JURNAL MOSFET Vol. 3 No. 2, Juli – Desember 2023, hlm. 23-27, eISSN: 2775-5274 http://jurnal.umpar.ac.id/indeks/jmosfet
PROTOTIPE ROBOT FORKLIFT PENYUSUN BARANG SECARA OTOMATIS BERDASARKAN QR CODE
Aditiya Dwika Bayu1*, Muhammad Basri2
1,2Program Studi Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Parepare, Indonesia
Informasi Artikel ABSTRACT Riwayat Artikel:
Dikirim: 11 Oktober 2023 Revisi: 21 Oktober 2023 Diterima: 23 Oktober 2023 Tersedia online: 24 Oktober 2023
The warehousing system is closely related to the process of moving and placing components and products from and to certain places. In general, this transfer process uses a freight car or forklift. The purpose of this research is to design a forklift robot prototype for moving goods using a QR code scanner. When an object is placed on the lift, the infrared sensor will detect that there is an object above it. The infrared sensor will send a signal to the microcontroller, and the microcontroller will send commands to the QR scanner GM67. Then the QR scanner will read the QR code on the object and send the data to the microcontroller. The microcontroller will give a command to the stepper motor to rise to the position according to the QRcode data, and after arriving at the position, the stepper motor 2 will push the object into storage. Then the stepper motor will return to the standby position. Based on research results, this forklift robot prototype uses a QR scanner as a position scanner, a Nema 23 stepper motor as an object carrier, and then a Nema 14 stepper motor as an object pusher.
Based on the research results, the average time was 6,102 seconds for the first object, 8,068 seconds for the second object, and 9,922 seconds for the third object. It can be concluded that the designed tool can scan QR codes and store them automatically without errors in placement.
Keywords:
robot forklift; QR Code; sensor infrared; penyimpan barang otomatis.
ABSTRAK
*Penulis Korespondensi:
Aditiya Dwika Bayu,
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Parepare,
Jl Jenderal Ahmad Yani KM. 6, Kota Parepare, Indonesia.
Email:
Sistem pergudangan erat kaitannya dengan proses pemindahan dan penempatan komponen dan produk dari dan menuju tempat tertentu. Pada umunya proses pemindahan ini menggunakan mobil pengangkut barang atau forklift. Tujuan penelitian ini untuk merancang prototype robot forklift pemindah barang menggunakan QR Code Scanner. Saat objek diletakkan pada lift, Sensor Infrared akan mendeteksi ada objek diatasnya, lalu Sensor Infrared akan mengirimkan sinyal ke Mikrokontroler, mikrokontroler akan mengirimkan perintah ke QR Scanner GM67. Kemudian QR Scanner akan membaca QR Code pada objek dan mengirimkan datanya ke Mikrokontroler. Mikrokontroler akan berikan perintah ke Motor Stepper untuk naik ke posisi yang sesuai dengan data QRcode, setelah sampai pada posisi Motor Stepper 2 akan mendorong objek kedalam penyimpanan.
Kemudian Motor Stepper akan kembali ke posisi standby. Berdasarkan hasil penelitian prototype robot forklift ini menggunakan QR Scanner sebagai pemindai posisi dan motor stepper nema 23 sebagai pembawa objek lalu motor stepper nema 14 sebagai pendorong objek. Berdasarkan hasil penelitian mendapatkan rata-rata waktu 6.102 detik untuk objek pertama, 8.068 detik untuk objek kedua, 9.922 untuk objek ketiga, maka dapat ditarik kesimpulan alat yang dirancang dapat memindai QR Code dan melakukan penyimpanan secara otomatis dengan baik tanpa kesalahan dalam penempatan.
This is an open access article under the CC BY-SA license.
I. PENDAHULUAN
Dalam suatu perusahaan, system penyimpanan produksi sangat berperan penting, menjadi latar belakang perancangan prototype robot forklift ini.
Perencanaan gudang barang jadi yang sesuai dengan kebutuhan merupakan hal yang perlu diperhatikan guna kelancaran produksi, dan menyimpan hasil
produk sementara sebelum pengiriman sertauntuk menghindari kerusakan barang jadi [1].
Sistem kendali merupakan proses mengatur satu atau lebih parameter yang akan dikontrol. System kendali adalah sekumpulan piranti yang bekerja sama dengan tujuan mengendalikan suatu peralatan tertentu, piranti yang biasanya dikontrol adalah alat-alat
JURNAL MOSFET - Vol. 3 No. 2, Juli - Desember 2023
elektronik yang dikombinasikan dengan beberapa alat yang lainya atau sensor yang digunakan [2].
