PROPOSAL PROYEK UNIVERSITAS NASIONAL DAN

(1)

PROPOSAL PROYEK

UNIVERSITAS NASIONAL

Diajukan oleh :

Yulio Ramadhan

–

143112700550006

Agus Supriadi

–

143112700550001

Muhammad Putra Rasuanta

–

143112700550032

Sabto Septratama

–

143112700550013

Luqman Saputra

–

143112700550008

Fakultas :

Jurusan :

Teknik dan Sanins

Teknik Fisika

(2)

PROPOSAL PROYEK

RANCANG BANGUN ROBOT LENGAN DENGAN

SENSOR PHOTODIODA

1. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Pada zaman modern ini, teknologi sangat berkembang dengan sangat pesat. Perkembangan ini sangat berpengaruh pada sector industry di Indonesia. Dari perkembangan teknologi yang pesat ini setiap industry menuntut pengoptimalan proses produksi. Salah satu alat yang dapat mengoptimalkan proses produksi adalah robot.

Robot merupakan suatu mesin yang fleksibel dan tidak kenal lelah. Oleh karena itu robot dapat diandalkan dalam mengoptimalkan proses produksi. Pekerjaan yang dikerjakan oleh robot selau sama dan rapi dibandingkan oleh manusia. Selain itu pekerjaan yang dilakukan oleh robot tidak akan berdampak parah seperti human error.

Salah satu robot yang umum digunakan sebagai proses produksi adalah robot lengan. Umumnya robot lengan digunakan untuk mengambil dan meletakan barang. Robot lengan dapat diandalkan dalam mengangkat benda-benda dari yang ringan hingga yang berat karena sistem robot lengan umumnya memiliki struktur mekanik yang tersusun dari beberapa batang kaku sebagai struktur utama yang berfungsi sebagai alat gerak pasif dari robot lengan. Batang kaku tersebut biasanya terbuat dari logam, plastik, maupun bahan lain yang kuat.

(3)

B. Rumusan Masalah

Pada tugas kuliah kali ini akan dibuat robot lengan untuk membantu kegiatan memindahkan barang dengan harga terjangkau dan dimensi yang kecil. Sehingga dapat digunakan untuk Home industry. Robot yang akan dibuat menggunakan kendali joystick untuk menggerakan dan memindahkan barang. Sebagai pengendalinya akan menggunakan open source Arduino Uno dan motor servo sebagai penggerak.

C. Tujuan

a.Rancang bangun robot lengan dengan kendali potensiometerdengan harga terjangkau b. Sebagai prasyarat matakuliah Robotika Industri

D. Ruang Lingkup

a. Pengendali yang digunakan adalah microcontroller Arduino Uno R3 b. Robot lengan dikendalikan menggunakan perintah dari potensiometer. c. Link dibuat menggunakan gagang es krim

2. Studi Literatur

A. Sistematika Robot Lengan

System robot lengan umumnya memiliki struktur mekanik yang tersusun dari beberapa batang kaku sebagai struktur utama yang berfungsi sebagai alat gerak pasif dari robot lengan. Batang kaku tersebut biasanya terbuat dari logam, plastik, maupun bahan lain yang disebut dengan

link. Antara link satu dengan yang lainnya dihubungkan dengan persendian yang disebut joint. Umumnya Prismatic Joint dan Flat Joint dapat menghasilkan Degree of Freedom (DOF) atau derajat kebebasan [1]. Derajat kebebasan adalah jumlah arah yang independen dimana motor penggerak (actuator) dari sebuah robot dapat bergerak dan menghasilkan gerakan berputar. DOF dapat dihitung tiap sendi dan tidak termasuk sebagai end effector. Sedangkan end effector adalah peranti yang terpasang pada lengan robot untuk melaksanakan fungsi-fungsi tertentu.

B. Kinematika Robot Lengan

(4)

x, y dan z. Sedangkan gerakan translasi adalah gerakan pergeseran sumbu koordinat pada jarak tertentu dari sumbu koordinat semula.

C. Motor Servo

Motor servo merupakan salah satu jenis actuator dengan system closed feedback dimana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor

servo. Spesifikasi motor servo terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol.

Potensiometer berfungsi sebagai penentu sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor [2].

D. Microcontroller

Microcontroller adalah sebuah sirkuit terintegrasi yang merupakan system mikroprosesor dimana di dalamnya terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi dengan baik dan dikemas menjadi satu cip yang siap pakai.

Ada banyak jenis dari microcontroller yang dapat digunakan untuk mengendalikan gerak dari sebuah robot. Sifat dari microcontroller sama seperti sebuah computer, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Fungsi dari sebuah microcontroller sangat spesifik berbeda dengan PC yang memiliki beragam fungsi. Pada proyek kali ini akan digunakan microcontroller AT mega 360 atau lebih familiar dikenal sebagai Arduino Uno.

