PERANCANGAN KAKI
ROBOT
MIKROKONTROLER
Disusun sebagai Salah Satu pada Program Studi
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID
ROBOT PENARI GAMBYONG BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535
HALAMAN DEPAN
TUGAS AKHIR
sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Jenjang Stara pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : MOKH. NURUL HILAL
D 400 080 060
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
ROBOT HUMANOID UNTUK
BERBASIS
ATMEGA8535
Menyelesaikan Jenjang Stara 1 Teknik Elektro Fakultas Teknik
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir dengan judul “PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID UNTUK ROBOT PENARI GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535” ini diajukan oleh:
Nama : MOKH. NURUL HILAL
NIM : D 400 080 060
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang pendidikan Stara-Satu (S1) pada fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari :
Tanggal :
Pembimbing 1
( Husni Thamrin, MT, PhD. )
Pembimbing 2
iii
LEMBAR PENGESAHAN
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan dipertanggung jawabkan di depan Dewan Penguji Tugas Akhir guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada:
Hari :
Tanggal :
Dengan Judul :
“PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID UNTUK ROBOT PENARI GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535”
Dewan Penguji Tugas Akhir :
1. Husni Thamrin, MT, PhD. (... ) 2. Muhammad Muslich, ST, M.Eng. ( ... )
3. Muhammad Kusban, ST, MT. (... ) 4. Nurgiyatna, ST, M.Sc, PhD. ( ... )
Mengetahui, Dekan
Fakultas Teknik
( Ir. Agus Riyanto, MT )
Ketua
Jurusan Teknik Elektro
iv
KATA PENGANTAR
Puji sykur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah dan inayah-Nya sehingga sampai detik ini masih memberikan kesempatan untuk menjalani perintah-Nya dan manjauhi larangan-Nya. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan pengikutnya yang selalu setia dan beramal shaleh, Aamiin Ya Rabbal’almin.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar – besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Husni Thamrin, MT, PhD. dan Bapak Muhammad Muslich, ST, M.Eng. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Muhammad Kusban ST, MT. dan Bapak Nurgiyatna, ST, M.Sc.
selaku penguji Tugas Akhir.
6. Bapak Umar Hasan, ST, MT. selaku pembimbing akademik.
7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan ilmunya selama ini kepada kami.
8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
v
9. ‘Papa Tardi’ dan ‘Mama Aisyah’ tercinta yang telah memberikan kasih sayang, dukungan, doa dan materi kepada Ananda sehigga Ananda mencapai keberhasilan sejauh ini. Semoga Allah SWT membalas di Yaumil Akhir apa yang telah kalian berikan kepada Ananda dengan balasan yang baik. Aamiin. 10.‘Mz Erul’ yang telah meberikan dukungan selama ini.
11.‘De Indah’ tercinta yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam penyelesaian tugas akhir ini.
12.Teman - teman di KMTE Robot Research Universitas Muhammadiyah Surakarta dan teman - teman elektro angkatan 2008, yang telah berbagi dalam suka duka bersama selama ini.
13. Bapak Yahya di sanggar seni Sriwedari yang telah memberikan waktu dan pengarahanya tentang tari gambyong sebagai tari tradisional Kota Surakarta.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ini dapat bermanfaat untuk rekan-rekan mahasiswa dan pihak-pihak yang berkepentingan.
Surakarta, April 2013
vi
MOTTO
“Apabila telah ditunaikan shalat, maka bertebaranlah kamu di muka bumi; dan
carilah karunia Allah dan ingatlah Allah banyak-banyak supaya kamu
beruntung.” (QS Al Al Jumu'ah (62):10 )
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya
sesudah kesulitan itu ada kemudahan.” (QS Alam Nasyrah(94):5-6 )
“Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrahpun, niscaya dia akan
melihat (balasan)nya”. (QS Al Zalzalah(99):7)
“Jangan katakan pertolongan Allah datang terlambat. Boleh jadi kita sendiri
yang terlambat menjemput pertolongan itu.” (Aa Gym)
“Banyak orang sedikit beramal tapi disebut-sebutnya banyak baramal.
Merendahlah, engkau akan seperti bintang-bintang berkilau dipandang orang
diatas riak air dan bintang pun jauh tinggi.