Robot adalah mesin yang terlihat seperti manusia dan melakukan berbagai tindakan yang kompleks dari manusia seperti berjalan atau berbicara, atau suatu peralatan yang bekerja secara otomatis. Robot biasanya deprogram untuk melakukan pekerjaan berulang kali dan memiliki mekanisme yang dipandu oleh kontrol otomatis [3]. Fungsi dari Forklift yaitu untuk memindahkan barang dari satu tempat ke tempat lain atau menyusun barang dari yang terendah ke tertinggi, biasanya alat ini digunakan pada industri- industri [4].
Budi Herdiana dan Zainal Mutaqin telah melakukan penelitian pada tahun 2017 dengan perancangan alat prototype robot forklift menggunakan infrared sebagai penggerak dan sensor cahaya LDR sebagai penentu penyimpanan barang sesuai dengan warnanya [5].
Pada tahun 2021 terdapat penelitian berupa perancangan prototype robot forklift menggunakan wifi module ESP8266 sebagai mikrokontroller, yang dikontrol melalui aplikasi dan dalam kendali gripper masih dilakukan secara manual yang berbasis ESP8266 [6]. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah merancang prototype robot forklift pemindah barang menggunakan QRcode Scanner.
II. METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah R & D (researtch and development) yang bersifat deskriptif menunjukkan tahapan yang harus diikuti dalam menghasilkan sebuah produk tertentu dan menguji kefektifitasan produk tersebut.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan di di gedung F Laboratorium Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Parepare dan waktu pelaksanaan penlitian akan dilakukan selama pada bulan Oktober 2022 sampai dengan Desember 2022.
C. Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan alat dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 1. Alat dan Bahan
No. Uraian Jumlah
1 Arduino Mega2560 1
2 Modul Step Down 1
3 Motor Stepper 2
4 LCD 16x2 1
5 Kamera QR Scanner 1
6 Motor Stepper Driver A4988 1
No. Uraian Jumlah
7 Motor Stepper Driver TB6600 1
8 Sensor Infrared 1
9 Modul Relay 1
10 Papan PCB 1
11 Kabel Jumper 10
12 Solder 1
D. Rancangan Penelitian
Adapun rancangan alat penelitian ini disajikan dalam bentuk blok diagram yang dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Rancangan Alat
Sensor infrared sebagai input yang berfungsi untuk mendeteksi barang pada lift, limit switch sebagai input yang berfungsi untuk membatasi posisi awal motor stepper, QRcode scanner sebagai input yang berfungsi sebagai pemindai QRcode yang dilekatkan pada barang, lalu arduino sebagai mikrokontroller yang akan memproses semua input tadi dan mengirimkannya ke motor driver lift untuk menggerakkan motor stepper ke posisi yang telah ditentukan, lalu motor driver penyimpanan untuk menggerakkan motor stepper yang bertugas mendorong masuk barang ke tempat penyimpanannya.
E. Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan. Tahap pertama yaitu studi literature yang dilakukan untuk mempelajari terkait pergerakan robot forklift dan mempelajari mengenai koneksi SPI antara arduino dengan kamera QR scanner. Tahap kedua yaitu melakukan pengujian keefektifitasan dari QRcode Scanner kemudian menyusun benda secara otomatis pada rak atau tempat yang sesuai dengan code masing-masing benda.
A. D. Bayu, et. al. Prototipe Robot Forklift (…)
III.HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perancangan Hardware
Komponen yang digunakan pada perancangan perangkat keras yaitu sensor infrared, QRScanner, Limit Switch, Arduino Mega 2560, Lcd (Liquid Crystal Display), Motor Stepper Driver TB6600, Motor Stepper Driver A4988, Motor Stepper NEMA 23, Motor Stepper NEMA 14 dan Modul relay.
Gambar 2. Rangkaian Hardware
Adapun komponen yang digunakan pada perancangan perangkat keras pada penelitian ini yaitu : 1. Sensor infrared yang berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi barang, terhubung ke 5V, Ground dan pin 9 pada arduino
2. QRScanner yang berfungsi sebagai alat yang mendeteksi QRCode yang ada pada barang, yang terhubung NO dengan relay agar tidak menyala sebelum infrared mendeteksi objek diatasnya, VCC dan Ground terhubung ke step down dan Rx Tx terhubung ke RX2 dan TX2 pada arduino.
3. Limit Switch yang berfungsi sebagai alat yang membatasi posisi paling bawah motor stepper Nema 23, terhubung ke pin A6 pada arduino dan Ground.
4. Arduino Mega 2560 yang berfungsi sebagai mikrokontroler yang mendapat sumber dari step down.
5. Lcd (Liquid Crystal Display) yang berfungsi untuk menampilkan posisi, pin Vcc dan Ground terhubung ke step down, SDA ke pin 20 pada arduino dan SCL ke pin 21 pada arduino.
