Universitas Kristen Maranatha
ABSTRAK
Dewasa ini, robot digunakan hampir di segala bidang. Tugas utama robot
yaitu membantu tugas manusia. Robot dituntut untuk pemakaian berulang dan
dapat melakukan pekerjaan yang berbahaya atau yang tidak terjangkau oleh
manusia. Salah satu pekerjaan yang berbahaya yaitu mengambil buah kelapa dari
pohonnya. Proses mengambil buah kelapa dari pohonnya yaitu, memanjat pohon,
mengambil buah, dan menuruni pohon.
Topik ini dipilih karena banyaknya terjadi kecelakaan saat mengambil
buah kelapa dari pohonnya. Oleh karena itu dirancanglah robot pengambil buah
kelapa ini untuk mengurangi jumlah kecelakaan yang terjadi pada saat mengambil
buah kelapa dari pohonnya.
Dalam penelitian ini telah dibuat model robot pengambil buah kelapa yang
dapat memanjat pohon, mengambil buah, dan menuruni pohon. Model robot
pengambil buah kelapa ini dirancang menggunakan tujuh buah motor servo
sebagai penggerak robot dan dua buah sensor phototransistor. Pembuatan robot
ini menggunakan sebuah board sistem minimum Arduino UNO R3 yang
dilengkapi oleh mikrokontroler ATMega328.
Kata kunci : robot, berbahaya, kelapa, motor servo, sensor phototransistor,
Arduino UNO R3, ATMega328.
iv Universitas Kristen Maranatha
ABSTRACT
Today, robots are used almost in every field. The main task of the robots is to
help the human
s’
task. Robots are required for repeated use and can perform
dangerous work or unreachable by humans. One of the dangerous job is to take
coconuts from its tree. The process of taking the coconuts from its tree that is,
climbing tree, picking fruits, and climbing down the trese.
This topic was chosen because of many accidents happened while taking
coconuts from its tree. Therefore coconut harvester was designed to reduce the
number of accidents that occur while taking coconuts from its tree.
In this research has created a coconut harvester robot model that can climb
trees, pick fruits, and climb down the trees. Coconut harvester robot model is
designed to use seven servo motors as the driving robot and two phototransistor
sensors. The making of this robot uses a minimum of system board Arduino UNO
R3 which is equipped by the microcontroller ATmega328.
Keywords: robot, dangerous, coconuts, servo motors, phototransistor sensors,
Arduino UNO R3, ATmega328.
v Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 1
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Spesifikasi Alat ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 2
BAB II. LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroller ... 4
2.1.1 Konfigurasi Pin ATmega328 ... 5
2.1.2 Arduino UNO R3 ... 8
2.1.3 Daya ... 9
2.1.4 Memori ... 10
2.1.5 Input dan Output ... 10
2.1.6 Komunikasi ... 11
2.1.7 Pemrograman Arduino ... 12
2.2 Motor Servo ... 22
2.3 Sensor Phototransistor QRB1113 ... 24
2.4 Resistor ... 25
BAB III. PERANCANGAN ALAT 3.1 Mekanisme Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 32
3.1.1 Diagram Blok dan Cara Kerja ... 32
3.1.2 Mekanisme Gerak Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Naik ... 33
3.1.3 Mekanisme Gerak Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Memotong Dahan Buah ... 37
3.1.4 Mekanisme Gerak Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Turun ... 39
3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 41
3.2.1 Perancangan Sistem Minimum Arduino UNO R3 ... 41
3.2.2 Pemasangan Motor Servo ... 44
3.2.3 Perancangan Input Sensor Phototransistor QRB1113 ... 46
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 47
3.3.1 Membuat Flowchart ... 47
3.3.1.1 Flowchart Keseluruhan ... 48
3.3.1.2 Flowchart Sub-Routine Naik ... 50
vi Universitas Kristen Maranatha 3.3.1.4 Flowchart Sub-Routine PisoNancep dan
PisoLepas ... 51
3.3.1.5 Flowchart Sub-Routine Turun ... 52
3.3.1.6 Kumpulan Flowchart Sub-Routine Bagian Pertama ... 52
