Kontrol Wireless Bionik Robot Jari Tangan Menggunakan Arduino
Heru Andra Padillah1, Arif Gunawan2, Wahyuni Khabzli3 1,2,3
Program Studi Teknik Elektronika Telekomunikasi Politeknik Caltex Riau, email: [email protected]
Abstrak
Kontrol wireless merupakan pilihan yang tepat dalam perancangan bionik robot jari tangan. Bionik robot jari tangan merupakan sebuah robot berbentuk tangan manusia sungguhan, dimana memiliki lima jari yang menyerupai dan fungsi dari jari tangan manusia. Flex Sensor merupakan sensor yang berbentuk kawat lentur apabila di tekuk akan memunculkan perubahan resistansi, perubahan resistensi yang menghasilkan tegangan yang bervariasi yang akan di olah menjadi sebuah perintah ke Motor servo. Motor servo adalah motor dc yang mampu bekerja dua arah. Memanfaatkan motor servo sebagai penggerak Robot jari dari setiap jari tangan robot. Sedangkan sebagai pusat pengolahan data antara perintah Flex Sensor dengan motor servo di olah oleh mikrokontroler Arduino Uno. Pengontrolan bionik ini akan dilakukan secara wireless menggunakan modul KYL 500L.
Kata kunci: Flex Sensor 1, wireless 2, motor servo 3, arduino 4. Abstract
Wireless control is the right choice in the design of robotic bionic fingers. Bionic robot fingers is a real human hand shaped robot, which has five fingers that resemble and function of the human finger. Flex Sensor is a sensor in the form of wire bending when bending will bring a change in resistance, the resistance change which produces a varying voltage that will process into a command to the servo motor. Dc servo motor is a motor that can work both ways. Utilizing servo motor as the driving robot finger of each finger robotic hand. Meanwhile, as the central data processing between commands Flex Sensor with servo motors in if the Arduino Uno microcontroller. The bionic control will be done wirelessly using 500L KYL module.
Keywords: Flex Sensor, Wireless, Servo Motor, Arduino Uno, KYL 500L.
1 Pendahuluan
Robot bionik merupakan sebuah rakayasa perangkat cerdas yang memiliki sistem kerja menyerupai sistem kerja makluk hidup. Sistem bionik biasanya di kembangkan untuk mempelajari dan mendesain suatu sistem yang di aplikasikan pada rekayasa perangkat moderen. Secara estimologi bionik berasal dai kata “Bio” yaitu biologi dan “nik” yang berarti elektronik, sehingga istilah bionik digunakan sebagai istilah popular untuk robot yang mampu bekerja secara biologi.
2 Dasar Teori
2.1. Pengenalan Bionik Robot
Bionik merupakan sebuah istilah untuk rakayasa perangkat cerdas yang biasa disebut robot. Pada umumnya bionik robot merupakan sebuah sistem yang bekerja secara biologi dimana sistem yang terjadi menyerupai sistem yang terjadi secara alami yang di kembangkan untuk mempelajari dan mendesain suatu sistem yang di aplikasikan pada rekayasa perangkat moderen.
2.2. Flex Sensor
Flex Sensor merupakan salah satu dari bagian komponen elektronika yang unik dimasa kini. Flex Sensor sangat cocok digunakan dalam pengembangan perangkat modern, dimana cara
kerjanya berupa pembengkokan komponen yang lentur yang menghasilkan perubahan resistasi seperti komponen variable resistor.
Gambar 1 Flex Sensor
(https://www.sparkfun.com/products/10264)
2.1 Arduino uno
Arduino uno adalah sebuah modul yang memiliki komponen komplit berbasis papan mikrokontroler pada ATmega328.
Gambar 2 Arduino Uno
(http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno)
Nama “uno” berasal dari bahasa Itali yang berarti satu, dimana nama ini di berikan dengan maksud karena arduino jenis ini merupakan arduino pertama yang di luncurkan oleh pembuat, maka sebab itu di beri nama arduino uno yang berarti arduino yang pertama. Hingga sekarang arduino bersipat open source Seiring dimana arduino uno juga telah mendukung beberapa bahasa pemograman.
2.2 Motor Servo
Motor DC servo secara fungsional merupakan piranti yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi gaya gerak mekanik melalui interaksi dari dua medan magnet.
Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian control. Untuk lebih jelasnya di bawah ini merupakan blok diagram dari cara kerja Motor Servo.
Gambar 3 Servo DC (http://arduino.cc/en/reference/servo)
2.3 KYL 500L
KYL 500L merupakan salah satu piranti nirkabel yang berukuran kecil dan mengkansumsi daya rendah dalam pengoperasiannya. KYL 500L dapat berinteraksi dengan mikrokontroler baik itu sebagai pemancar maupun penerima.
Gambar 4 KYL 500L (https://www.kyl.com/kyl500l)
3 Perancangan Sistem
Tahap perancangan merupakan tahap pembuatan dari proyek akhir ini dimana pada tahap ini merupakan pengaplikasian dari tahap sebelumnya.
