1
PEMBUATAN MODUL PRAKTIKUM PENGONTROLAN LENGAN ROBOT PEMINDAH OBJEK MENGGUNAKAN CPR CPR GRAPH E DI TOR TOR DI LABORATORIUM ROBOTIKA
A.
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan pada zaman sekarang ini semakin terus berkembang, khususnya khususnya dalam dunia pendidikan. Setiap mahasiswa dituntut untuk sanggup beradaptasi dengan perkembangan yang ada, ter masuk dalam mengontrol dan memprogram lengan robot pemindah objek sehingga lengan robot dapat bekerja secara otomatis untuk menjalankan proses produksi sebagai dasar pemahaman dalam dunia industri. Oleh karena itu, penulis mengangkat tema robotika ini sebagai sarana pendidikan melalui sebuah modul praktikum ini. Di dalam modul praktikum ini lengan robot 4 mover pada Laboratorium Robotika memiliki pergerakan sebanyak empat derajat kebebasan karena menggunakan empat buah motor servo. Lengan robot dapat mengangkat muatan hingga 500 g dengan jangkauan 500 mm ditambah gripper . Modul praktikum yang penulis teliti ini adalah lengan robot yang dikontrol dengan menggunakan joypad kemudian diprogram dengan menggunakan CPR Graph Editor pada software CPRog sehingga sehingga lengan robot dapat bergerak secara otomatis. Dengan modul praktikum ini diharapkan dapat mempermudah mahasiswa maupun dosen yang menanganinya. Dengan adanya modul praktikum ini akan sangat membantu mahasiswa maupun dosen dalam proses belajar mengajar karena didalamnya terdapat modul untuk mengontrol lengan robot kemudian memprogramnya sehingga dapat bergerak secara otomatis.
1
2
2.
Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan dibahas pada penelitian ini adalah bagaimana membuat modul praktikum agar memudahkan mahasiswa/i untuk mempelajari dan memahami prinsip-prinsip pengendalian lengan robot secara otomatis menggunakan CPR Graph Editor atau Text Editor.
3.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat sebuah modul praktikum untuk dijadikan bahan pembelajaran pada Laboratorium Robotika Politeknik Negeri Lhokseumawe.
4.
Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas, maka penulis membatasi pembahasan berupa: 1.
Objek penelitian adalah lengan robot pada Laboratorium Robotika Politeknik Negeri Lhokseumawe.
2.
Lengan robot yang menggunakan 4 buah motor servo ini akan diujikan untuk memindahkan barang dengan berat maksimal sebesar 500 gram.
3.
Joypad sebagai pengendali lengan robot.
4.
Pergerakan lengan robot diprogram dalam visualisasi puzzle di CPR Graph Editor pada software CPRog .
5.
Data yang diambil adalah hasil pemograman dari pergerakan lengan robot.
3
5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah modul praktikum yang dihasilkan dapat diterapkan untuk pembelajaran mahasiswa/i di Laboratorium Robotika Politeknik Negeri Lhokseumawe.
B.
TINJAUAN PUSTAKA
Mustafa Kamal (2015). Dalam bentuk tugas akhir dengan judul Rancang Bangun Robot Pemindah Objek Dengan Penjepit Otomatis. Pada penelitian tersebut, robot dapat dijalankan dengan baik oleh user menggunakan joystick. Nico Elvanda Pramana Putra (2009). Dalam bentuk tugas akhir dengan judul Pengontrolan Lengan Robot Untuk Game Pengangkat Boneka Berbasis Mikrokontroler AT89S51 (Hardware). Pada penelitian tersebut, pengontrolan lengan robot untuk game pengangkat boneka dikendalikan atas perintah dari joystick. Basilius Kristiawan Wicaksono (2015). Dalam bentuk tugas akhir dengan judul Pengendali Lengan Robot Dengan Gamepad. Pada penelitian tersebut, lengan robot memiliki pergerakan sebanyak 3 DOF ( Degree Of Freedom) dengan pengendali lengan robot menggunakan gamepad .
