3. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan waktu penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan IPB. Waktu penelitian dilaksanakan secara efektif selama 4 bulan terhitung dari bulan Desember 2008 sampai Maret 2009.
3.2. Alat bantu
3.2.1. Alat ukur dan peralatan pembuatan l engan robot
Digital Multi Meter (DMM), project board, downloader ISP, kabel serial,
Personal Computer (PC) dengan spesifikasi Prosesor Pentium III 700 MHz, solder, gergaji U, gergaji besi, kikir dan amplas, standing bor, pinset, penggaris, penggaris siku, mesin gerinda, mesin jigsaw, tang, dan obeng.
3.2.2. Software pembuatan lengan robot
1. BASCOM-AVR 2. AutoCAD 2004
3.3. Bahan untuk membuat lengan robot, kontroler, dan sensor
IC ATMega 8535, DT-AVR Low Cost Micro System, t rafo CT 1 ampere, kabel pita komputer, fuse 5 ampere, pin header singgle, b oard sircuit, eject serial dan pararel, fan PC 12 Volt, heat sink, IC regulator, kapasitor, dioda bridge, saklar, arkrilik 2, 3, dan 5 mm, arkrilik siku, Parallax Standard Servo, GWS Servo SO3T STD, GWS Servo SO4 BBM, potensio meter, batang stainles steel 5 mm, o-ring karet, greese, resin, strach, bearing, gear, papan tic block, klem besi ukuran 3 ½ Inci, dan kabel ciut.
3.4. Proses pembuatan lengan robot (robotic arm)
Proses pembuatan lengan ro bot dibagi menjadi beberapa tahapan yang saling melengkapi satu sama lain. Bagian -bagian ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 4. Tahapan pembuatan lengan robot
3.5. Unit motor servo lengan robot (robotic arm)
Pada lengan robot ini kita menggunakan 3 buah motor servo yang memiliki perbedaan spesifikasinya. Servo 2 dan 3 menggunakan motor servo jenis SO3T STD. Servo 4 dan 5 menggunakan servo ukuran besar jenis SO 4 BBM. Pada bagian penggerak gripper kita menggunakan servo jenis Parallax Standard servo yang memiliki bentuk hampir sama dengan SO3T STD. Semua spesifikasi motor servo dapat dilihat pada Tabel 2, 3, dan 4.
Tahap Pembuatan Cassing Tahap Pemberian Pemberat Pengeimbang Tahap Pemodelan Tahap Pemotong Tahap Penyatuan Tahap Penyambungan Sendi Proses Pembuatan Kontroler Lengan Robot (Robotic Arm)
Proses Pembuatan Sensor Pengendali Lengan Robot (Robotic Arm) Tahap Interkoneksi Kabel Tahap Pemasangan Motor Servo Lengan Robot (Robotic Arm) Pengujian Lengan Robot (Robotic Arm)
di Laboratorium. Proses Berjalannya Program Lengan Robot (Robotic Arm) Proses Kerja Lengan Robot (Robotic Arm)
Tabel 2. Spesifikasi jenis motor servo fingger yang dipakai. Jenis Servo Berat Servo Tegangan Maksimum Kecepatan Sudut Torsi yang dihasilkan Gram) (Volt) (Sec / 1800) (Kg/ Cm) ServoFingger
45 6 1,5 3,4
Parallax Standard Sumber : Parallax Inc, 2004
Tabel 3. Spesifikasi jenis motor servo wrist dan arm yang dipakai.
Jenis Servo Berat Servo Tegangan Maksimum Kecepatan Sudut Torsi yang dihasilkan (gram) (Volt) (sec / 600) (Kg/ Cm) ServoWristdanArm
48 4,8 0,33 7,2
SO3T STD
Sumber : Robot Shop, 2009
Tabel 4. Spesifikasi jenis motor servo elbow dan shoulder yang dipakai.
Jenis Servo Berat Servo Tegangan Maksimum Kecepatan Sudut Torsi yang dihasilkan (gram) (Volt) (sec / 600) (Kg/ Cm) ServoElbowdan
Shoulder 110 6 0,20 13
SO4 BBM
3.6. Unit sensor lengan robot (robotic arm)
Lengan robot yang dibuat membutuhkan sensor yang dapat mendeteksi gerakan sendi lengan pengguna. Sensor ini dirancang sesuai dengan masukan nilai ADC mikrokontroler sehingga dapat dengan mudah dibaca oleh IC ATMega8535. Sumber tegangan untuk sensor diambil dari mikrokontroler sebesar 5 Volt. Rangkaian sensor ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian pengatur tegangan pada sensor lengan robot
3.7. Unit catu daya mikrokontroler lengan robot (robotic arm)
Mikrokontroler yang dibuat membutuhkan sumber tegangan searah yang dihasilkan dari penyearahan arus bolak -balik listrik PLN. Proses penyearahan ini membutuhkan rangkaian elektronik penyearah dengan tegangan keluaran 9 Volt. Rangkaian elektronik catu daya ini dapat diliha t pada Gambar 6.
3.8. Unit catu daya motor servo lengan robot (robotic arm)
Motor servo yang digunakan memiliki tegangan kerja yang berbeda dengan mikrokontroler sehingga dibutuhkan unit catu daya terpisah. Motor servo dapat bekerja secara maksimal jika keluaran power supply untuk jenis Parallax dan GWS SO3T sebesar 5 Volt sedangkan servo jenis GWS SO4 BBM sebesar 6 Volt. Rangkaian catu daya ini dapat dilihat pada G ambar 7.
