iv
Bina Nusantara University
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap 2007/2008Aplikasi Sistem Pneumatik Pada Mobile Robot Untuk Menaiki Dan Menuruni Tangga
Antony Octavia 0800736384
Chandra Mitra Supriyanto 0800742134
Sukron 0800776293
Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang mobile robot yang memiliki kemampuan bergerak seperti layaknya walking robot yang dapat menaiki dan menuruni rintangan (dalam hal ini anak tangga), dengan menerapkan sistem pneumatik dan motor DC sebagai penggeraknya.
Adapun metode yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan studi literatur dan pencarian referensi mengenai perkembangan robot beroda (wheeled robot), perkembangan robot menaiki tangga dan menuruni tangga yang sudah ada, serta mencari robot yang berbasiskan sistem pneumatik. Selain itu melakukan uji coba, perancangan program FST 4.10 dengan bahasa yang sederhana yaitu statement list dan ladder diagram untuk PLC (Programable Logic Controller) agar dapat mengatur dan memberikan logika kepada sistem mekanik dan pneumatik sehinga dapat digunakan untuk menaiki dan menuruni tangga.
Rancangan dasar robot dilakukan dengan menerapkan keseimbangan statik dan menerapkan distribusi homogen dengan menggunakan pemindah beban pada mobile robot melalui sistem pneumatik serta dapat menaiki dan menuruni tangga dengan baik. Hasil yang diperoleh dalam evaluasi adalah robot dapat berjalan di permukaan datar dengan kecepatan rata-rata 4,4 cm/s serta dapat menaiki dan menuruni tangga dengan kecepatan rata-rata 1,4 cm/s.
Sistem ini diharapkan dapat berguna untuk aplikasi yang luas seperti robot penjelajah, robot pengangkut beban, robot pengantar dan lainya, serta dapat dikembangkan untuk fungsi-fungsi yang berkaitan dengan sistem ini.
Kata Kunci
v PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan karunia-Nya yang telah membimbing dan menguatkan hati penulis sehinga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Aplikasi Sistem Pneumatik Pada Mobile Robot Untuk Menaiki dan Menuruni Tangga”, sebagai tugas akhir dan prasyarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan (S1) di Jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan serta dukungan moral dari banyak pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyusun dan menyelesaikan skripsi ini :
1. Kedua orang tua, kakak, adik beserta seluruh keluarga penulis yang telah memberikan dorongan semangat, motivasi, materil dan doa untuk kami dalam menyusun dan menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing yang telah mengorbankan waktu dan tenaganya untuk membimbing, memberikan materi, petunjuk, saran, kritik dan ide selama penyusunan skripsi ini.
3. Bapak Prof. Dr. Geraldus Polla, M. App. Sc, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk dapat menimba ilmu dalam jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara. 4. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc, M.Comp.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu
vi
5. Bapak Robby Saleh, S.Kom selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan nasehat dan bimbingannya.
6. Bapak Ir. Budi Sutanto, MM, selaku Festo National Sales Manager dan Bapak Didi Sukardi selaku Festo Marketing yang telah membantu mengadakan beberapa komponen yang digunakan selama penelitian.
7. Rudy Susanto, S. Kom, selaku kepala LAB-LITBANG SK yang telah mengizinkan pemakaian rauang LAB-LITBANG SK dan membantu mengadakan beberapa komponen yang digunakan selama penelitian .
8. Pipit Yunita Sari dan Nur Awan Agustina selaku kekasih tercinta kami yang selalu menemani dan memberikan semangat kapada penulis selama ini. 9. Nabil, S. Kom dan Jati Indra Pramasto, S. Kom dan para rekan Hardware
Club (HWC) dan bengkel yang telah banyak membantu dan memberikan masukkan serta dukungan kepada penulis selama penyusunan penelitian. 10.Para Dosen dan Staff Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan
ilmu bimbingan dan pengajaran yang sangat berharga kepada penulis.
11.Para rekan Asisten dan Staff Computer Engineering Laboratorium Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan masukkan dan dukungan yang berharga.
vii
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penelitian ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak dan rekan-rekan pembaca untuk membuat penelitian ini menjadi lebih baik.
Akhir kata, semoga penelitian ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kepentingan orang banyak dan sebagai masukkan bagi perkembangan dunia computer. Terima kasih.
