Kami mengumpilkan dua buah referensi tugas akhir kami sebagai berikut :
1. Dextar Five Bar Parallel Robot
Gambar 1.1 Dextar Five Bar Parallel Robot
(Sumber: Assemblymag.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021)
Gambar di atas merupakan referensi pertama kami dalam merancang robot paralel 2 sumbu. Robot tersebut dibekali dengan mekanisme untuk naik turun dari End Effector.
3
2. Codian Robotics Delta Robot D2-500-S020
Gambar 1.2 Codian Robotics Delta Robot D2-500-S020 (Sumber: Directindustry.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021)
Gambar di atas merupakan referensi kedua kami dalam merancang robot paralel 2 sumbu. Robot tersebut dibekali dengan dua motor stepper dan posisi lengan yang vertikal. Dilengkapi End Effector yang penempatannya sudah sejajar dengan lengan robot tersebut sehingga lebih fleksibel dalam memindahkan barang.
I.5 SOLUSI TERPILIH
Berdasarkan referensi di atas kami menggunakan rancangan referensi yang kedua yaitu robot dengan posisi lengan vertikal dikarenakan untuk pemrograman lebih mudah untuk diterapkan dan posisi vertikal lebih memungkinkan untuk memindahkan barang lebih fleksibel.
4
BAB II
PERANCANGAN ALAT
II.1 DESKRIPSI ALAT
Robot ini digunakan untuk mendistribusikan benda dari satu tempat ke tempat lain. Untuk rangka dari robot keseluruhan terbuat dari Aluminium sedangkan alas dari robot ini menggunakan akrilik bening tebal. Actuator dari robot ini menggunakan Motor Stepper NEMA17 yang ditransmisikan dengan roda gigi rasio 1:4 sehingga gerakan motor bisa lebih halus. Putaran dari motor menghasilkan gerakan lengan yang disambungkan dengan elektromagnet sebagai gripper untuk memindahkan barang dari titik satu ke titik lain.
II.2 PERANCANG MEKANIK
Gambar 2.1 Gambar Rancangan Mekanik
5
Alat ini dilengkapi dengan mekanik yang sangat memperhatikan perhitungan di antara kedua lengan tersebut. Dengan rancangan seperti di atas robot ini bisa bergerak sangat fleksibel tetapi tetap masih memperhatikan tingkat kekuatan rangka di kedua lengan tersebut.
II.3 PERANCANG ELEKTRIK
Gambar 2.2 Skema Perancangan Elektrik
Robot ini menggunakan driver motor tipe TB6600 sehingga motor dapat dikontrol mulai dari kecepatan hingga putaran motor untuk menggerakkan kedua lengan.
6
II.4 PERANCANGAN KENDALI
II.4.1 Keterangan Remote
Gambar 2.3 Remote
1. Tombol Merah Besar:
Menjeda sequential pemindahan benda 2. Tombol Putih:
Menuju posisi home 3. Tombol Biru:
Melaksanakan sequential pemindahan benda 4. Tombol Merah Kecil:
Menonaktifkan/mengaktifkan motor
7 II.4.2 Diagram Alir Sistem
Gambar 2.4 Diagram Alir Pengoperasian Alat
8
BAB III HASIL ALAT
III.1 SPESIFIKASI ALAT
Robot ini mempunyai lebar 350 mm dan tinggi 428 mm dengan dua motor stepper sebagai penggerak lengan robot yang masing-masing dipasang limit switch sebagai pendeteksi posisi awal lengan robot. Pada bagian ujung
lengan ada sebuah elektromagnet untuk mengangkat benda logam.
Gambar 3.1 Gambar 3D
Di atas merupakan gambar desain dari robot kami dengan desain tersebut robot kami mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Berat : 4 Kg
Daya Masukan : 220 VAC dan 12VDC
Berat yang dapat diangkat : 500 gram
9
Fitur : Kendali berbentuk Hand-Console, Bisa
diposisikan secara manual Kecepatan pemindahan : ± 6 detik
Gambar 3.2 Elektromagnet
Di atas merupakan gambar elektromagnet dari robot kami.
Elektromagnet ini dapat mengangkat benda logam dengan berat 2.5 kg, tetapi di sini kami membatasi berat yang mampu diangkat oleh robot kami yaitu 500 gram.