E. Arduino Uno R3

(5)

mega yang berbeda tergantung pada spesifikasi nya. IDE adalah software yang fungsi untuk menulis, meng-compile menjadi kode biner, dan meng-upload sebuah program ke dalam microcontroller.

F. Photodiode

Photodiode merupakan piranti semikonduktor dengan struktur sambungan p-n yang

(6)

(7)

3. Pemodelan

A. Design Robot

Rincian :

 Degree of Freedom : 3  Joint : 4

(8)

B. Kinematika Robot :

Penyelesaian invers kinematika robot menggunakan penyelesaian geometri

.

(9)

 Mencari torsi :

𝜏 = 𝐹 𝑥 𝐿 𝑥 𝑠𝑖𝑛Ѳ

4. Hasil dan Pembahasan

a. Spesifikasi Robot

 Massa Link 1 = 57.4 x 10-3_kg  Massa Link 2 = 12.6 x 10-3 kg  Massa Join Base = 55 x 10-3 kg

 Massa Link keseluruhan + Join di Base = 125 x 10-3_kg  Panjang Link 1 (L1) = 9.5 x 10-2 m

 Panjang Link 2 (L2) = 9.5 x 10-2 m  Panjang lengan Robot (L) = 19.0 x 10-2_m  Momen Inersia = 0.833 x 10-3

(10)

a. Gambar posisi Lengan Robot

POSISI BASE (tampak atas)

KETERANGAN Titik 1

(11)

POSISI JOINT 1 DAN 2 (tampak samping) TITIK 1, 2, DAN 3

TARGET 1

TARGET 2

(12)

b. Perhitungan Sudut Base (𝜃_𝑏)

c. Perhitungan Sudut Link 1 (𝜃₂)

d. Perhitungan Sudut Link 2 (𝜃₃)

Target X (m) Y (m) 𝒍_𝟏 (m) 𝒍_𝟐 (m) 𝜽_𝟐 𝜽_𝟑

Titik 1 9 x 10-2 3.3 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 37.154 -12.6798

Titik 2 9 x 10-2 _{3.3 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _37.154 _-12.6798

Titik 3 9 x 10-2 3.3 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 37.154 -12.6798

Target 1 8.2 x 10-2 4.8 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 24.1129 29.4605

Target 2 9.5 x 10-2 _{1.6 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _27.9134 _9.8235

Target 3 2.7 x 10-2 9 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 105.1753 70

Target Panjang Lengan (m) 𝜽_𝒃

Titik 1 19.2 x 10-2 105

Titik 2 19.2 x 10-2 85

Titik 3 19.2 x 10-2 75

Target 1 19.2 x 10-2 ₃₀

Target 2 19.2 x 10-2 ₀

Target 3 19.2 x 10-2 0

Target X (m) Y (m) 𝒍_𝟏 (m) 𝒍_𝟐 (m) 𝜽_𝟐

Titik 1 18 x 10-2 -0.6 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 37.154

Titik 2 18 x 10-2 _{-0.6 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _37.154

Titik 3 18 x 10-2 -0.6 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 37.154

Target 1 18.1 x 10-2 4.2 x 10-2 9.5 x 10-2 9.5 x 10-2 24.1129

Target 2 18 x 10-2 _{4 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _{9.5 x 10}-2 _27.9134

(13)

(14)

5. Kesimpulan

Dari perhitungan di atas dapat di simpulkan nilai torque terbesar terdapat pada

base ketika menuju Target ke tiga, kemudian untuk Torque terkecil terdapat pada

Link 1 ketika menuju target pertama. Untuk jangkauan terjauh robot pada Link 1 saat

robot meletakan benda ke target 1, sedangkan jangkauan terjauh Link 2 saat robot

meletakan benda ke Target 2.

(15)

Daftar Pustaka

[1] Caysar, Dina. (2014). Pengaturan Pergerakan Robot Lengan Smart Arm Robotic Ax-12a Melalui Pendekatan Geometry Based Kinematic Menggunakan Arduino. Jurnal Din Caysar.

[2] Wardana, Gita Tri. Et al. Robot Lengan Pemindah Barang Berdasarkan Ukurannya Berbasis Mikrokontroler

[3] Saefullah, Asep; Immaniar, Dewi; dan Juliansah, Reza Ammar. (2015). Sistem Kontrol Robot Pemindah Barang Menggunakan Aplikasi Android Berbasis Arduino Uno. 8 (2).

(16)

LAMPIRAN

int detection1 = HIGH; int detection2 = HIGH; int detection3 = HIGH;

Servo Base, Link1, Link2, Grip;

detection1 = digitalRead(IR1); detection2 = digitalRead(IR2); detection3 = digitalRead(IR3);

(17)

(18)