3.1 Blok Diagram
Blok diagram merupakan gambaran umum dari perancangan proyek akhir ini, dimana pada blok diagram terdapat bagian – bagian perancangan system perangkat yang akan di buat.
1. Cara Kerja Pengontrol
Sensor yang yang di gunakan adalah Flex Sensor. Kemudian data yang terbaca oleh Flex
Sensor akan di olah oleh arduino dan kemudian di kirimkan ke penerima melalui modul
KYL 500L. 2. Cara kerja Robot
Data yang diterima oleh KYL 500L kemudian di olah oleh arduino robot yang kemudian di hubungkan ke servo yang di indikasikan sebagi penggerak robot.
3.2 Perancangan Alat (Hardware)
Tahap perancangan Alat (Hardware) merpakan tahap perancangan robot, dimana perancangan Alat (Hardware) memiliki beberapa tahap.
1. Perancangan Pengontrol
Perancangan pengontrol merupakan tahap pembuatan pengontrol robot. Adapun pada tahap perancangan pengontrol daro proyek akhir ini adalah sebagai berikut.
Gambar 6 Perancangan pengontrol
Dalam merancang suatu Sarung tangan pengontrol, terlebih dahulu ditentukan bagian – bagian dari sarung tangan pengontrol. Bagian-bagian yang harus diperhatikan adalah Sarung tangan, Arduino Uno, KYL 500L (pemancar), 5 Flex Sensor , Battery 9V.
2. Perancangan Bionik Robot Tangan
Adapun tahap perancangan bionic robot jari tangan adalah :
Gambar 7 Perancangan robot bionik
Dalam merancang suatu Sarung tangan pengontrol, terlebih dahulu ditentukan bagian-bagian dari sarung tangan pengontrol. Bagian-bagian-bagian yang harus diperhatikan adalah Bionik robot jari tangan, Arduino Uno, KYL 500L (penerima) dan Motor Servo.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Pada adalah tahap pemograman perangkat, dimana hal – hal yang perlu di perhatiakan adalah sebagai berikut :
1. Perancangan Software Pengontrol
Pada tahap ini kita memerhatikan nilai yang di kirim oleh Flex Sensor berupa tegangan analog kemudian di ubah kedalam bentuk data digital. Kemudian data tersebut di sampaikan
kepada KYL 500L untuk di kirim ke penerima. Untuk lebih jelas mengenai perancangan
Software pengontrol berikut Flowchart dari perancangan Software pengontrol :
Gambar 8 Flowchart Perancangan Software Pengontrol
2. Perancangan Software Robot
Pada tahap ini yang terjadi adalah proses perubahan data digital yang di terima oleh Pin Digital kemudian data diolag sehingga menghasilkan keluaran data PWM yang kemudian di kirim ke motor servo dan di eksekusi kedalam bentuk pergerakan Bionik Robot Tangan. Untuk lebih jelasnya berikut adalah Flowchart dari perancangan Software Robot :
3.4 Pengujian Perangkat
Pada tahap ini melihat bagai kinerja dari sarung tangan pengontrol terhadap perangkat yang hendak di control secara wireless dan melakukan pengujian dengan berbagai gerakan dan jarak agar kita dapat melihat jarak kerja dari pengontol terhadap robot yang dikontrol.
4 Implementasi dan Analisis
Implementasi dan analisa merupakan tahap penarapan teori terhadap alat yang akan di buat dimana hal ini dilakukan secara bertahap agar lebih mudah dalam menganalisa. Tahap pembuatan berkala dan di bagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu pembuatan alat (Hardware) dan pembuatan perangkat lunak (software). Kemudian bagian utama di bagi lagi menjadi beberapa bagian.
4.1. Pembuatan Alat (Hardware)
Adapun dalam tahap pembuatan pada proyek akhir yang berjudul “Kontrol wireless Bionik Robot Jari Tangan Menggunakan Arduino” adalah sebagi berikut :
1. Pembuatan sarung tangan pengontrol
Sarung tangan pengontrol terdiri dari flex sensor yang di jahit pada wadah berupa sarung tangan. Adapun pergerakan dari sarung tangan menyerupai dari pergerakan tangan yang akan mengontrol Robot yang akan dikontrol. Berikut gambar sarung tangan pengontrol.
Gambar 10 Pembuatan flex sensor pada sarung tangan.
Dalam merancang suatu Sarung tangan pengontrol, terlebih dahulu ditentukan bagian – bagian dari sarung tangan pengontrol. Bagian-bagian yang harus diperhatikan adalah Sarung tangan, Arduino Uno, KYL 500L (pemancar), 5 Flex Sensor dan Battery 9V.
2. Pembuatan robot
Pembuatan robot terbagi dua bagian. Bagian pertama merupakan proses pembuatan jari – jari tangan robot, kemudian dilanjukan pembuatan box dari lengan robot.
