliki atap.

(Zulaikha, Dwi Wibawa, & Ekaputri, 2017)

Fakultas Teknik dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Ganesha melalui

Kelompok Keilmuan Embedded System & Robotika (KK ESR) beberapa kali

telah mengikuti ajang kompetisi KRPAI, divisi yang pernah diikuti diantaranya

adalah robot beroda dan robot berkaki. Namun sayangnya, sampai saat ini belum

pernah meraih juara. Oleh karena itu, pada penelitian kali ini akan dirancang suatu

robot berkaki enam yang mampu berjalan dalam suatu arena pertandingan yang

menyerupai labirin (maze wall) dan mampu mengikuti dinding (wall follower),

dan juga diharapkan memiliki kemampuan menyelesaikan misi pada perlombaan

KRPAI divisi robot berkaki.

Page 9: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

3

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana merealisasikan robot berkaki enam yang mampu berjalan

dalam suatu arena pertandingan yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu

mengikuti dinding (wall follower)?

1.3 Pemecahan Masalah

Berdasarkan hasil rumusan masalah tersebut diatas maka pemecahan

masalah yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang mekanik robot berbahan dasar kayu balsa agar ringan dan

ramah lingkungan.

2. Merancang pergerakan sendi pada kaki robot menggunakan metode tripod

gait, yaitu 3 buah kaki robot mengayun dan 3 buah kaki menyentuh tanah

secara bergantian untuk membuat robot dapat berjalan cepat dan

seimbang.

3. Merancang pergerakan robot dalam labirin dengan menggunakan sensor

Ping Parallax. Sensor ini bekerja mendeteksi obyek di depan dengan cara

menangkap pantulan dari gelombang ultrasonik yang dipancarkan.

4. Merancang sistem kontrol dan algoritma pemrograman berbasis Arduino

Mega 2560.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Untuk menghasilkan robot berkaki enam yang mampu berjalan dalam

suatu arena pertandingan yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu

mengikuti dinding (wall follower).

2. Untuk menghasilkan artikel yang dimuat dalam jurnal nasional.

1.5 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini permasalahan akan dibatasi agar dapat lebih terarah

dan mencapai sasaran yang diinginkan, yaitu:

Page 10: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

4

1. Robot dikembangkan agar mampu berjalan dalam suatu arena

pertandingan yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu mengikuti

dinding (wall follower).

2. Bentuk dasar kaki robot yang digunakan adalah hexapod.

3. Pergerakan sendi pada kaki robot hanya menggunakan metode tripod gait.

4. Sistem kontrol robot menggunakan Arduino Mega 2560.

5. Tidak membahas logika robot dalam menemukan dan memadamkan api.

1.6 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merealisasikan robot berkaki enam yang mampu berjalan dalam suatu

arena pertandingan yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu

mengikuti dinding (wall follower).

2. Mengembangkan lebih lanjut ilmu robotika di dalam Prodi D3 Teknik

Elektronika, Jurusan Teknologi Industri, Fakultas Teknik dan Kejuruan,

Universitas Pendidikan Ganesha.

1.7 Luaran Penelitian

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Robot berkaki enam yang mampu berjalan dalam suatu arena pertandingan

yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu mengikuti dinding (wall

follower).

2. Artikel yang dimuat dalam jurnal nasional.

Page 11: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

5

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Pengantar Robotika (Loe & Purba, 2012)

Sebelum merancang dan merealisasikan robot pemadam api diperlukan

beberapa pengertian tentang robot. Pada bagian ini akan dijelaskan beberapa hal

yang berhubungan dengan robotika.

2.1.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Mobilitasnya

Klasifikasi robot berdasarkan mobilitasnya dapat dibagi menjadi beberapa

bagian, yaitu:

1. Fixed Type

Robot ini berada dalam kondisi diam atau kondisi beroperasi pada jalur

gerak yang pendek.

2. Mobile Robots

Robot ini dilengkapi dengan roda, dapat bergerak pada daerah yang luas

dan tidak terlalu sulit atau ekstrim.

3. Walking Robots

Robot ini mempunyai kaki yang dapat bergerak pada daerah yang sulit.

Masalah utama dari walking robot adalah titik keseimbangan yang berbeda

dalam melakukan beragam tugas.

2.1.2 Metode Pergerakan Kaki

Terdapat beberapa metode pergerakan kaki robot hexapoda, di antaranya

adalah ripple gait, wave gait, dan tripod gait.

1. Ripple Gait

Pada metode ini robot berjalan dengan menggerakan 2 buah kaki dalam

satu waktu. Pada metoda ini kaki-kaki yang bergerak berada pada sisi yang

berbeda. Penggunaan metode ini membuat gerakan lebih stabil dari metode

tripod gait dan lebih cepat dari metode wave gait.

