LENGAN ROBOT DENGAN PENGENDALI LENGAN MANUSIA SECARA NIRKABEL
Oleh
Bryan Wisnu Hernadi
NIM : 612008069
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
i
INTISARI
Pada skripsi ini dirancang lengan robot dengan kendali lengan manusia secara
nirkabel. Lengan robot ini dibuat menyerupai lengan manusia, dengan tiga buah sendi yaitu
sendi lengan atas, sendi lengan bawah dan sendi pergelangan, serta memiliki penjepit
sebagai pengganti jari untuk mencengkeram barang padat dan tidak mudah pecah seperti
kayu. Pengendalian secara nirkabel dapat dilakukan pada jarak tidak lebih dari 200 meter.
Selain itu terdapat dua pilihan gerakan yang dapat dilakukan, yaitu manual dan terprogram.
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, sendi lengan atas robot dapat bergerak
terhadap sumbu (x,y) atau horizontal dengan jangkauan sebesar 90o dan sumbu (y,z) atau
vertikal dengan jangkauan sebesar 80o. Sendi lengan bawah dapat bergerak terhadap
sumbu (y,z) atau vertikal dengan jangkauan 90o. Sendi pergelangan dapat bergerak
terhadap sumbu (y,z) atau vertikal dengan jangkauan 90o dan dapat berputar terhadap
sumbu y atau berputar terhadap porosnya sebesar 120o. Sedangkan penjepit dapat
membuka dan menutup sebesar 90o dengan jangkauan maksimal 6 cm. Serta lengan robot
dapat mengambil barang padat dan tidak mudah pecah berbentuk silinder dan balok dengan
ii
ABSTRACT
In this thesis designed a robotic arm with a human arm as controller wirelessly. The
robotic arm is made to resemble a human arm, with three joints that is upper arm joints,
lower arm joints and wrist joints, and have a clamp as a substitute for a finger to gripping
solid stuff and not easily broken like wood. Wireless control can be performed at a distance
of no more than 200 meters. In addition there are two options of movements, namely
manual and programmed.
Based on the testing that has been done, the joints of the upper arm robot can move
to the axis (x,y) or horizontally with a range of 90° and axis (y,z) or vertically with a range
of 80o. Lower arm joints can move to the axis (y,z) or vertically with the range of 90o. Wrist
joints can move to the axis (y,z) or vertically with the range of 90o and rotate by the y-axis
or spin on its axis by 120o. While the clamp can open and close at 90° with a maximum
range is 6 cm. As well as the robotic arm can pick up solid and not easily broken stuff
which has a cylindrical shaped and beam with a maximum weight of 300 grams with a
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas limpahan
berkat, rahmat, dan bimbingan-Nya, penyusunan skripsi yang berjudul “Lengan Robot
dengan Pengendali Lengan Manusia Secara Nirkabel” dapat diselesaikan dengan baik.
Adapun penulis menyusun skripsi ini dengan maksud dan tujuan untuk memenuhi tugas
akhir dan melengkapi salah satu syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan
Komputer, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Dalam usaha menyelesaikan skripsi ini, penulis menyadari sepenuhnya akan
keterbatasan ketrampilan, pengetahuan, dan biaya sehingga tanpa bantuan, doa, dorongan
serta bimbingan dari semua pihak tidaklah mungkin berhasil dengan baik. Oleh karena itu,
pada kesempatan ini tidaklah berlebihan apabila penulis mengucapkan terimakasih
sebesar-besarnya kepada :
1. Tuhan Yang Maha Kasih karena, selalu mendengarkan doa serta melipahkan kasih,
karunia dan bimbingan-Nya yang luar biasa kepada penulis.
2. Bapak dan Ibu untuk segala jerih payah, perhatian, kasih sayang, doa dan dukungan
yang selalu diberikan kepada penulis.
3. Keluarga besar yang selalu mendoakan serta memberi dukungan dan semangat
4. Kartika Ardiansari beserta keluarga untuk segala dukungan dan semangat.
5. Helynka Resi Astika yang mungkin mendoakan kakaknya yang sedang
mengerjakan skripsi.
6. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc dan Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. yang bersedia
membimbing, mengkoreksi, dan memberikan saran yang sangat berguna dalam
pembuatan skripsi ini.
7. Ribka Alvianita Susetyo sebagai “teman” paling dekat yang selalu memberikan
bantuan, dukungan, semangat dan doa dengan tulus dan penuh cinta kasih sayang.
8. Bapak Dr. Iwan Setyawan selaku Dekan Fakultas Teknik Elektro dan Komputer
UKSW.