6. Motor Stepper Driver TB6600 yang berfungsi sebagai driver NEMA 23, pin ENA-, DIR-, PUL-, GND terhubung ke Ground, Direct ke pin 4 arduino, Step ke pin 3 arduino, dan VCC ke 5V.
7. Motor Stepper Driver A4988 yang berfungsi sebagai driver NEMA 14, Direct terhubung ke pin 7 arduino, Step terhubung ke pin 8 arduino, VCC terhubung ke 5V, GND ke Ground.
8. Motor Stepper NEMA 23 yang berfungsi untuk menggerakkan naik turun lift penyimpanan, terhubung ke pin 7, 8, 9 dan 10 pada motor driver TB6600.
9. Motor Stepper NEMA 14 yang berfungsi untuk mendorok objek kedalam penyimpanan, terhubung ke pin 1A, 2A, 2B dan Ground pada motor driver A4988.
10. Modul relay yang berfungsi sebagai saklar on/off QRCode Scanner, VCC dan Ground terhubung ke step down dan data ke pin A7 arduino.
B. Perancangan Software
Perancangan perangkat lunak atau perancangan software ini bertujuan untuk mengatur kinerja pada input dan output dari perangkat keras dengan adanya instruksi-instruksi yang dimasukkan ke Arduino.
Flowchart prinsip kerja sistem dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 3. Diagram Alir Software
C. Pengujian
Pengujian data yang dilakukan pada penilitian ini adalah menyusun barang menggunakan QRcode dan menempatkan sesuai dengan posisi pada QRcode.
Pengujian data yang dilakukan sebagai berikut:
PWMCOMUNICATION
DIGITAL
ANALOG IN
ATMEGA256016AU 1126
TX0
TX3 TX2
TX1 SDA SCL RX0
RX3 RX2
RX1 Reset BTN www.TheEngineeringProjects.com
ON ONON Arduino Mega 2560
PD0/SCL/INT0 21PD1/SDA/INT1 20PD2/RXD1/INT2 19PD3/TXD1/INT3 18PH0/RXD2 17PH1/TXD2 16PJ0/RXD3/PCINT9 15PJ1/TXD3/PCINT10 14
PE0/RXD0/PCINT8 0PE1/TXD0/PDO 1PE4/OC3B/INT4 2PE5/OC3C/INT5 3PG5/OC0B 4PE3/OC3A/AIN1 5PH3/OC4A 6PH4/OC4B 7
PH5/OC4C 8PH6/OC2B 9PB4/OC2A/PCINT4 10PB5/OC1A/PCINT5 11PB6/OC1B/PCINT6 12PB7/OC0A/OC1C/PCINT7 13
AREF
PK7/ADC15/PCINT23A15 PK6/ADC14/PCINT22A14 PK5/ADC13/PCINT21A13 PK4/ADC12/PCINT20A12 PK3/ADC11/PCINT19A11 PK2/ADC10/PCINT18PK1/ADC9/PCINT17PK0/ADC8/PCINT16A10A9A8 PF7/ADC7/TDIA7 PF6/ADC6/TDOA6 PF5/ADC5/TMSA5 PF4/ADC4/TCKA4 PF3/ADC3A3 PF2/ADC2A2 PF1/ADC1A1 PF0/ADC0A0 RESET
VCC GND
PA0/AD022PA1/AD123PA2/AD224PA3/AD325PA4/AD426PA5/AD527PA6/AD628PA7/AD729 PC6/A1431PC5/A1332PC4/A1233PC3/A1134PC2/A1035PC1/A936PC0/A837PD7/T038PG2/ALE39PG1/RD40PG0/WR41PL742PL643PL5/OC5C44PL4/OC5B45PL3/OC5A46PL2/T547PL1/ICP548PL0/ICP449PB3/MISO/PCINT350PB2/MOSI/PCINT251PB1/SCK/PCINT152PB0/SS/PCINT053
PC7/A1530
ARDUINO MEGA 2560
1VCC2TXD 3RX24GND5PB6PB
RELAY
Driver Stepper
ENABLE1 MS12 MS23 MS34 RESET5 SLEEP6 STEP7 DIR8
9VMOT 10GND 112B 122A 131A 141B 15VDD 16GND +88.8
+88.8
D714D613D512D411D310D29D18D07
E6RW5RS4
VSS1VDD2VEE3 LCD?