Page 12: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

6

2. Wave Gait

Pada metode ini robot menggerakkan kaki satu demi satu dalam

menghasilkan gerakan. Dengan menggunakan metode ini, pada suatu

waktu hanya ada satu kaki yang terangkat sehingga dengan menggunakan

metode ini robot lebih stabil ketika bergerak namun lambat.

3. Tripod Gait

Pada metode ini robot berjalan dengan mengangkat 3 buah kaki pada satu

waktu dan meninggalkan 3 kaki lainnya sebagai pijakan. Dengan

menggunakan metode ini 1 siklus dapat diselesaikan dalam 2 langkah

sehingga memungkinkan robot dapat bergerak cepat.

Gambar 1. Ilustrasi Pergerakan Kaki Hexapod dalam Berbagai Metode

2.1.3 Arduino Mega 2560

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang

bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini

adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman

Page 13: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

7

dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah

software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi

kode biner dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler.

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8

bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh Atmel Corporation. Berbagai papan

Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari

spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Mega 2560 menggunakan ATmega2560.

(Saefullah, Sunandar, & Rifai, 2017)

Gambar 2. Arduino Mega 2560

2.1.4 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup

dimana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang

ada di dalam motor servo. Motor servo terdiri dari sebuah motor, serangkaian

gear, potensiometer dam 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.

Page 14: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

8

Gambar 3. Motor Servo Tower Pro MG995

Motor servo yang digunakan, yaitu motor servo Tower Pro MG995. Motor

servo ini merupakan jenis motor servo standard 180° yang hanya mampu bergerak

dua arah searah putaran jarum jam dan berlawanan jarum jam (CW dan CCW)

dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90°, sehingga total defleksi sudut

dari kanan-tengah-kiri adalah 180°. Operasional motor servo dikendalikan oleh

sebuah sudut, dimana panjang sudut yang bisa digunakan dari 0° sampai 180°.

Apabila motor servo diberikan sudut dengan besar 90° maka servo mencapai

gerakan 90° (netral), bila diberikan sudut 0° maka posisi servo 0° (CCW) dan bila

diberikan sudut 180° maka posisi servo 180° (CW).

2.1.5 Sensor Ultrasonik SRF01

SRF01 adalah sensor pengukur jarak yang menggunakan komunikasi

serial half-duplex dengan level TTL. Format frame data serial berupa 8 data bit, 1

stop bit, dan tanpa parity bit. Kecepatan transfer data (baud rate) standar adalah

9600 bps, namun dapat diprogram mencapai 38400 bps. (Loe & Purba, 2012)

Page 15: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

9

Gambar 4. Sensor Ultrasonik SRF01

Untuk mengganti fungsi kanal komunikasi sensor menjadi transmitter atau

receiver, kanal tersebut harus di pull-up selama kurang lebih 1 mili detik, yang

disebut dengan break. Setiap SRF01 memiliki address yang dapat diprogram

sehingga pada satu bus serial dapat digunakan 16 SRF01 sekaligus, dengan

catatan setiap SRF01 memiliki address yang berbeda. Keunggulan sensor ini

adalah kemampuan kalibrasi otomatis, serta dapat mengukur jarak 0 cm.

Umumnya sensor ultrasonik memiliki batas ukur minimal 1-2 cm saja.

Page 16: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

10

BAB III

METODE PENELITIAN

Pendekatan dalam penelitian ini menggunakan metode Penelitian dan

Pengembangan (Research and Development / R&D). Perancangan penelitian

meliputi perancangan hardware dan software. Selain itu, dalam metode penelitian

ini akan dibahas juga tentang lokasi penelitian, subjek dan objek (peubah yang

diamati/diukur), teknik pengumpulan data, analisis data, dan luaran yang

dijanjikan.

3.1 Metode Penelitian dan Pengembangan

Penelitian pengembangan sering diartikan sebagai suatu proses atau

langkah-langkah untuk mengembangkan suatu produk baru atau

menyempurnakan produk yang telah ada. Produk dalam konteks ini tidak selalu

berbentuk hardware (buku, modul, alat bantu pembelajaran di kelas dan

laboratorium), tetapi bisa juga perangkat lunak (software) seperti program untuk

pengolahan data, pembelajaran di kelas, perpustakaan atau laboratorium, ataupun

model-model pendidikan, pembelajaran pelatihan, bimbingan, evaluasi,

manajemen, dan lain-lain. Langkah-langkah dari proses ini biasanya disebut

sebagai siklus Research and Development (R&D), yang terdiri dari mempelajari

temuan penelitian yang berkaitan dengan produk yang akan dikembangkan,

mengembangkan produk berdasarkan temuan ini, bidang pengujian dalam

pengaturan dimana akan digunakan pada akhirnya, dan merevisinya untuk

memperbaiki kekurangan yang ditemukan dalam tahap mengajukan pengujian.

