SKRIPSI
DISAIN DAN PENGUJIAN MANIPULATOR ROBOT PEMANEN BUAH DALAM LINGKUNGAN GREENHOUSE
OLEH
BASUKI SETYADI GRAHA F14102059
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR... i
DAFTAR ISI... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
I. PENDAHULUAN... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. ROBOT BIO-PRODUKSI ... 3
B. MANIPULATOR ... 4
C. GREENHOUSE... 8
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 10
A. WAKTU DAN TEMPAT ... 10
B. ALAT DAN BAHAN ... 10
C. TAHAPAN PENELITIAN ... 11
D. METODE PENGUJIAN ... 11
IV. PENDEKATAN DISAIN... 16
A. KRITERIA DISAIN ... 16
B. RANCANGAN FUNGSIONAL... 17
C. RANCANGAN STRUKTURAL... 22
D. ANALISIS TEKNIK... 27
V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 34
A. KONSTRUKSI PROTOTIPE MANIPULATOR... 34
B. KALIBRASI ... 42
C. PENGUJIAN MASING-MASING JOINT ... 44
D. PENGUJIAN MANIPULATOR ... 47
E. PENGUJIAN POINT TO POINT ... 50
VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 54
A. KESIMPULAN ... 54
B. SARAN ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55 LAMPIRAN... 57
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Spesifikasi motor stepper ... 22 Tabel 2. Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, fc ... 27
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Robot pemanen Anggur ... 3
Gambar 2. Simbol Joint (JIS) ... 4
Gambar 3. Manipulator Tipe Cartesian-Coordinate ... 6
Gambar 4. Manipulator Tipe Cylindrical-Coordinate... 6
Gambar 5. Manipulator Tipe Polar-Coordinate... 7
Gambar 6. Manipulator Tipe Scara ... 8
Gambar 7. Manipulator Tipe Articulated/Anthropomorphic... 8
Gambar 8. Perhitungan koordinat manipulator tipe cylindrical-coordinate ... 14
Gambar 9. Mekanisme penyusun joint manipulator ... 16
Gambar 10. Manipulator robot pemanen yang telah dibuat ... 34
Gambar 11. Roda caster yang dipasang pada plat besi... 35
Gambar 12. Joint sudut beserta bagian-bagiannya ... 36
Gambar 13. Link vertikal beserta bagian-bagiannya... 38
Gambar 14. Joint vertikal beserta bagian-bagiannya... 39
Gambar 15. Link horizontal beserta bagian-bagiannya... 40
Gambar 16. Joint horizontal beserta bagian-bagiannya... 40
Gambar 17. Sistem pemanenan dari arah depan ... 41
Gambar 18. Sistem pemanenan dari arah menyamping... 42
Gambar 19. Grafik hubungan antara nilai pulsa masukan ke motor stepper dengan putaran sudut joint 1... 42
Gambar 20. Grafik hubungan antara nilai hasil konversi bilangan heksadesimal dengan jarak jangkauan joint 2 ... 43
Gambar 21. Grafik hubungan antara nilai hasil konversi bilangan heksadesimal dengan jarak jangkauan joint 3 ... 43
Gambar 22. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 1 ... 44
Gambar 23. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 2 ... 45
Gambar 24. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 3 ... 46
Gambar 25. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat X... 47
Gambar 26. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat Y... 47
Gambar 27. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat Z ... 48 Gambar 28. Perbandingan jarak tujuan input dengan jarak tujuan aktual ... 49 Gambar 29. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan
simpangan pada koordinat X... 50 Gambar 30. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan
simpangan pada koordinat Y... 51 Gambar 31. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan
simpangan pada koordinat Z ... 52 Gambar 32. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan
simpangan jarak dari titik acuan ke titik koordinat tujuan ... 53
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tahapan penelitian... 58
Lampiran 2. Diagram alir program pengendalian manipulator robot pemanen . 59 Lampiran 3. Program pengendalian manipulator ... 60
Lampiran 4. Gambar rangkaian pengendali motor stepper... 70
Lampiran 5. Gambar rangkaian pengendali motor AC ... 71
Lampiran 6. Gambar rangkaian pengendali motor DC... 72
Lampiran 7. Gambar rangkaian penghitung pulsa encoder ... 73
Lampiran 8. Rangkaian pembaca pulsa penghitung encoder... 74
Lampiran 9. Rangkaian pengendali lama putaran motor DC... 75
Lampiran 10. Gambar rangkaian interface digital input output jenis PPI8255 .. 76
Lampiran 11. Gambar konstruksi manipulator ... 77
Lampiran 12. Data pengujian pada joint 1 ... 80
Lampiran 13. Data pengujian pada joint 2 ... 81
Lampiran 14. Data pengujian pada joint 3 ... 82
Lampiran 15. Data hasil pengujian manipulator... 83
Lampiran 16. Data jarak input dan aktual antara titik acuan ke titik tujuan ... 84
Lampiran 17. Data hasil pengujian point to point ... 85
Lampiran 18. Data jarak antara titik acuan dengan titik koordinat tujuan ... 87
DISAIN DAN PENGUJIAN MANIPULATOR ROBOT PEMANEN BUAH DALAM LINGKUNGAN GREENHOUSE
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
BASUKI SETYADI GRAHA F14102059
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 Februari 1984 yang merupakan anak kedua dari bapak yang bernama Wasito dan ibu bernama (Almarhumah) Tri Winarti. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri Inpres 04, Tangerang pada tahun 1996. Penulis lalu melanjutkan pendidikan menengah di SLTP YPUI Jakarta Selatan dan tamat pada tahun 1999. Setelah itu, penulis melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMU Negeri 47 Jakarta dan tamat pada tahun 2002. Pada tahun 2002 itu juga, penulis melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan memilih sub program studi Biosistem, Lab. Ergonomika dan Elektronika..