LM016L
14SCL 15SDA 13INT 1A0 2A1 3A2
P04 P15 P26 P37 P49 P510 P611 P712 PCF8574
ww w.T heE ngi nee
rin
gP
roj
ect s.c
om Infrared SensorVccOUTGNDTestPin
Sensor IR
TB6600 Stepper Motor Driver
1ENA- 2ENA+
3DIR- 4DIR+
5PUL- 6PUL+
7B- 8B+
9A- 10A+
11GND 12VCC
QR Scanner
+5 V
+5 V
+5 V
Limit Swicht
+5 V
+5V
+5 V
Vin1 54FeedbackOUT
3GND
2ON/OFF
C1 680u +12 V
-12 V L1
330uH
D1 1N5284
C2 220u
+5 V
Stepper Kecil
Stepper Besar
JURNAL MOSFET - Vol. 3 No. 2, Juli - Desember 2023
1) Pengujian QRcode Scanner: Pengujian QRcode Scanner dilakukan dengan memindai beberapa QRcode menggunakan QRscanner. Jika pemindaian berhasil maka QRscanner akan mengeluarkan suara “tit” dan hasil pemindaian dapat dilihat pada serial monitor.
Gambar 4. Pengujian QRcode Scanner Tabel 2. Pengujian QRcode Scanner
QRcode Hasil Pembacaan Ket
{"qr_id":"c11c0e26-f861-4832-8de6-
a269f9060552"} Terbaca
checkin:61e7809833dfdafa025df500 Terbaca
checkin:61517369656641008d2212c0 Terbaca
CARA MEMBUAT UCAPAN
DENGAN QR CODE Terbaca
https://me-qr.com/UVVIU7r Terbaca
Pengujian QRcode Scanner berjalan dengan baik dan data berhasil terbaca, pengujian dilakukan dengan lima QRcode.
2) Pengujian Sistem: Pengujian Sistem dilakukan untuk mengetahui berapa lama rata-rata waktu yang diperlukan untuk proses penyimpanan objek mulai dari pemindaian QRCode sampai ke penyimpanan objek pada rak penyimpanan.
Gambar 5. Pengujian Sistem Tabel 3. Pengujian Sistem
Pengujian Objek
1 2 3
1 6.27 8.32 9.57
2 5.51 8.35 10.32
3 6.5 7.78 10.3
4 6 8.04 9.34
5 6.23 7.85 10.08
Rata-rata 6.102 8.068 9.922
Hasil perhitungan mendapatkan rata-rata waktu 6.102 detik untuk objek pertama, 8.068 detik untuk objek kedua, 9.922 untuk objek ketiga.
IV. SIMPULAN
Pada prototype robot forklift untuk penyusun barang berdasarkan QRcode dapat disimpulkan bahwa QRcode Scanner bekerja dengan baik, dengan hasil pemindaian QRcode dapat ditampilkan pada Serial Monitor. Pada pengujian sistem proses pemindaian sampai penyimpanan tidak terdapat kesalahan dalam penempatannya dan pengujian waktu penyimpanan objek mendapatkan rata-rata waktu 6.102 detik untuk
A. D. Bayu, et. al. Prototipe Robot Forklift (…)
objek pertama, 8.068 detik untuk objek kedua, 9.922 utnuk objek ketiga.
REFERENSI
[1] Z. Mutaqin, “Perancangan prototype Robot Forklift Penyusun Barang Otomatis Pada Rak 3 Lantai Berbasis Mikrokontroler,”
Skripsi, Universitas Komputer Indonesia, 2016.
[2] Y. Yulismayanti, “Pengembangan Sistem Kontrol Expert pada Mesin Pengering Tipe Rak yang Dilengkapi Mekanisme Hybrid Systems,” Skripsi, Universitas Hasanuddin, 2021.
[3] M. D. Tobi & Y. Efendy, “Jaipong Dance Robot Prototype Using CM-530 Controller,” Electro Luceat, vol. 6, no. 1, hlm. 50-65, 2020.
[4] I. P. Hardjana, “Perancangan Robot Pemindah Barang Line Follower Berbasis Mikrokontroler PIC16F877,” Smart Comp:
Jurnalnya Orang Pintar Komputer, vol. 7, no. 2, hlm. 267-273, 2018.
[5] B. Herdiana & Z. Mutaqin, “Perancangan Prototype Robot Forklift Penyusun Barang Otomatis 3 Lantai Berbasis Mikrokontroller”. Telekontran: Jurnal Ilmiah Telekomunikasi, Kendali dan Elektronika Terapan, vol. 5, no. 2, hlm. 131-144, 2017 [6] R. H. Syamsudin & A. Rusdinar, “Pemantauan Posisi Dan
Kapasitas Daya Baterai Pada Automated Guided Vehicle Menggunakan Encoder Dan Voltage Sensor,” eProceedings of Engineering, vol. 8, no. 5, 2021