Dalam program yang lebih ketat dari penelitian pengembangan, siklus ini diulang

sampai data uji menunjukkan bahwa produk tersebut memenuhi tujuan perilaku

yang telah didefinisikan. (Universitas Pendidikan Genesha, 2016)

Menurut Borg & Gall dalam (Haryati, 2012) mengembangkan 10 tahapan

dalam mengembangkan model, yaitu:

1. Research and Information Collecting, termasuk dalam langkah ini antara

lain studi literatur yang berkaitan dengan permasalahan yang dikaji,

Page 17: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

11

pengukuran kebutuhan, penelitian dalam skala kecil, dan persiapan untuk

merumuskan kerangka kerja penelitian.

2. Planning, termasuk dalam langkah ini menyusun rencana penelitian yang

meliputi merumuskan kecakapan dan keahlian yang berkaitan dengan

permasalahan, menentukan tujuan yang akan dicapai pada setiap tahapan,

desain atau langkah-langkah penelitian dan jika mungkin/diperlukan

melaksanakan studi kelayakan secara terbatas.

3. Develop Preliminary Form of Product, yaitu mengembangkan bentuk

permulaan dari produk yang akan dihasilkan. Termasuk dalam langkah ini

adalah persiapan komponen pendukung, menyiapkan pedoman dan buku

petunjuk, dan melakukan evaluasi terhadap kelayakan alat-alat pendukung.

Preliminary Field Testing, yaitu melakukan uji coba lapangan awal dalam

skala terbatas, dengan melibatkan misalnya 1 sampai dengan 3 sekolah,

dengan jumlah 6-12 subyek. Pada langkah ini pengumpulan dan analisis

data dapat dilakukan dengan cara wawancara, observasi atau angket.

4. Main Product Revision, yaitu melakukan perbaikan terhadap produk awal

yang dihasilkan berdasarkan hasil uji coba awal. Perbaikan ini sangat

mungkin dilakukan lebih dari satu kali, sesuai dengan hasil yang

ditunjukkan dalam uji coba terbatas, sehingga diperoleh draft produk

(model) utama yang siap diuji coba lebih luas.

5. Main Field Testing, biasanya disebut uji coba utama yang melibatkan

khalayak lebih luas, yaitu misalnya 5 sampai 15 sekolah, dengan jumlah

subyek 30 sampai dengan 100 orang. Pengumpulan data dilakukan secara

kuantitatif, terutama dilakukan terhadap kinerja sebelum dan sesudah

penerapan ujicoba. Hasil yang diperoleh dari uji coba ini dalam bentuk

evaluasi terhadap pencapaian hasil uji coba (desain model) yang

dibandingkan dengan kelompok kontrol. Dengan demikian, pada

umumnya langkah ini menggunakan rancangan penelitian eksperimen.

6. Operational Product Revision, yaitu melakukan perbaikan atau

penyempurnaan terhadap hasil uji coba lebih luas, sehingga produk yang

dikembangkan sudah merupakan desain model operasional yang siap

divalidasi.

Page 18: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

12

7. Operational Field Testing, yaitu langkah uji validasi terhadap model

operasional yang telah dihasilkan. Dilaksanakan misalnya pada 10 sampai

dengan 30 sekolah melibatkan 40 sampai dengan 200 subyek. Pengujian

dilakukan melalui angket, wawancara, dan observasi dan analisis hasilnya.

Tujuan langkah ini adalah untuk menentukan apakah suatu model yang

dikembangkan benar-benar siap dipakai di sekolah tanpa harus dilakukan

pengarahan atau pendampingan oleh peneliti/pengembang model.

8. Final Product Revision, yaitu melakukan perbaikan akhir terhadap model

yang dikembangkan guna menghasilkan produk akhir (final).

9. Dissemination and Implementation, yaitu langkah menyebarluaskan

produk/model yang dikembangkan kepada khalayak/masyarakat luas,

terutama dalam kancah pendidikan. Langkah pokok dalam fase ini adalah

mengkomunikasikan dan mensosialisasikan temuan/model, baik dalam

bentuk seminar hasil penelitian, publikasi pada jurnal, maupun pemaparan

kepada stakeholders yang terkait dengan temuan penelitian.

Gambar 5. Pendekatan R&D menurut Borg and Gall

Pendekatan R&D dalam penelitian ini meliputi sepuluh langkah. Adapun

bagan langkah-langkah penelitiannya seperti ditunjukkan pada gambar di atas.