1.
Pengertian Robot
Ada banyak definisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Orang awam beranggapan bahwa robot mengandung pengertian suatu alat yang menyerupai manusia, namun struktur tubuhnya tidak menyerupai manusia melainkan terbuat dari logam. (Novia, Leli, 2004).
4
Beberapa ahli robotika berupaya memberikan beberapa definisi robot, yaitu: 1. Robot adalah sebuah manipulator yang dapat diprogram ulang untuk memberikan tool, material, atau peralatan tertentu dengan berbagai program pergerakan untuk berbagai tugas dan juga mengendalikan serta mensinkronkan peralatan dengan pekerjaannya, oleh Robot Institute of America. 2. Robot adalah sebuah sistem mekanik yang mempunyai fungsi gerak analog untuk fungsi gerak organisme hidup atau kombinasi dari banyak fungsi gerak dengan fungsi intelligent, oleh Official Japanese.
2.
Lengan Robot 4 Derajat Kebebasan
Lengan Robot 4 Derajat Kebebasan merupakan lengan robot yang memiliki pergerakan sebanyak empat derajat kebebasan yang digunakan untuk sarana pendidikan, hiburan, dan penelitian. Lengan robot dapat mengangkat muatan hingga 500 g dengan jangkauan 500 mm ditambah gripper .
Gambar 1. Lengan Robot 4 Penggerak dan Komponen-Komponennya
5
Setiap Joint module terdapat motor servo untuk menggerakkan lengan robot dengan dilapisi oleh aluminium. Pada ujung lengan robot terdapat 2 jari gripper dan pada bawah lengan robot terdapat satu port yang terhubung dengan daya dan komputer serta satu port yang tersedia untuk akses digital IO. Terdapat USB adapter untuk menghubungkan komputer dengan lengan robot dan software CPRog untuk mengontrol dan memprogram lengan robot.
2.1
Komponen-Komponen Lengan Robot 4 Derajat Kebebasan
Motor Servo
Menurut Rangkuti (2011:98), motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam) dimana arah pergerakan sudut rotornya dapat dikendalikan. Motor servo mempunyai keluaran shaft (poros). Poros ini dapat ditempatkan pada posisi sudut spesifik dengan mengirimkan sinyal kode pada saluran kontrol motor servo. Selama sinyal kode ada di saluran kontrol, servo akan tetap berada di posisi sudut poros. Bila sinyal kode berubah, posisi sudut poros berubah. Aplikasi servo banyak ditemui pada
radio control pesawat terbang model
(aeromodelling ), mobil radio control, boneka mainan, dan tentunya robot.
Power Supply Menurut Arifianto (2011:288), Power Supply adalah suatu hardware
komponen elektronika yang mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC menjadi DC. Pada dasarnya pencatu daya bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi
6
listrik saja, namun ada beberapa pencatu daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain, secara garis besar daya listrik dibagi menjadi dua, yaitu pencatu daya tak distabilkan dan pencatu daya distabilkan.
Software CPRog Program CPRog memungkinkan untuk mengontrol dan memprogram
Lengan Robot 4 Penggerak.
Gambar 2. Tampilan Software CPRog
Di bagian atas, terdapat tiga tool yaitu Scene, Motion dan Programming yang memberikan akses ke fungsi utama. Pada sudut kiri merupakan keadaan robot saat disediakan. Pada sisi bawah terdapat empat bagian yaitu: • Log Message : Pesan mengenai keadaan program • Info Center : Menunjukkan nilai-nilai Axes, posisi dan arus motor • Jog : Tombol untuk memindahkan robot • Input / Output : Menunjukkan dan mengatur digital IO.
7
Pada tombol Programming , terdapat tombol CPR Graph Editor untuk mengedit pergerakan lengan robot dalam visualisasi puzzle.