10
Gambar 3.3 Timming Gear & Belt Tampak Depan
Gambar di atas merupakan Timming Gear & Belt sebagai penyalur gerak motor ke poros lengan robot dengan ukuran 15T (As motor) 60T (As lengan) dan rasio 1:4 sehingga memungkinkan lengan robot bergerak lebih halus dan motor akan lebih kuat berputar waktu mengangkat benda logam.
Gambar 3.4 Robot Paralel 2 Sumbu Tampak Belakang Bagian Penggerak
11
Berikut merupakan gambar robot tampak belakang dengan sumber penggerak 2 motor stepper Nema17.
Gambar 3.5 Box Controller
Box Controller terdapat 1 buah Arduino UNO dan 1 buah Arduino MEGA sebagai micro-controller driver motor robot.
III.2 KOMPONEN-KOMPONEN ALAT Tabel 3.1
Daftar Komponen Mekanik
NO Komponen Mekanik Spesifikasi
1 Aluminium Profile − Fungsi: Sebagai rangka robot
− Ukuran 30x30mm
− Jumlah 2 buah
12
2 Bantalan Poros − Fungsi : Mengurangi
gesekan lengan robot
− Tipe: 6001 2RS, 676ZZ,
Aluminium profil dengan komponen
− Ukuran M6
− Jumlah 6 buah
5 Pelat Aluminium − Fungsi: Sebagai lengan
robot
− Ukuran 100x20x2mm, 200x20x2mm
13
7 Pelat Akrilik − Fungsi: Sebagai alas robot
dan ujung lengan robot (tempat menempatkan Elektromagnet)
− Ukuran: 350x150x10mm, 150x25x10mm
− Total 3 buah
8 Timming Gear & Belt − Fungsi: Menaikkan torsi motor, Memperhalus
gesekan antar lengan
− Ukuran: Untuk Ø8mm
− Total 6 buah
14 Tabel 3.2
Daftar Komponen Elektrik
NO Komponen Mekanik Spesifikasi
1 Limit Switch − Fungsi: Kalibrasi posisi
lengan robot
− Tipe: Micro Limit Switch
− Jumlah 2 buah
2 Motor Stepper − Fungsi: Penggerak lengan
robot
− Tipe: NEMA17
− Jumlah 2 buah
3 Microcontroller − Fungsi: Pengendali gerakan motor & sebagai PLC13
− Tipe: Arduino UNO &
15
5 Power Supply − Fungsi: Memasok sumber
daya ke komponen elektrik
− Spesifikasi: 12V 20A
− Jumlah 1 buah
6 Elektromagnet − Fungsi: Mengangkat benda
magnetis
− Spesifikasi: 12V 0.35A 2.5Kg
− Ukuran: 20x14.5mm
− Jumlah 1 buah
7 Integrated Circuit − Fungsi: Menstabilkan tegangan
16
9 Tombol − Fungsi: Memulai,
menghentikan sementara, me-reset, dan
mengaktifkan/menonaktifkan gerakan lengan
− Jumlah 4 buah
10 Relay − Fungsi: Sebagai saklar untuk
Elektromagnet
− Spesifikasi: 12VDC 1Channel
− Jumlah 1 buah
11 Keypad 4x4 − Fungsi: Mengatur posisi tiap
motor, menyimpan data posisi motor, dan saklar Elektromagnet
− Jumlah 1 buah
III.3 CARA KERJA ALAT
Robot memiliki 2 motor Stepper untuk menggerakkan lengan dan Elektromagnet. Pada saat pertama kali dinyalakan, robot otomatis kalibrasi menggunakan Limit Switch. Setelah proses kalibrasi selesai, benda bisa diletakkan di area kerja robot. Lalu tekan tombol Start untuk memulai sequential pemindahan benda.
17
Jika dirasa perlu menghentikan sequential, tekan tombol Stop. Setelah robot berhenti bergerak, tekan tombol Home untuk mengalibrasi ulang posisi robot. Namun kalau robot tidak dihentikan, tidak perlu menekan Home untuk mengalibrasi dikarenakan setelah proses pemindahan barang selesai, otomatis akan melakukan kalibrasi.