Selama menjadi mahasiswa di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif berorganisasi di Himpunan Profesi Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA), di Departemen Informasi dan Komunikasi pada tahun kepengurusan 2004 - 2005 dan menjabat sebagai Ketua Departemen Informasi dan Komunikasi pada tahun kepengurusan 2005 - 2006. Selain itu, penulis juga aktif sebagai pengajar yaitu Asisten Praktikum Mata Kuliah Pengukuran Lingkungan pada tahun 2004, Asisten Praktikum Mata Kuliah Menggambar Teknik pada tahun 2005, Asisten Praktikum Mata Kuliah Motor Bakar dan Tenaga Pertanian pada tahun 2005, Asisten Praktikum Mata Kuliah Kontrol Otomatik pada tahun 2006 dan Asisten Praktikum Mata Kuliah Perbengkelan pada tahun 2006.
Penulis juga pernah mewakili IPB di ajang Kontes Robot Cerdas Indonesia 2005 sebagai ketua tim Robot “Le!” (divisi beroda) dan Kontes Robot Cerdas Indonesia 2006 sebagai anggota tim Robot “NKZ e-IIy” (divisi expert).
Penulis melakukan praktek lapangan di PT Natra Raya (Catterpillar) pada tahun 2005 dengan judul “Aspek Keteknikan Pada Proses Perakitan Hydraulic Excavator di PT Natra Raya”. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menyelesaikan Skripsi yang berjudul ”Disain dan Pengujian Manipulator Robot Pemanen Buah dalam Lingkungan Greenhouse”.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur tiada henti-hentinya terlantun hanyalah kepada pemilik kehidupan Allah SWT, Tuhan semesta alam, atas segala rahmat dan hidayah-Nya. Shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah SAW, sebagai suri tauladan atas seluruh perilaku kehidupannya. Atas seizin Allah SWT penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Kiranya dengan penyelesaian tugas akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kemajuan ilmu pengetahuan demi pengharapan atas ridho dari Sang Maha Khalik.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan transfer ilmunya kepada penulis.
2. Dr. Ir. Suroso. M.Agr. dan Ir. Agus Sutejo, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan berharga kepada penulis demi perbaikan skripsi ini.
3. PROJEK DUE-LIKE IPB Batch III – tahun 2006 atas bantuan dananya.
4. Ibundaku Almh. Tri Winarti atas segala cinta dan tulusnya kasih sayang sebagai seorang ibu dan guru bagi penulis, apa yang bunda berikan tiada akan pernah bisa nanda balas.
5. Bapak Wasito, Ibu Mir, Mbak Titin, Mas Tommy dan malaikat kecilku Diaz atas segala doa, motivasi dan jutaan kasih sayang yang tiada akan pernah lekang oleh waktu.
6. Guru-guru besarku Pak Made, Pak Radite, Pak Parma, Renato, Ridwan, Deni, Ichsan, Slamet, Sofyan, dan Bagdo yang telah berjasa memberikan ilmu dan pengetahuannya dalam bidang robotika, mekatronika, pemrograman, dan AutoCad
7. Tempatku bernaung Rizqina crew, Gizi crew, Ergo crew dimana canda, tawa dan tangis selalu mengiringi kebersamaan kita.
8. Klub Robot Teknik Pertanian AERS dan Himateta IPB tempat menuangkan ide, kreatifitas, ilmu dan kemampuan, semoga tiap peluh yang kita cucurkan menjadi ladang amal bagi kita semua.