Janganlah seperti asap yg mengangkat tinggi dilangit padahal dirinya
rendah.” (K.H. Rahmat ‘Abdullah)
“Tuhan tidak akan memberi kita kekuatan untuk bermimpi besar, kalau Dia
tahu kita tidak akan bisa menggapainya” (Mario Teguh)
vii
PERSEMBAHAN
Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Allah SWT, yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, yang mengijinkanku untuk terus berkarya hingga pada titik ini.
2. Bapak dan Ibuku tercinta, berjuta kata sayang, maaf dan terima kasih takkan mampu membalas jasa dan pengorbanan kalian kepadaku. Terima kasih ya ALLAH, lindungilah mereka selalu.
3. Kakak-kakakku, yang telah memberi nasihat, motivasi dan do’anya. 4. Sahabat – sahabatku Geng Bunga Matahari, Dedi, Dwi, Fajar, Udin,
Said, Joko, Akbar, Mohtar dan semua teman – teman elektro’08, yang langsung maupun tidak telah membantu penyelesaian tugas Akhir ini. 5. Teman - teman KMTE Robot Research UMS, yang telah berjuang
viii
DAFTAR KONTRIBUSI
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Dalam mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Kaki Robot humanoid Untuk Robot Penari Gambyong Berbasis Mikrokontroler ATmega8535”, saya menyatakan bahwa :
1. Judul tugas akhir ini merupakan ide saya sendiri, yang merupakan sub tema dari tugas akhir ‘Mz Said Hamdani’.
2. Perancangan mekanik merupakan hasil desain ‘Mz Said Hamdani’ dengan dibantu dari ‘Mz Apriyanto’ dalam pembuatannya.
3. Perancangan jalur rangkaian pada PCB saya gambar menggunakan Diptrace versi 2.2.
4. Simulasi dan gambar rangkaian dengan menggunakan Proteus v7.4.
5. Pemrograman Robot humanoid ini saya kerjakan bersama ‘Mz Said Hamdani’ dengan menggunakan CodeVisionAVR v1.25.3.
6. Pemrograman mikrokontroler saya menggunakan perangkat Downloader K-125R dari Creative Vision.
7. Motor Servo saya dapatkan dari Forum Jual Beli Kaskus.us.
8. Proses perakitan Robot humanoid saya kerjakan di ruang KMTE Robot Research dan Laboraturium Teknik Elektro sedangkan penyusunan laporan tugas akhir ini saya kerjakan di kost.
Demikian daftar kontribusi ini saya buat dengan sejujurnya, Saya bertanggung jawab atas isi dan kebenarannya.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Dosen Pembimbing
( Husni Thamrin, MT. PhD
ix
Demikian daftar kontribusi ini saya buat dengan sejujurnya, Saya bertanggung jawab atas isi dan kebenarannya.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Surakarta, Maret 2013 Dosen Pembimbing,
Husni Thamrin, MT. PhD )
Penulis,
( Mokh. Nurul Hilal
Demikian daftar kontribusi ini saya buat dengan sejujurnya, Saya
Surakarta, Maret 2013 ,
x
DAFTAR ISI
HALAMAN DEPAN ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
MOTTO….. ... vi
PERSEMBAHAN ... vii
DAFTAR KONTRIBUSI... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xiv
ABSTRAKSI ... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ... 1 1.2.Rumusan Masalah ... 3 1.3.Tujuan Penelitian ... 3 1.4.Batasan Masalah ... 4 1.5.Manfaat Penelitian ... 4 1.6.Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Telaah Penelitian ... 6
2.2.LandasanTeori ... 8
2.2.1.Sejarah Ilmu Robot ... 8
xi
2.2.3.Klasifikasi Robot... 13
2.2.4.Beberapa Jenis Robot ... 13
2.2.5.Mikrokontroler ATmega8535 ... 15
2.2.6.Motor Servo ... 17
2.2.7.Software CodeVisionAVR ... 19
BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1.Waktu dan Tempat Penelitian ... 31
3.2.Peralatan dan Bahan Perancangan Tugas Akhir ... 31
3.3. Alur Penelitian ... 33
3.4.Perancangan Sistem ... 35
3.4.1.Perancangan Sistem Mekanik ... 36
3.4.2.Perancangan Sistem Elektronika ... 37
3.4.3.Perancangan Perangkat Lunak ... 40
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1.Hasil Penelitian ... 43
4.2.Analisa Hasil Penelitian ... 46