Jakarta, Juni 2008
viii DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar i
Halaman Judul Dalam ii
Abstrak iii
Prakata iv
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xiii
Daftar Gambar xiv
Daftar lampiran xvii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Ruang Lingkup 2
1.3 Tujuan dan Manfaat 3
1.4 Metodologi Penelitian 4
1.5 Sistematika Penulisan 5
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Pneumatik 7
2.1.1 Keuntungan Dan Kerugian Sistem Pneumatik 8
ix
2.1.3 Simbol dan Standarisasi Dalam Pneumatik 18 2.1.4 Penerapan-Penerapan Sistem Pneumatik 20 2.2 PLC (Programmable Logic Controller) 21 2.2.1 Pengertian Dan Sejarah Perkembangan PLC 22
2.2.2 Bagian – Bagian PLC 23
2.2.3 Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan PLC. 26
2.2.4 Perangkat Pemrograman 28
2.3 Sistem Yang Dikendalikan 31
2.3.1Definisi Robot 32
2.3.2Kegunaan Robot 34
2.3.3Klasifikasi Umum Robot 34
2.3.4Bagian-bagian Umum Robot 35
2.3.5Struktur Mekanika Robot 36
2.3.6Definisi Motor 37
2.4 Analisa Stabilitas dan Keseimbangan 38
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
x
3.2Perancangan Awal Sistem 42
3.2.1 Pembentukan Postur Tubuh Robot 44
3.2.2 Analisa Teknik Berjalan Robot 47
3.2.3 Keseimbangan Robot Bertumpu Dengan 2 Kaki 54
3.2.4 Estimasi Berat Robot 59
3.3 Komponen-Komponen Penyusun Robot 60
3.3.1 Komponen Pneumatik 61
3.3.2 Komponen Motor DC 71
3.3.3 Komponen Roda Robot 72
3.3.4 Komponen Catu Daya Dan Pengatur Motor DC 72
3.4 Penyusunan Perangkat Keras 73
3.4.1 Penyusunan Sistem Pneumatik Robot 76
3.4.2 Pembentukan Kerangka Robot 86
3.4.3 Penggunaan Rod Sebagai Penyangga Roda Robot 86
xi
4.3.1.Analisa Sistem 102
4.3.2.Prosedur Pengoperasian 106
4.3.3.Uji Lapangan Sistem 107
4.4. Evaluasi Sistem 126
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan dan Saran 129
Daftar Pustaka 131
Daftar Riwayat Hidup 133
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Jalan Lurus di Permukaan Halus 112 Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Menaiki Dua Anak Tangga 116 Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Menuruni Dua Anak Tangga 119 Tabel 4.4 Data Hasil Percobaan Menaiki Dua Anak Tangga Dan Menuruni
xiii
Gambar 2.7 Skematik Dari Suatu Sistem Berbasiskan PLC
(Mulianto, E. Suanli, dan T. Sutanto, 2002) 18 Gambar 2.8. Blok Diagram Processor Pada PLC (Candra, 2006) 19 Gambar 2.9 komponen Dasar Pemrograman Ladder Diagram 23
Gambar 2.10 Ilustrasi Titik Keseimbangan 32
Gambar 3.1 Bentuk Kerangka Robot 43
Gambar 3.2 Gaya-Gaya Pada Robot 44
Gambar 3.3 Step Diagram Pada Saat Menaiki Anak Tangga 48 Gambar 3.4 Step Diagram Pada Saat Menuruni Anak Tangga 48 Gambar 3.5 Diagram Alir Robot Pada Saat Menaiki Anak Tangga 49 Gambar 3.6 Diagram Alir Robot Pada Saat Menuruni Anak Tangga 49 Gambar 3.7 Diagram Langkah Teknik Berjalan Robot Pada Saat Menaiki
Anak Tangga 50
Gambar 3.8 Diagram Langkah Teknik Berjalan Robot Pada Saat
xiv
Gambar 3.9 Momen Gaya Saat Silinder C Terangkat 55 Gambar 3.10 Momen Gaya Saat Silinder A Terangkat 56
Gambar 3.11 Blok Diagram I/O 74
Gambar 3.12 I/O Map Sistem Pneumatik 75
Gambar 3.13 Bentuk Penampang peletakan Silinder Pneumatik 77
Gambar 3.14 Penampang PLC 79
Gambar 3.15 Peletakan Sensor Magnetik 81
Gambar 3.16 Penampang Sensor Kapasitif Bagian Bawah 82 Gambar 3.17 Penampang Sensor Kapasitif Bagian Depan 82
Gambar 3.18 Penampang Motor DC 83
Gambar 3.19 Roda Penggerak 84
Gambar 3.20 Penampang Catu Daya 85
Gambar 3.21 Rod Penyangga Setiap Silinder 87 Gambar 3.22 Analisa Teknik Berjalan Robot Pada Saat Menaiki Anak
Tangga Dengan Menggunakan Sistem Pemindah Beban 91 Gambar 3.23 Analisa Teknik Berjalan Robot Pada Saat Menuruni Anak
Tangga Dengan Menggunakan Sistem Pemindah Beban 92 Gambar 3.24 Hasil Rancangan Akhir Dari Aplikasi Sistem Pneumatik
Pada Mobile Robot Untuk Menaiki Dan Menuruni Tangga
Tampak Samping 93
Gambar 3.25 Hasil Rancangan Akhir Dari Aplikasi Sistem Pneumatik Pada Mobile Robot Untuk Menaiki Dan Menuruni Tangga
Tampak Depan 94
xv
Pneumatik Pada Mobile Robot Untuk Menaiki Dan
Menuruni Tangga 95
Gambar 4.1 Pengujian Sistem Untuk Menaiki Dan Menuruni Tangga
Dilakukan Dengan Uji Lapangan 108
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A-1 Listing Program PLC (Statement List) LA-1 Lampiran A-1 Listing Program PLC (Ladder Diagram) LA-2
Lampiran B-1 PLC LB-1
Lampiran B-2 Silinder Pneumatik LB-2
Lampiran B-3 Katup Pneumatik LB-3
Lampiran B-4 Sensor Magnetik LB-4
Lampiran B-5 Sensor Kapasitif LB-5
Lampiran B-6 Speed Control LB-6
Lampiran B-7 Fitting Pneumatik LB-7