3.3.1.7 Kumpulan Flowchart Sub-Routine Bagian Kedua ... 53
3.3.2 Memprogram Coding Untuk Arduino UNO R3 ... 54
3.4 Tampilan Robot ... 54
BAB IV. PENGAMATAN DAN ANALISIS 4.1 Metode Pengujian ... 56
4.2 Pengujian Tiap Sensor ... 56
4.2.1 Pengujian Sensor 1 ... 56
4.2.2 Pengujian Sensor 2 ... 58
4.3 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ... 60
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 65
5.2 Saran ... 65
vii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega328 ... 6
Gambar 2.2 Arduino UNO R3 ... 9
Gambar 2.3 Tampilan Awal Arduino IDE ... 15
Gambar 2.4 Tampilan Arduino IDE Saat Menu File Diklik ... 16
Gambar 2.5 Tampilan Arduino IDE Saat Menu Edit Diklik ... 17
Gambar 2.6 Tampilan Arduino IDE Saat Menu Sketch Diklik ... 19
Gambar 2.7 Tampilan Arduino IDE Saat Menu Tools Diklik ... 19
Gambar 2.8 Tampilan Arduino IDE Saat Menu Help Diklik ... 21
Gambar 2.9 Bentuk Fisik Motor Servo ... 23
Gambar 2.10 Bentuk Fisik dan Skematik dari Kaki Phototransistor QRB1113 ... 24
Gambar 2.11 Simbol Resistor Dalam Desain Rangkaian Elektronika ... 26
Gambar 2.12 Resistor Kawat ... 27
Gambar 2.13 Resistor Arang ... 28
Gambar 2.14 Resistor Oksida Logam ... 28
Gambar 2.15 Kode Warna Resistor ... 30
Gambar 2.16 Kode Huruf Resistor ... 31
Gambar 3.1 Diagram Blok Cara Kerja Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 32
Gambar 3.2 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa dengan Bagian Tubuh Yang Terlibat Saat Naik ... 33
Gambar 3.3 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Lutut Mencengkeram dan Sikut Melepas Cengkeraman ... 34
Gambar 3.4 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Bahu Naik, Lutut Mencengkeram, dan Sikut Melepas Cengkeraman ... 34
Gambar 3.5 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Bahu Naik, Lutut Mencengkeram, dan Sikut Mencengkeram ... 35
Gambar 3.6 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Lutut Melepas Cengkeraman, Bahu Naik, dan Sikut Mencengkeram ... 35
Gambar 3.7 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Panggul Naik, Lutut Melepas Cengkeraman, Bahu Naik, dan Sikut Mencengkeram ... 36
Gambar 3.8 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Panggul Naik, Lutut Mencengkeram, Bahu Naik, dan Sikut Mencengkeram ... 36
Gambar 3.9 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Bahu dan Panggul Turun, Lutut Mencengkeram, dan Sikut Mencengkeram ... 37
Gambar 3.10 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa dengan Bagian Tubuh Yang Terlibat Saat Memotong Dahan Buah ... 37
viii Universitas Kristen Maranatha Gambar 3.12 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat
Pemotong Menancap dan Tidak Menancap ... 38
Gambar 3.13 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa dengan Bagian Tubuh Yang Terlibat Saat Turun ... 39
Gambar 3.14 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Sikut dan Lutut Mencengkeram ... 39
Gambar 3.15 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Lutut Melepas Cengkeraman dan Sikut Mencengkeram ... 40
Gambar 3.16 Sketsa Model Robot Pengambil Buah Kelapa Saat Lutut dan Sikut Melepas Cengkeraman ... 40
Gambar 3.17 Rangkaian Skematik Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 43
Gambar 3.20 Rangkaian Skematik Motor Servo Untuk Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 44
Gambar 3.21 Motor Servo Pada Bahu, Panggul, dan Penggerak Pemotong Dari Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 45
Gambar 3.22 Motor Servo Pada Sikut dan Lutut Dari Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 45
Gambar 3.18 Rangkaian Skematik Sensor Phototransistor QRB1113 Untuk Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 46
Gambar 3.19 Sensor Phototransistor QRB1113 Ditempatkan di Bagian Atas Robot ... 47
Gambar 3.23 Flowchart Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 48