Gambar 7. Rangkaian catu daya motor servo lengan robot
3.9. Mikrokontroler lengan robot (robotic arm)
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki rangkaian pendukung yang membantu kerja dari operasi program. Rangkaian sensor akan dihubungkan dengan mikrokontroler pada Port A sedangkan untuk motor servo ada pada Port B. Rangkain ini dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Rangkaian mikrokontroler lengan robot
3.10. Proses berjalannya program lengan robot (robotic arm)
Tahapan kerja ini di buat dalam bentuk flowchart sebagai langkah awal dalam pembuatan struktur program. Flowchart ini dibuat untuk mengetahui apa yang harus dikerjakan sebelum memulai merancang program. Keuntungan pengg unaan flowchart adalah apabila terjadi kesalahan dalam pembuatan program akan lebih
mudah ditelusuri dari diagram yang dibuat sebelumnya. Flowchart program yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Flowchart program pada rangkaian lengan robot (robotic arm). Start aktifkan Interupsi dan Configurasi ADC Start ADC
Baca nilai ADC Port A.0 Apakah Pulsa melebihi Batas Ya Tidak Kembalikan Menjadi nilai Batas yang Ditentukan Masukkan kedalam Rumus pulsa Pulsa keluar Dari Port B.0 Servo fingger Bergerak
Salin nilai ADC Di Port A
Baca nilai ADC Port A.1 Apakah Pulsa melebihi Batas Ya Tidak Kembalikan Menjadi nilai Batas yang Ditentukan Masukkan kedalam Rumus pulsa Pulsa keluar Dari Port B.1 Servo wrist Bergerak
Baca nilai ADC Port A.2 Apakah Pulsa melebihi Batas Ya Tidak Kembalikan Menjadi nilai Batas yang Ditentukan Masukkan kedalam Rumus pulsa Pulsa keluar Dari Port B.2 Servo arm Bergerak Lakukan pembacaan nilai
ADC pada Port A
Baca nilai ADC Port A.3 Apakah Pulsa melebihi Batas Ya Tidak Kembalikan Menjadi nilai Batas yang Ditentukan Masukkan kedalam Rumus pulsa Pulsa keluar Dari Port B.3 Servo elbow Bergerak
Baca nilai ADC Port A.4 Apakah Pulsa melebihi Batas Ya Tidak Kembalikan Menjadi nilai Batas yang Ditentukan Masukkan kedalam Rumus pulsa Pulsa keluar Dari Port B.4 Servo shoulder Bergerak
Pada bagian flowchart program di atas dapat dilihat bahwa algoritma program yang pertama kali dilakukan adalah pengaktifan fungsi fitur interupsi dan ADC. Tanpa ada pengaktifan fitur ADC maka perhit ungan lebar pulsa tidak dapat dilakukan. Data yang telah disalin pada Port A akan dilakukan perhitungan sesuai dengan rumus yang ditentukan untuk lebar pulsa. Besaran lebar pulsa yang keluar kita tentukan dengan menentukan rumus awal didalam program mik rokontroler.
3.11. Pengujian lengan robot (robotic arm)
Pengujian dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan IPB. Pengujian yang dilakukan berada di luar air untuk mengetes apakah bagian tangan robot dapat bergerak kesemua sudut yang diinginkan dan mampu menjepit benda dengan baik.
3.11.1. Pengujian sensor lengan robot (robotic arm)
Pengujian dilakukan dengan mengukur keluaran tegangan yang ada pada kaki 2 sensor menggunakan Digital Multi Meter. Hasil pengujian akan dicatat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil pengukuran tegangan yang dikeluarkan sensor pada sudut maksimum dan minimum.
No Jenis Sensor
Sudut Sensor yang dapat dibentuk
(derajat)
Tegangan Vinput (kaki 1)
(mili Volt)
Tegangan yang Keluar Pada Kaki 2 Sensor
(mili Volt) Hasil Pengamatan Kondisi Sensor Tangan 1 Sensor Fingger Max 100 Min 0 2
Sensor Wrist Max 120
Min 0
3
Sensor Arm Max 122
Min 0 4 Sensor Elbow Max 120 Min 0 5 Sensor Shoulder Max 90 Min 0
3.11.2. Pengujian besar sudut servo dengan perbedaan lebar pulsa
Motor servo yang digunakan memiliki batas lebar pulsa untuk melakukan gerakan memutar dengan sudut tertentu. Mengetahui lebar pulsa ini maka kita dapat menyesuaikan lebar pulsa maksimum dan minimum dengan sintak program yang dibuat. Cara ini untuk mencegah kerusakan gear motor servo pada
beroperasi . Hasil dari pengukuran ini dicatat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil pengukuran lebar pulsa dan sudut yang dapat dibuat.
No Jenis
Servo
Besar Lebar Pulsa Maksimum dan Minimum
Sudut Putaran
Pada Servo Keterangan
1 Servo Fingger 2 Servo Wrist 3 Servo Arm 4 Servo Elbow 5 Servo Shoulder
3.11.3. Pengujian daya cengkram gripper lengan robot (robotic arm)
Pengujian dilakukan dengan mencoba mengambil sepuluh obyek benda dengan ukuran dan bobot yang berbeda menggunakan gripper lengan robot. Hasil pengamatan dicatat pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil pengujian daya cengkram gripper pada berbagai macam bentuk obyek. U la n ga n
Bentuk Obyek yang Dicengkram Dimensi Obyek (cm) Bobot Obyek (gram) Kondisi Pemukaan Obyek Hasil Pengamatan Cengkraman Gripper 1 2 -10