Untuk dapat memahami tiap langkah pada gambar di atas tersebut dapat

dijelaskan sebagai berikut:

Page 19: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

13

1. Studi Pendahuluan (Research and Information Collecting)

Langkah pertama ini meliputi analisis kebutuhan, studi pustaka, studi

literatur, penelitian skala kecil dan standar laporan yang dibutuhkan.

a. Analisis kebutuhan: produk robot berkaki enam yang dihasilkan dalam

penelitian ini merupakan sarana yang sangat penting dibutuhkan

Universitas Pendidikan Ganesha dalam mengikuti Kontes Robot

Pemadam Api (KRPAI) divisi robot berkaki. SDM mahasiswa

dibawah bimbingan dosen dari Prodi D3 Teknik Elektronika, Jurusan

Teknologi Industri, Fakutas Teknik dan Kejuruan, Universitas

Pendidikan Ganesha akan bekerja sama menyusun software dan

hardware yang membentuk sistem di dalam produk robot berkaki

enam yang dihasilkan. Waktu penelitian selama satu tahun merupakan

waktu yang cukup untuk mengembangkan produk robot berkaki enam

sekaligus menguji kelayakannya.

b. Studi literatur: proses pengumpulan informasi tentang robot berkaki

enam termasuk didalamnya mencari artikel ataupun jurnal penelitian.

c. Riset skala kecil: penelitian skala kecil yang akan dilakukan meliputi

percobaan membuat simulasi bodi robot dan arah pergerakannya

menggunakan software SolidWorks.

2. Merencanakan Penelitian (Planning)

Setelah melakukan studi pendahuluan, pengembangan dapat melanjutkan

langkah kedua, yaitu merencanakan penelitian. Perencanaan penelitian

R&D meliputi: 1) merumuskan tujuan penelitian; 2) memperkirakan dana,

tenaga, dan waktu; 3) merumuskan kualifikasi peneliti dan bentuk-bentuk

partisipasinya dalam penelitian.

3. Pengembangan Desain (Develop Preliminary of Product)

Langkah ini meliputi: 1) menentukan desain produk yang akan

dikembangkan (desain hipotetik); 2) menentukan sarana dan prasarana

penelitian yang dibutuhkan selama proses penelitian dan pengembangan;

3) menentukan tahap-tahap pelaksanaan uji desain di lapangan; 4)

menentukan deskripsi tugas pihak-pihak yang terlibat dalam penelitian.

Page 20: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

14

4. Uji Produk secara Terbatas (Preliminary Field Testing)

Langkah ini merupakan uji produk secara terbatas. Langkah ini meliputi:

1) melakukan uji lapangan awal terhadap desain produk; 2) bersifat

terbatas, baik substansi desain maupun pihak-pihak yang terlibat; 3) uji

lapangan awal dilakukan secara berulang-ulang sehingga diperoleh desain

layak, baik substansi maupun metodologi.

5. Revisi Hasil Uji Lapangan Terbatas (Main Product Revision)

Langkah ini merupakan perbaikan model atau desain berdasarkan uji

lapangan terbatas. Penyempurnaan produk awal akan dilakukan setelah

dilakukan uji coba lapangan secara terbatas. Pada tahap penyempurnaan

produk awal ini, lebih banyak dilakukan dengan pendekatan kualitatif.

Evaluasi yang dilakukan terlebih pada evaluasi terhadap proses, sehingga

perbaikan yang dilakukan bersifat perbaikan internal.

6. Uji produk secara lebih luas (Main Field Test)

Langkah ini merupakan uji produk secara lebih luas. Langkah ini meliputi

1) melakukan uji efektivitas desain produk; 2) uji efektivitas desain, pada

umumnya menggunakan teknik eksperimen model pengulangan; 3) hasil

uji lapangan adalah diperoleh desain yang efektif, baik dari sisi substansi

maupun metodologi.

7. Revisi Hasil Uji Lapangan Lebih Luas (Operational Product Revision)

Langkah ini merupakan perbaikan kedua setelah dilakukan uji lapangan

yang lebih luas dari uji lapangan yang pertama. Penyempurnaan produk

dari hasil uji lapangan lebih luas ini akan lebih memantapkan produk yang

kita kembangkan, karena pada tahap uji coba lapangan sebelumnya

dilaksanakan dengan adanya kelompok kontrol. Desain yang digunakan

adalah pretest dan posttest. Selain perbaikan yang bersifat internal,

penyempurnaan produk ini didasarkan pada evaluasi hasil sehingga

pendekatan yang digunakan adalah pendekatan kuantitatif.

8. Uji Kelayakan (Operational Field Testing)

Langkah ini meliputi sebaiknya dilakukan dengan skala besar: 1)

melakukan uji efektivitas dan adaptabilitas desain produk; 2) uji efektivitas

dan adaptabilitas desain melibatkan para calon pemakai produk; 3) hasil

Page 21: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

15

uji lapangan adalah diperoleh model desain yang siap diterapkan, baik dari

sisi substansi maupun metodologi.

9. Revisi Final Hasil Uji Kelayakan (Final Product Revision)

Langkah ini akan lebih menyempurnakan produk yang sedang

dikembangkan. Penyempurnaan produk akhir dipandang perlu untuk lebih

akuratnya produk yang dikembangkan. Pada tahap ini sudah didapatkan

suatu produk yang tingkat efektivitasnya dapat dipertanggungjawabkan.