Gambar 3.24 Flowchart Subroutine Naik Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 50
Gambar 3.25 Flowchart Subroutine Diam Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 51
Gambar 3.26 Flowchart Subroutine PisoNancep dan PisoLepas Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 51
Gambar 3.27 Flowchart Subroutine Turun Model Robot Pengambil Buah Kelapa ... 52
Gambar 3.28 Kumpulan Flowchart Subroutine Model Robot Pengambil Buah Kelapa Bagian Pertama ... 52
Gambar 3.29 Kumpulan Flowchart Subroutine Model Robot Pengambil Buah Kelapa Bagian Kedua ... 53
Gambar 3.30 Tampilan Robot Saat Sikut dan Lutut Tidak Mencengkeram ... 54
Gambar 3.31 Tampilan Robot Saat Sikut dan Lutut Mencengkeram ... 55
Gambar 4.1 Serial Monitor Sensor 1 Saat Tidak Ditutup ... 57
Gambar 4.2 Serial Monitor Sensor 1 Saat Ditutup ... 57
Gambar 4.3 Serial Monitor Sensor 2 Saat Tidak Ditutup ... 59
Gambar 4.4 Serial Monitor Sensor 2 Saat Ditutup ... 59
Gambar 4.5 Robot Saat Menaiki Pohon... 62
Gambar 4.6 Robot Saat Memotong Dahan Buah ... 62
Gambar 4.7 Tulang Daun Jambu Yang Dijadikan Dahan Buah ... 63
Gambar 4.8 Keadaan Buah Saat Dahan Berhasil Dipotong ... 63
ix Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Port B ... 6
Tabel 2.2 Konfigurasi Port C ... 7
Tabel 2.3 Konfigurasi Port D ... 8
Tabel 2.4 Syntax Untuk Pemrograman Arduino ... 12
Tabel 2.5 Variabel Untuk Pemrograman Arduino ... 13
Tabel 2.6 Syntax Matematika Untuk Pemrograman Arduino ... 13
Tabel 2.7 Syntax Operator Pembanding Untuk Pemrograman Arduino ... 14
Tabel 2.8 Syntax Struktur Programming Untuk Pemrograman Arduino ... 14
Tabel 2.9 Syntax Syntax Inisialisasi Dan Operasi Digital Untuk Pemrograman Arduino ... 15
Tabel 2.10 Syntax Syntax Inisialisasi Dan Operasi Analog Untuk Pemrograman Arduino ... 15
Tabel 3.1 Konfigurasi Pemasangan Komponen Input dan Output Dengan Pin Analog dan Digital pada Sistem Minimum Arduino UNO R3 ... 42
Tabel 4.1 Jarak Sensor 1 Dengan Benda dan Hasil Yang Didapat ... 59
Tabel 4.2 Jarak Sensor 2 Dengan Benda dan Hasil Yang Didapat ... 61
x Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
1
Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini, robot digunakan hampir di segala bidang, baik di bidang industri, hingga
di bidang holtikultura. Tugas utama robot, yaitu untuk membantu tugas manusia. Sebagai
pembantu tugas manusia, robot dituntut untuk penggunaan berulang dan dapat melewati
medan yang berbahaya atau yang tidak dapat dijangkau oleh manusia. Contohnya, yaitu
mengambil buah kelapa dari pohonnya.
Walaupun mengambil buah kelapa dari pohonnya sering dilakukan oleh manusia,
namun, seringkali terjadi kecelakaan yang tentu saja tidak diinginkan. Dalam mengambil
buah kelapa dari pohonnya, dibutuhkan konsentrasi yang tinggi dan ketahanan fisik,
karena harus memanjat pohon kelapa, kemudian mengambil buahnya, dan turun dari
pohon kelapa. Faktor yang menyebabkan kecelakaan, yaitu, kurangnya kewaspadaan dan
medan yang ditempuh cukup berbahaya.
Model robot pengambil buah kelapa dibuat sebagai sebuah pemodelan untuk
otomatisasi dalam mengambil buah kelapa. Robot ini dibuat untuk menggantikan tugas
manusia, agar terhindar dari kecelakaan. Robot ini dirancang untuk bisa memanjat,
kemudian mengambil buah kelapa, dan turun dari pohon. Diharapkan, dengan dibuatnya
robot ini, dapat menggantikan kerja manusia yang cukup beresiko, yaitu mengambil buah
kelapa dari pohonnya.
1.2 Identifikasi Masalah
1. Bagaimana cara kerja robot saat naik pohon kelapa?
2. Bagaimana cara kerja robot saat mengambil buah kelapa?
2
Universitas Kristen Maranatha 1.3 TujuanRobot dapat menggantikan kerja manusia dalam mengambil buah kelapa dari
pohonnya yaitu dengan robot memanjat pohon kelapa, mengambil buah kelapa, dan turun
dari pohon kelapa.
1.4 Batasan Masalah
1. Robot tidak dapat memilah buah kelapa yang akan diambil, baik dari aspek
kematangan maupun aspek letak buah kelapa.