Untuk mengatur posisi robot, Hand-Console harus disambung terlebih dahulu. Jika sudah, bisa melihat Menu yang ada di layar. Tekan tombol C untuk mengatur posisi motor. Masukkan posisi untuk motor 1, jika sudah tekan tombol B untuk memasukkan posisi motor 2. Jika sudah dimasukkan 15 semua, tekan tombol A untuk mencoba apakah posisi motor sudah sesuai. Jika sudah sesuai, tekan * untuk kembali ke menu utama dan tekan tombol D untuk menyimpan. Jika sudah memasukkan posisi minimal 5, maka sequential sudah jadi dan untuk menjalankan robot, hand-console harus dilepas terlebih dahulu.
Untuk memulai sequential, tekan tombol Start (Biru) untuk memulai sequential. Robot akan mengeksekusi tiap-tiap posisi secara urut dari posisi 1
hingga posisi terakhir. Jika robot sudah sampai di posisi terakhir, robot akan mengalibrasi ulang.
18
BAB IV PENUTUP
IV.1 KESIMPULAN
Tabel kepresisian robot dalam memindahkan benda dengan percobaan pertama menjadi acuan:
Tabel 4.1 Reliabilitas Pengujian
Adapun kelebihan dari 2-Axis Parallel Robot ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat diposisikan secara manual dengan keypad.
2. Pengoperasian mudah.
Adapun kekurangan dari 2-Axis Parallel Robot ini adalah sebagai berikut:
1. Kurang presisi dikarenakan posisi home selalu baru tiap sequential.
2. Material yang kurang kuat sehingga beban yang dapat diangkat hanya 500gr saja.
19
Robot sudah sesuai dengan target dikarenakan pemindahan benda hanya bergeser di bawah 5 mm dan proses pemindahan hanya memerlukan waktu 6 detik saja.
IV.2 PROSPEK PENGEMBANGAN ALAT
Kemungkinan pengembangan yang bisa ditambahkan pada 2-Axis Parallel Robot adalah:
1. Penambahan mekanik untuk menyejajarkan elektromagnet dengan lantai.
2. End Effector bisa diganti-ganti sesuai kebutuhan.
20
DAFTAR PUSTAKA
Arduino.cc. 2021. Serial. www.arduino.cc. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Assembly Mag. 2013. “Researchers Create Double-SCARA Parallel Robot”.
Assemblymag.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Directindustry. 2021. Delta Robot D2-500-S020. www.directindustry.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Lifetech. 2021. Belajar Arduino (Video). YouTube. Diakses pada tanggal 28 Mei 2021.
www.youtube.com/channel/UCLwrpGTUYJLJaVg0Bkqbyrw.
Quanser. 2021. quanser.com. QNET Mechatronic Systems Board. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Scientist, Curious. 2021. Arduino with AccelStepper library and TB6600 Stepper Motor Controller (Video). YouTube. Diakses pada tanggal 28 Mei 2021.
www.youtube.com/watch?v=CC4nBDcz6Xs&ab_channel=CuriousScientist.
Zibu. 2020, 15 Mei. Parallel SCARA Plotter (Video). YouTube. Diakses pada tanggal 28 Mei 2021. www.youtube.com/watch?v=a46DMy_3xc4&ab_channel=Zibu.
Zibu. 2020, 15 Mei. Parallel SCARA Plotter v2 (Video). YouTube. Diakses pada tanggal 28 Mei 2021. https://www.youtube.com/watch?v=a46DMy_3xc4&ab _channel=Zibu.
Zibu. 2021, 1 Februari. Parallel SCARA Plotter v3 (Video). YouTube. Diakses pada tanggal 28 Mei 2021. https://www.youtube.com/watch?v=4yyozFsPI_I.
Zibula, Andres. 2017. Parallel SCARA Stylus. github.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Zibula, Andres. 2020. Parallel SCARA Plotter. github.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
Zibula, Andres. 2021. Parallel SCARA Plotter v3. github.com. Diakses pada tanggal 3 Mei 2021.
21
LAMPIRAN
22
Gambar 5.1 Rangkaian Relay 1 Channel
Gambar 5.2 Rangkaian Mega
23
Gambar 5.3 Rangkaian Button 4 Channel
Gambar 5.4 Rangkaian Magnet
24
Gambar 5.5 Rangkaian UNO
Gambar 5.6 Rangkaian Limit Switch
25
Gambar 5.7 Datasheet Motor Stepper NEMA17
26
Gambar 5.8 Datasheet Driver Motor TB6600
27
Gambar 5.9 Datasheet Relay 12 VDC
28
Gambar 5.10 Datasheet LM78M05
29
Gambar 5.11 Datasheet Elektromagnet