Hasil penyempurnaan produk akhir memiliki nilai “generalisasi” yang

dapat diandalkan.

10. Desiminasi dan Implementasi Produk Akhir (Dissemination and

Implementation)

Laporan hasil dari penelitian ini didesiminasi dan dipublikasi secara

ilmiah. Publikasi ilmiah berupa paper/artikel berkaitan dengan produk

robot berkaki enam dan yang dipublikasikan dalam jurnal nasional.

3.2 Rancangan Penelitian

Pengembangan robot berkaki enam yang mampu berjalan dalam suatu

arena pertandingan yang menyerupai labirin (maze wall) dan mampu mengikuti

dinding (wall follower) terdiri dari 3 (tiga) tahapan, antara lain: perancangan

mekanik robot, perancangan metode pergerakan sendi pada kaki robot (gait), dan

perancangan algoritma pergerakan robot mengikuti dinding (wall follower).

3.2.1 Perancangan Mekanik Robot

Mekanik robot di desain berbahan dasar dari kayu balsa yang ringan, kuat,

dan tentunya ramah lingkungan. Kayu balsa banyak digunakan untuk bahan papan

surving (selancar), kano, pelampung, raket tenis meja dan pesawat olahraga

terbang layang (aeromodeling). Beda dengan kayu albisia, kapuk dan pulai, kayu

balsa cukup kuat, hingga bisa dijadikan bahan kerangka bangunan. Kuat tetapi

ringan, kayu balsa tidak akan mudah patah atau roboh apabila terjadi guncangan.

Selain karena ringan dan kuat, kestabilan konstruksi bangunan juga ikut

ditentukan pula oleh teknik penyambungan potongan dan belahan kayu.

Page 22: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

16

Gambar 6. Perancangan Mekanik Robot Tampak Atas dan Samping

Gambar 7. Perancangan Mekanik Robot menggunakan Kayu Balsa

3.2.2 Perancangan Metode Gait

Gait adalah pola pergerakan sendi, baik itu pada hewan maupun manusia.

Gait pada hewan terbentuk berdasarkan kebutuhan akan kecepatan gerak, kondisi

habitat, dan pergerakan. Pada robot berkaki, ada beberapa pilihan kombinasi gait,

yaitu gait untuk 2 kaki (Biped), 4 kaki (Quadrapod), atau 6 kaki (Hexapod).

Berdasarkan pada pola pergerakan sendi atau gait pada hexapod dapat

dibedakan menjadi beberapa macam. Beberapa diantaranya adalah tripod gait.

Tripod gait merupakan pola gerak berjalan yang terdiri dari kaki depan dan kaki

belakang serta kaki tengah pada sisi lainnya, gait ini melangkah dengan 3 kaki

atau tripod pada satu waktu. Untuk setiap tripod, kaki diangkat, diturunkan, dan

digerakkan maju mundur secara bersamaan. Pada saat berjalan, hexapod

menggunakan kedua tripod-nya untuk melangkah dari satu kaki ke kaki lain. Hal

ini disebabkan karena 3 kaki selalu berada di tanah, maka gait tersebut akan selalu

stabil.

Page 23: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

17

3.2.3 Perancangan Algoritma Wall Follower

Wall follower merupakan salah satu metode navigasi yang digunakan

untuk menyusuri kontur dinding. Metode ini biasanya digunakan robot yang

memiliki kemampuan menyusuri dinding atau labirin untuk menyelesaikan misi-

misi tertentu. Pada dasarnya algoritma ini bertujuan untuk menjaga agar jarak

robot pada dinding tetap pada batas yang diinginkan sementara robot terus

bergerak maju.

Cara kerja algoritma wall follower adalah dengan mengatur jarak dinding

dengan robot tetap konstan. Bila terjadi perubahan, maka robot akan bergerak

untuk kemudian menyesuaikan jarak lagi. Ketika jarak robot terhadap dinding

terlau jauh, maka robot akan mendekat. Begitu sebaliknya ketika menabrak atau

jarak terlalu dekat dengan dinding maka robot akan menjauh. Proses ini akan

dilakukan secara berulang-ulang.

Ada empat metode dari wall follower, yaitu:

1. Contact

Robot menggunakan saklar mekanik yang mendeteksi sentuhan dengan

dinding. Ini adalah metode yang paling mudah namun saklar akan

cenderung mengalami kerusakan mekanis setelah beberapa waktu bila

terlalu sering menyentuh dinding.

Gambar 7. Wall Follower dengan Metode Contact

2. Active Sensor (Noncontact)

Robot menggunakan sensor aktif yang beroperasi dalam jarak dekat seperti

infra merah atau ultrasonik untuk mengukur jarak antara dinding dengan

robot.