4.2.1.Pengujian Keypad ... 46
4.2.2.Pengujian Motor Servo ... 47
4.2.3.Pengujian Pergerakan Kaki Robot Tanpa Badan ... 50
4.2.4.Pengujian Pergerakan Kaki Robot yang Dilengkapi dengan Badan ... 57
xii
4.2.5.Pengujian Pergerkan Kaki Robot Ketika Badan Melakukan Tarian Gambyong ... 62 BAB V PENUTUP 5.1.Kesimpulan ... 63 5.2.Saran ... 64 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema Pin Mikrokontroler ATmega8535 ... 16
Gambar 2. 2 Sistem Mekanik Motor Servo ... 18
Gambar 3. 1 Alur Penelitian Tugas Akhir... 33
Gambar 3. 2 Blok Diagram Sistem Kerja Kaki Robot humanoid ... 35
Gambar 3. 3 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Depan ... 36
Gambar 3. 4 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Samping ... 37
Gambar 3. 5 Sistem Minimum ATmega8535 ... 38
Gambar 3. 6 Rangkaian Minimum Sistem ATmega8535 ... 39
Gambar 3. 7 Rangkaian Keypad ... 40
Gambar 3. 8 Flowchart Program Menu Utama ... 41
Gambar 4. 1 Blok Diagram Proses Kerja Sistem ... 43
Gambar 4. 2 Robot Humanoid dilihat dari 3 Sisi. (a) Belakang. (b) Depan. (c) Kiri ... 44
Gambar 4. 3 Kaki Robot humanoid Tampak dari (a) Depan (b) Belakang (c) Samping ... 45
Gambar 4. 4 Rangkaian Pengujian Keypad ... 46
Gambar 4. 5 Tampilan LCD ketika Tombol Tidak Ditekan ... 47
Gambar 4. 6 Tampilan LCD ketika Tombol A4 Ditekan ... 47
Gambar 4. 7 Prinsip Kerja Motor Servo ... 48
Gambar 4. 8 Program Pengujian Servo ... 49
Gambar 4. 9 Posisi Sudut Poros Servo ... 50
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Daftar Gerakan pada Tombol ... 44
Tabel 4. 2 Pengujian Motor Servo ... 50
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Gerak Maju Lurus ... 52
xv
ABSTRAKSI
Saat ini hampir semua orang mengenal robot. Ada banyak jenis robot yang sudah popular, salah satunya adalah robot humanoid. Robot juga dapat membantu mengatasi tugas manusia yang berat, bahaya, dan kaotor, seperti di bidang produksi, bidang pertambangan, bidang hiburan, dan sebagainya. Pada tugas akhir ini, penulis ingin mengkolaborasikan robot humanoid dengan tarian tradisional di Indonesia. Penulis ingin memperkenalkan tarian tradisional yang ada di Indonesia dan meningkatkan cinta tanah air karena Indonesia memiliki banyak jenis tarian tradisional tetapi banyak orang Indonesia yang tidak mengetahui tarian-tarian tradisional bahkan mereka tidak suka tarian tradisional melainkan mereka lebih suka tarian modern. Tarian yang digunakan oleh penulis yaitu Tari Gambyong yang berasal dari Surakarta, Jawa Tengah.
Koreografi tari Gambyong sebagian besar berpusat pada penggunaan gerak kaki, tubuh, lengan dan kepala. Pergerakan kaki itu sendiri membutuhkan keseimbangan agar robot tidak jatuh ketika bergerak melakukan garakan tari Gambyong. Oeleh sebab itu, penulis fokus meneliti pada bagian kaki robot humanoid dengan 10 DOF(degree of freedom) / derajat kebebasan berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Penulis berharap robot humanoid tersebut dapat berjalan maju dengan melakukan gerakan tari pada upbody.
Robot dengan dimensi 58cm x 24cm x 13cm memiliki dua puluh satu DOF (degree of freedom) / derajat kebebasan yang tersusun atas empat belas buah motor servo TowerPro MG995 dan tujuh buah motor servo TowerPro MG90. Pergerakan Robot didasarkan pada inputan keypad kemudian melakukan gerkan yang telah diprogram sebelumnya Robot dapat melakukan gerakan-gerakan dasar seperti berjalan maju lurus, mundur, berbelok ke kanan, dan berbelok ke kiri. Pergerakan kaki robot humanoid tanpa badan dengan bergerak maju lurus sepanjang jarak 40 cm, error penyimpangan rata – rata diperoleh sebesar 11,9° ke arah kiri dengan percobaan sebanyak 10 kali. Dan dengan ditambah badan tingkat error meningkat menjadi 21%.