9. Seluruh staff, dosen, karyawan, dan laboran FTEK atas dukungan material maupun
iv
10.Sahabat-sahabat “cemara family” Rosa, Tephen, Bella, Faris, Peni, Filly, Fendy,
Anggit, Danang, Adel, Acip, Tia, Indah, Yessy, Puspa, Nonon yang selalu
menemani di saat suka dan duka, yang suka mengganggu, menghibur,
menyemangati, serta mendoakan penulis selama kuliah dan penulisan skripsi.
Makasih yaaaa.
11.Hambum yang udah bantu banyak, Ko Henry, Ko Oky, Ko Agusta, Mas Daniel
yang telah banyak membantu penulis selama kuliah.
12.Teman teman kos “Felicia”.
13.Teman-teman angkatan 2008 yang udah duluan lulus terima kasih buat
inspirasinya, yang belum lulus “ayo cepetan lulus !!!”.
14.Teman-teman angkatan 2007, 2008 dan 2009 dan angkatan lain yang tidak dapat
disebutkan satu persatu yang banyak memberikan dorongan semangat untuk
menyelesaikan kuliah penulis.
Banyak pihak yang mungkin tidak disebutkan disini karena keterbatasan ruang,
untuk itu penulis mohon maaf yang sebesar – besarnya.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan, sehingga penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat
membangun. Walaupun demikian, penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat
memberikan manfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Salatiga, Juli 2014
Penulis
v
3.1 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras... 10
vi
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ... 21
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 24
4.1 Pengujian Alat Secara Terpisah ... 24
4.1.1. Pengujian Modul Modul Mikrokontroler ... 24
4.1.2. Pengujian Modul Sensor Posisi ... 25
4.1.3. Pengujian Motor Servo ... 26
4.1.4. Pengujian Modul Radio 3DR ... 29
4.2 Pengujian Alat Secara Keseluruhan ... 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 35
5.1 Kesimpulan ... 35
5.2 Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 37
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok diagram Lengan Pengendali ... 6
Gambar 2.2 Blok diagram Lengan Robot ... 7
Gambar 3.1 Skema realisasi lengan pengendali dan penempatan sensor ... 11
Gambar 3.2 Realisasi lengan pengendali ... 11
Gambar 3.3 Sudut putaran motor servo terkendali oleh PWM ... 12
Gambar 3.4 Skema realisasi lengan robot ... 13
Gambar 3.5 Jangkauan gerakan lengan robot ... 14
Gambar 3.6 Realisasi Lengan Robot ... 15
Gambar 3.7 Keypad dan LCD karakter 16x2 yang digunakan dalam perancangan ... 16
Gambar 3.8 Flex sensor ... 17
Gambar 3.9 Untai sensor posisi menggunakan Flex sensor ... 17
Gambar 3.10 Untai sensor posisi menggunakan Potensiometer ... 17
Gambar 3.11 Radio 3DR ... 18
Gambar 3.12 Board ATMega 2560 ... 19
Gambar 3.13 Board ATMega 328P ... 19
Gambar 3.14 Diagram alir sistem lengan pengendali ... 22
Gambar 3.15 Diagram alir sistem lengan robot ... 23
Gambar 4.1 Diagram alir pengujian tiap pin mikrokontroler ... 25
Gambar 4.2 PWM Pengujian Ke 1 ... 26
Gambar 4.3 PWM Pengujian Ke 2 ... 27
Gambar 4.4 PWM Pengujian Ke 3 ... 27
Gambar 4.5 PWM Pengujian Ke 4 ... 28
Gambar 4.6 PWM Pengujian Ke 5 ... 28
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan spesifikasi sistem ... 2
Tabel 1.2. Perbandingan spesifikasi sistem ... 3
Tabel 3.1. Jangkauan Gerakan Lengan Robot ... 14
Tabel 3.2. Konfigurasi PIN Mikrokontroler ATmega 2560 ... 20
Tabel 3.3. Konfigurasi PIN Mikrokontroler ATmega 328P ... 21
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Potensiometer ... 25
Tabel 4.2 Tabel Pengujian Flex Sensor ... 26
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Motor Servo... 29
Tabel 4.4 Tabel Pengujian Pengiriman dan Penerimaan Data ... 30
Tabel 4.5 Jangkauan Sudut Lengan Robot... 31
Tabel 4.6 Kemampuan Lengan Robot Mengikuti Gerakan Lengan Pengendali 31 Tabel 4.7 Kemampuan Lengan Robot Mengikuti Gerakan Lengan Pengendali 32 Tabel 4.8 Kemampuan Lengan Robot Dalam Mengangkat Beban ... 32
ix
DAFTAR SINGKATAN
ADC Analog to Digital
RF Radio frequency
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
DC Direct Current
CCW Counter Clockwise
CW Clockwise
PWM Pulse Width Modulation
LCD Liquid Crystal Display
I/O Input-Output