Gambar 11 Pembuatan Jari Tangan Robot
Gambar 12 Box Tangan Robot
Gambar diatas merupkan gambar box robot yang dibuat. Dimana box diatas merupakan tangan yang dikendalikanoler motor servo sebanyak lima unit.
Pada box robot terdapat lima unit Motor Servo yang berfungsi sebagai penggerak dari jari – jari tangan robot. Dimana Motor Servo yang dikontrol bergerak secara sendiri – sendiri dan tidak saling kertergantungan satu sama lainnya. Berikut keterangan tentang lima unit Motor Servo yang di gunakan. Motor Servo1 untuk penggerak jari 1, Motor Servo2 untuk penggerak jari 2, Motor Servo3 untuk penggerak jari 3, Motor Servo4 untuk penggerak jari 4 dan Motor Servo5 untuk penggerak jari 5
Adapun pola pergerakan dari Motor Servo yang digunkan adlah sebagai berikut : Motor Servo bergerak dengan pola pergerakan 00 - 1800 secara bolak balik. Dimana Motor Servo digunakan berfungsi sebagai motor pernggerak jari – jari tangan robot yang akan dikontrol.
4.1 Pembuatan Program (Software)
Adapun dalam tahap pembuatan Program (Software) pada proyek akhir yang berjudul “Kontrol wireless Bionik Robot Jari Tangan Menggunakan Arduino” adalah sebagi berikut : 1. Program (Software) Pengontrol
void setup() {
Serial.begin(9600);} void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0); Serial.print("A0 Read: ");
Serial.println(sensorValue); delay(100); }
Program diatas digunakan untuk membaca sensor fleks dengan cara membaca nilai analogRead(A0) saja, sedangkan untuk membaca A1,A2,A3 dan A4 tinggal mengganti code analogRead(A0) menjadi A1,A2,A3 dan A4.
int potpin = 0; int val; void setup() { Serial.begin(9600);} void loop(){ val = analogRead(potpin); val = map(val, 450, 750, 0, 179); Serial.write(val); delay(100);}
Program diatas digunakan untuk mengirim data melalui perangkat transmisi.
Pengambilan data dilakukan satu per satu dengan alasan ketelitian, sebab jika dilakukan secara keseluruhan hal ini dapat berakibat kurang teliti dan menyebabkan ketidak akurasian data yang terbaca.
2. Program (Software) Penggerak
int val; void setup()
{ Serial.begin(9600); } void loop()
{ if (Serial.available() > 0) { valA0 = Serial.read(); Serial.print("data yang diterima"); Serial.println(valA0); }}
Program diatas merupakan program untuk menerima kiriman data yang membaca nilai
valA0 saja, sedangkan untuk membaca valA1, valA2, valA3 dan valA4 tinggal mengganti
code valA0 menjadi valA1, valA2, valA3 dan valA4.
#include <Servo.h> Servo myservo; int val; int incomingByte = 0; void setup() { Serial.begin(9600); myservo.attach(9); }
void loop()
{if (Serial.available() > 0) { incomingByte = Serial.read();
val = map(incomingByte, 15, 150, 0, 178); myservo.write(val); }}
Program diatas digunakan untuk mengeksekusi motor servo berdasarkan data yang telah diterima.
5 Kesimpulan dan Saran
Dari hasil pengujian dan analisa dapat diambil kesimpulan dan saran sebagai berikut.
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan implementasi dan analisa terhadap proyek akhir ini, maka dapat disimpulkan bahwa sistem control wireless dapat dilakukan pada teknologi robot bionik karena delay pada proses transmisi tidak memperngaruhi pergerakan robot bionik jari tangan manusia dan pergerakan dari setiap jari tiadak saling menggangu.
5.2 Saran
Saran untuk pengembangan proyek akhir ini yaitu pengembangan dari teknologi bionik robot manusia utuh, diantanya robot bionic kepala, robot bionic badan, dan robot bionik kaki. Sehingga suatu saat nanti perguruantinggi politeknik Caltex riau memiliki robot bionic manusia utuh seperti robot bionic Asimo yang telah di miliki olrh perusahaan Honda.
6 Daftar Pustaka
[1] Arduino Uno. (2011).diambil November 6, 2012, dari http://Arduino Uno.cc/
[2] Wired Glove. (2011, Maret 17). diambil November 7, 2012, dari http://en.wikipedia.org/wiki/Wired_glove
[3] Bionic Robot (t.), diambil November 7, 2012 dari http://www.ricostrada.com/teknologi/robot-burung-bionic
[4] Motor Servo (2012). diambil November 6, 2012, dari http://embedded-lab.com/blog/?p=4653
[5] KYL 500L RF Special (t.t). diambil November 7, 2012 dari http://kyl03losia.en.china.cn/selling-leads/img_1103727104_1.html
[6] KYL 500L to Arduino Uno (2013). Diambil Juni 20, 2013 dari http://afheru.com/2013/05/cara-menggunakan-kyl-500l-dengan-arduino/