Page 24: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

18

Gambar 8. Wall Follower dengan Metode Active Sensor

3. Passive Sensor (Noncontact)

Robot memakai sensor pasif seperti saklar hall effect untuk mengukur

jarak antara robot dengan dinding. Dinding harus berbahan logam atau

terpasang kabel elektrik agar sensor dapat menangkap medan magnetik

saat robot mendekati dinding.

Gambar 9. Wall Follower dengan Metode Passive Sensor

4. Soft-Contact

Robot menggunakan bahan mekanik untuk mendeteksi sentuhan dengan

dinding, namun sentuhan ini diperhalus dengan memasang material lunak

atau lentur. Contohnya, roda dari busa atau karet. Kelebihan dari metode

ini adalah berkurangnya kerusakan pada mekanis. Namun, metode ini

memerlukan sentuhan, sehingga akan cenderung mengalami kerusakan

mekanis setelah beberapa waktu bila terlalu sering menyentuh dinding.

Page 25: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

19

Gambar 10. Wall Follower dengan Metode Soft-Contact

3.3 Lokasi Penelitian

Pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding ini difokuskan pada

Lab. Elektronika, Lab. Robotika, dan Lab. Komputer di Prodi D3 Teknik

Elektronika, Jurusan Teknologi Industri, Fakultas Teknik dan Kejuruan,

Universitas Pendidikan Ganesha.

3.4 Teknik Pengumpulan Data

Data yang akan dikumpulkan pada pengembangan robot berkaki enam

pengikut dinding ini meliputi data pengujian sensor jarak (ultrasonik), dan

pengujian gerak robot di luar maupun dalam labirin.

Data yang telah dikumpulkan kemudian dianalisa untuk mengetahui

kinerja dari robot berkaki enam pengikut dinding ini secara keseluruhan. Hasil

analisis data kemudian dikaji kembali untuk melihat faktor-faktor yang perlu

ditambahkan maupun diperbaiki untuk pengembangan selanjutnya. Teknik

analisis data akan mengacu pada tujuan penelitian yang telah ditetapkan

sebelumnya.

3.5 Analisis Data

Untuk mencapai tujuan penelitian secara efektif, dalam penelitian ini

diterapkan analisis menggunakan konsep SMART. Konsep SMART (Specific,

Measurable, Achievable, Realistic, Time-based) pertama kali digunakan oleh

Page 26: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

20

George T. Doran pada tahun 1981. Pengertian masing-masing istilah tersebut

diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Spesifik (Specific)

Tujuan yang ditetapkan harus jelas dan spesifik. Jelas akan membantu

menguraikan apa yang akan dilakukan, sedangkan spesifik akan membuat

segala upaya dalam penelitian ini agar fokus pada target yang akan

dicapai. Tujuan yang jelas dan spesifik telah dibahas pada Bab 1.

2. Terukur (Measurable)

Apa yang ingin dicapai haruslah bisa diukur, misalnya seberapa kuat,

seberapa sering, seberapa banyak, atau seberapa dalam.

3. Tercapai (Achievable)

Tujuan yang ditetapkan haruslah bisa dicapai. Dengan begitu, peneliti akan

berkomitmen untuk mencapainya dengan sungguh-sungguh. Jangan

sampai tujuan yang ditetapkan tidak mungkin tercapai. Dalam hal ini,

tujuan yang ditetapkan dalam Bab 1 merupakan butir-butir tujuan yang

dapat dicapai. Ketercapaian tujuan akan dibahas pada laporan akhir setelah

penelitian ini selesai dilakukan.

4. Masuk akal (Realistic)

Realistis atau masuk akal adalah hal lain yang harus dipenuhi oleh tujuan

yang ingin dicapai. Jangan membuat tujuan yang terlalu sulit sehingga

tidak mungkin untuk dicapai atau membuat tujuan yang tidak sejalan

dengan keinginan atau hasrat hati. Tujuan yang tercantum dalam Bab 1

sangat realistik dan memang itulah tujuan yang diharapkan dari hasil

penelitian ini.

5. Time-Based

Penelitian ini direncanakan berlangsung selama satu tahun.

Page 27: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

21

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Perancangan dan pembuatan robot hexapoda ini terdiri dari 3 (tiga)

tahapan, yaitu perancangan mekanik robot, perancangan sistem kontrol, dan

perancangan algoritma pemrograman. Mekanik robot di desain berbahan dasar

akrilik bening dengan ketebalan 5 mm. Setiap kaki robot hexapoda dirancang

memiliki dua ruas dengan tiga derajat kebebasan, yaitu naik-turun untuk ruas

pertama dan kedua, serta maju-mundur untuk kedua ruas sekaligus.