2. Robot hanya dapat memanjat pohon dengan diameter kurang lebih sama dengan
jarak antar tangan dan antar kaki, yaitu 10 cm.
3. Batang pohon tidak bercabang dan tidak melengkung.
4. Kapasitas penyimpan buah kelapa pada robot hanya satu buah.
5. Robot hanya dapat mengambil satu buah kelapa pada dahan yang menjuntai.
6. Model buah kelapa digunakan buah palsu yang terbuat dari bahan styrofoam.
7. Pohon yang digunakan dalam percobaan ini, menggunakan pohon dengan
diameter batang 10 cm, berbatang lurus, tidak bercabang, dan tidak melengkung.
1.5 Spesifikasi Alat
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino UNO R3.
2. Sensor yang digunakan adalah phototransistor QRB1113.
3. Motor yang digunakan adalah motor servo.
1.6 Sistematika Penulisan
Bab I : Pendahuluan
Berisi pembahasan mengenai latar belakang, identifikasi masalah,
tujuan, pembatasan masalah, serta spesifikasi alat yang digunakan
3
Universitas Kristen Maranatha Bab II : Landasan TeoriBerisi penjelasan mengenai berbagai macam teori mengenai Arduino
UNO R3, motor servo, sensor phototransistor QRB1113, dan resistor.
Bab III : Perancangan Alat
Berisi penjelasan yang berkaitan dengan perancangan alat yang telah
dibuat, baik dari sisi perangkat keras maupun perangkat lunak.
Bab IV : Pengamatan dan Analisis
Berisi pembahasan mengenai data hasil pengamatan dari alat yang telah
dibuat dan berbagai metode pengujian terhadap setiap sensor serta
keseluruhan sistem yang telah dibuat.
Bab V : Kesimpulan dan Saran
65
Universitas Kristen MaranathaBAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan dan berdasarkan hasil uji coba, dapat
disimpulkan:
1. Model robot pengambil buah kelapa telah berhasil dibuat.
2. Sensor pada robot memiliki batas jarak maksimal kurang lebih 1,5 cm.
3. Waktu rata-rata yang dibutuhkan robot untuk naik adalah 6 menit 10 detik
dengan ketinggian pohon 125 cm.
4. Waktu rata-rata yang dibutuhkan robot untuk memotong dahan buah adalah 55
detik.
5. Waktu rata-rata yang dibutuhkan robot untuk turun adalah 1,25 menit dengan
ketinggian pohon 125 cm.
6. Waktu rata-rata yang dibutuhkan robot untuk naik, memotong dahan buah, dan
turun adalah 8 menit 20 detik dengan ketinggian pohon 125 cm.
5.2. Saran
Setelah selesai membuat dan menyusun laporan ini, Penulis ingin memberikan
beberapa saran untuk pengembangan lebih lanjut dari model robot pengambil buah kelapa
yang telah dibuat ini.
1. Robot dapat naik, mengambil buah, dan turun dengan lebih cepat.
2. Gerakan robot lebih smooth.
3. Sumber daya terpasang pada struktur badan robot.
66 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR
PUSTAKA
Bolton, William. 2003. Mechatronics : Electronic Control Systems In Mechanical And
Electrical Engineering. Edinburgh Gate, England: Pearson Education Limited.
Harrington, Donald E. 1975. How To Read Schematic Diagrams. Indiana, USA: Howard
W. Sams & Co. Inc.
Margolis, Michael. 2011. Arduino Cookbook Recipes to Begin, Expand, and Enhance
Your Projects. California: O'Reilly Media.
Safford Jr., Edward L. 1978. The Complete Handbook of Robotics. United States of
America: TAB BOOKS.
Schilling, Robert J. 1990. Fundamentals of Robotics Analysis and Control. New Jersey:
PRENTICE HALL.
Schilling, Robert J dan Robert B. White. 1990. Robot Manipulation : Programming And
Simulation Studies With Software. New Jersey: Prentice-Hall, Inc.
Sciavicco, Lorenzo dan Bruno Siciliano. 1996. Modeling and Control of Robot
Manipulators. Singapore: McGraw-Hill Co.
Spong, Mark W dan M. Vidyasagar. 1989. Robot Dynamics And Control. Canada: John
Wiley & Sons.
Stadler, Wolfram. 1995. Analytical Robotics And Mechatronics. Singapore:
McGraw-Hill, Inc.