Gambar 15. Perancangan Pergerakan Kaki Robot Hexapoda untuk Gerak Vertikal

Gambar 16. Perancangan Pergerakan Kaki Robot Hexapoda untuk Gerak

Horisontal

Page 28: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

22

Gambar 17. Perancangan Mekanik Robot Hexapoda Keseluruhan

Pada setiap kaki robot digerakkan oleh 3 buah motor servo, sehingga

jumlah keseluruhan motor servo yang digunakan pada mekanik robot hexapoda

adalah 16 buah. Satu buah motor servo memiliki 3 pin (Vcc, Gnd, Signal) yang

dihubungkan ke sistem kontrol (Arduino Mega). Jenis motor servo yang

digunakan, yaitu Hitec HS-645MG. Motor servo adalah sebuah motor dengan

sistem umpan balik tertutup dimana posisi dari motor akan diinformasikan

kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo terdiri

dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dam 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.

Gambar 18. Motor Servo Hitec HS-645MG

Untuk mengontrol 18 motor servo tersebut digunakan rangkaian driver

motor servo jenis PCA9685 16 channel, karena 1 buah driver motor servo

maksimal hanya bisa mengatur 16 motor servo maka digunakan 2 buah rangkaian

driver motor servo (setiap rangkaian driver motor servo mengatur 9 motor servo).

Page 29: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

23

Gambar 19. Driver Motor Servo PCA9685

PCA9685 yang memiliki fitur 16 kanal PWM dengan hanya menggunakan

2 pin port i2c/twi. Tidak hanya itu, jika 16 kanal PWM masih dinilai kurang, kita

masih bisa menggandakan jumlah kanal PWM dengan mengekspansi modul

PCA9685 hingga 62 modul (atau setara dengan 992 kanal PWM). Dengan

penggunaan driver motor servo tersebut dapat menghemat penggunaan pin pada

Arduino Mega yang hanya 2 buah.

Gambar 20. Jumper Pin PCA9685

Pada perancangan sistem kontrol robot hexapoda digunakan Arduino

Mega 2560. Arduino Mega 2560 merupakan kontroler yang menggunakan

ATmega 2560 sebagai prosesornya. Arduino Mega 2560 memiliki pin input dan

output digital sebanyak 54 pin. Dari 54 pin tersebut 15 pin diantaranya digunakan

untuk output PWM. Selain itu, terdapat 16 pin yang digunakan untuk input analog

dan untuk UART ( Universal Asynchronous Receiver Transmitter ) terdapat 4 pin.

Sumber daya yang digunakan untuk Arduino Mega 2560 ini bersumber

dari luar yang didapatkan dari catu daya eksternal. Arduino Mega 2560 dapat

Page 30: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

24

bekerja pada tegangan 6-20 volt. Namun, apabila tegangan yang digunakan

melebihi 12 volt maka arus yang mengalir akan besar sehingga akan membuat

PCB ( Printed Circuit Board) menjadi panas. Panas yang berlebihan dapat

mengakibatkan kerusakan. Apabila tegangan yang digunakan kurang dari 7 volt

maka tegangan yang didapatkan tidak akan stabil. Oleh karena itu, tegangan yang

dianjurkan adalah antara 7-12 volt agar kontroler dapat bekerja dengan baik.

Gambar 21. Arduino Mega 2560

Pada perancangan algoritma pemrograman menggunakan software

Arduino (IDE). IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment

Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi

yang digunakan untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan

karena melalui software inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan

fungsi-fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino

menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. 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.

Page 31: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

25

Gambar 22. Software Arduino IDE

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.

Sebelum dilakukan pemrograman menggunakan Arduino IDE, terlebih

dahulu dirancang pola pergerakan robot hexapoda. Pola pergerakan robot

hexapoda dirancang agar dapat bergerak maju lurus, maju berbelok, dan maju

berputar dengan pola gerakan yang maksimal. Terdapat beberapa metode

pergerakan kaki robot hexapoda, di antaranya adalah ripple gait, wave gait, dan

tripod gait.

Gambar 23. Ilustrasi Pergerakan Kaki Robot Hexapoda dalam Berbagai Metode

Namun, hanya metode tripod gait yang diaplikasikan pada kaki robot

hexapoda ini. Pada metode tripod gait, robot berjalan dengan mengangkat 3 buah

kaki pada satu waktu dan meninggalkan 3 kaki lainnya sebagai pijakan. Dengan

Page 32: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

26

menggunakan metoda ini 1 siklus dapat diselesaikan dalam 2 langkah sehingga

memungkinkan robot dapat bergerak cepat.

Gambar 24. Ilustrasi Pergerakan Kaki Robot Hexapoda dalam Metode Tripod

Gait

Prinsip kerja sistem dari penelitian ini, yaitu dimulai saat pertama kali

Arduino Mega pada robot hexapoda diberi tegangan 9V dan 12V maka lampu

indikator akan menyala dan robot hexapoda siap bergerak karena sudah diberi

logika pola gerak tripod gait.

4.2 Pegujian dan Pembahasan

Setelah selesai pada tahap perancangan, maka dilanjutkan dengan tahap

pengujian. Pada tahap ini, diuji waktu yang dapat ditempuh oleh robot hexapoda

dalam melakukan pergerakan maju lurus, maju berbelok (kanan/kiri) 90 derajat,

dan maju berputar (kanan/kiri) 180 derajat. Pengujian dilakukan dalam ruang

tertutup dengan bentuk permukaan jalan rata berbahan keramik.

Gambar 25. Robot Hexapoda Tampak Depan

Page 33: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

27

Gambar 26. Robot Hexapoda Tampak Atas

Pengukuran waktu tempuh pergerakan robot hexapoda diperoleh dengan

cara diukur menggunakan stopwatch dan mengukur jarak tempuh dalam satuan

centimeter. Pengukuran arah belok dan berputar diukur dengan cara menentukan

sudut awal dan sudut akhir yang dicapai oleh pergerakan robot hexapoda.

Tabel 1. Pergerakan Jalan Maju Lurus

Pengujian Jarak (cm) Waktu (s)

1 30 5.3

2 30 5.3

3 30 5.2

4 30 5.1

5 30 4.9

6 30 4.9

7 30 4.9

8 30 4.8

9 30 4.8

10 30 4.8

Rata-rata 30 5

Kecepatan 6 cm/s

Page 34: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

28

Tabel 2. Pergerakan Jalan Maju Berbelok 90 Derajat

Pengujian Sudut (0) Waktu (s)

1 90 5.2

2 90 5.2

3 90 5.1

4 90 5.1

5 90 5

6 90 5

7 90 4.9

8 90 4.9

9 90 4.8

10 90 4.8

Rata-rata 90 5

Kecepatan 180/s

Tabel 3. Pergerakan Jalan Maju Berputar 180 Derajat

Pengujian Sudut (0) Waktu (s)

1 180 10.3

2 180 10.2

3 180 10.1

4 180 10

5 180 10

6 180 10

7 180 9.9

8 180 9.9

9 180 9.8

10 180 9.8

Page 35: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

29

Rata-rata 180 10

Kecepatan 180/s

Page 36: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

30

BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan yang telah dijelaskan sebelumnya, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa penerapan pergerakan metode tripod gait pada robot

hexapoda menghasilkan rata-rata kecepatan maju lurus 6 cm/s, dan mampu

melakukan pergerakan berbelok dan berputar dengan rata-rata kecepatan 18

derajat per detik. Robot hexapoda mampu bergerak dengan sempurna pada

permukaan jalan yang rata/datar berbahan keramik (lantai).

Page 37: UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA€¦ · pengembangan robot berkaki enam pengikut dinding tim pengusul ketut udy ariawan, s.t., m.t. (ketua) nidn 0023017910 i gede nurhayata, s.t.,

31

DAFTAR PUSTAKA

Gumelar, A. W., Syauqy, D., & Akbar, S. R. (2018). Implementasi Metode

Simple Maze Wall Follower Dengan Menggunakan Free RTOS Pada Robot

Maze. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer,

2(11).

Hartono, R., & Jaenudin, A. K. (2016). Implementasi Sistem Navigasi Wall

Following Masukan Sensor Ultrasonik Menggunakan Metode Tuning

Kendali PID. Telekontran, 5(2), 7–41.

Haryati, S. (2012). Research and Development (R&D) Sebagai Salah Satu Model

Penelitian dalam Bidang Pendidikan. Research And Development (R&D)

Sebagai Salah Satu Model Penelitian Dalam Bidang Pendidikan, 37(1), 11–

26.

Loe, I. A., & Purba, R. (2012). Realisasi Robot Firefighting Berkaki untuk

Perlombaan KRCI Berkaki 2012. Kristen Maranatha.

Saefullah, A., Sunandar, E., & Rifai, M. N. (2017). Prototipe Robot Pengantar

Makanan Berbasis Arduino Mega dengan Interface Web Browser. STMIK

Raharja Jurusan Sistem Komputer, 10(2), 269–279.

Setiawan, S., Firdaus, Rahmadya, B., & Derisma. (2015). Penerapan Invers

Kinematika Untuk Pergerakan Kaki Robot Biped, (November), 1–9.

Shinta, P., & Dedy, H. (2015). Pergerakan Kaki Pada Robot Hexapod.

Universitas Pendidikan Genesha, U. (2016). Pedoman Penulisan Karya Ilmiah

Tugas Akhir, Skripsi, Tesis, dan Disertasi. Singaraja.

Zulaikha, Dwi Wibawa, I. P., & Ekaputri, C. (2017). Sistem Pengendali Gerak

Robot Berbasis Pengikut Dinding dan Pengikut Garis. In e-Proceeding of

Engineering (Vol. 4, pp. 3145–3156).