Gambar 3. Tampilan Visualisasi Puzzle CPR Graph Editor
Di bagian kiri atas, terdapat tombol-tombol umum, yaitu Undo / Redo dan Load / Save. Dua tombol selanjutnya yaitu: • Dust bin menghapus potongan puzzle yang dipilih • Light bulb update program pada saat robot diperbarui. Hal ini juga menghemat program. Pada sudut kanan atas, terdapat perintah-perintah dalam bentuk kepingan puzzle untuk memprogram lengan robot yaitu: •
Linear : Robot bergerak pada garis lurus dari posisi sekarang ke posisi target.
•
Joint : Menambah sudut dari posisi sekarang ke posisi target dalam koordinat bersama.
•
Relative : Gerakan linear atau joint dengan jarak yang ditentukan dimulai dari posisi sekarang.
•
Wait : Menunggu dalam rentang waktu yang ditetapkan.
•
DigitalIO : Mengatur input output digital.
8
•
Loop : Perintah dapat masuk sampai digital input yang diatur atau nomor ditetapkan dapat tercapai.
•
If-Then-Else : Menjalankan dua baris perintah yang berbeda tergantung pada keadaan digital input.
•
3.
ExternalMotion : Kontrol untuk program eksternal.
J oypad Joypad adalah tipe game controller yang mengutamakan penggunaan jari,
khususnya ibu jari untuk menjalankannya. Joypad umumnya memiliki tombol aksi di sebelah kanan dan pengontrol arah di sebelah kiri. Awalnya pengontrol arah terbatas pada empat arah, namun gamepad modern umumnya memiliki tuas analog sebagai pendukung atau penggantinya.
4.
Analisis Kinematik Robot
Kinematika dapat didefenisikan sebagai studi pergerakan robot (motion) tanpa memperhatikan gaya (force) ataupun faktor lain yang mempengaruhi pergerakan robot tersebut. Pada sebuah analisis kinematik, posisi, kecepatan dan akselerasi
dan
seluruh
link
dihitung
tanpa
memperhatikan
gaya
yang
menyebabkan pergerakan tersebut. Kinematika robot secara umum terbagi menjadi dua, yaitu: a. Kinematika Maju (Forward) Kinematika maju adalah analisis kinematik untuk mendapatkan koordinat posisi (x,y,z) jika diketahui sudut dari tiap sendi. Sebagai contoh, jika mempunyai robot
9
n-DOF dan diketahui sudut dari tiap sendi maka kita dapat menggunakan analisis kinematik maju untuk mendapatkan koordinat posisi dari robot. b. Kinematika Mundur (Invers) Kinematika inversi adalah analisis kinematik untuk mendapatkan besar sudut dari masing-masing sendi jika kita mempunyai data koordinat posisi (x,y,z).
C.
METODOLOGI PENELITIAN
Informasi dalam penelitian ini sangat diperlukan untuk menyelesaikan tugas akhir ini, maka metode yang dapat dilakukan untuk mendapatkan informasi antara lain: 1.
Studi Literatur
Studi literatur yaitu memperoleh keterangan melalui buku-buku referensi, mengakses internet dan bimbingan dari staf pengajar guna mendapatkan data-data yang berhubungan dan mendukung permasalahan dalam penulisan tugas akhir i ni.
2.
Rancangan Percobaan
Pada rancangan percobaan, penulis menjelaskan mekanisme dalam mengambil data laboratorium. Ada beberapa hal dalam pengambilan data yaitu: a.
Alat dan Bahan -
Lengan Robot 4 Derajat Kebebasan
-
Komputer
-
Software CPRog
-
Joypad
10
b.
Pengujian Alat Pengujian dilakukan pada alat laboratorium di Laboratorium Robotika Politeknik Negeri Lhokseumawe. Alat yang diujikan yaitu Lengan Robot 4 Derajat Kebebasan dengan menggunakan joypad melalui komputer yang disimulasikan dengan software CPRog .
c.
Pengambilan Data Data yang didapatkan dari pergerakan lengan robot yang digerakkan menggunakan joypad kemudian diprogramkan menggunakan CPR Graph Editor dengan tampilan puzzle di software CPRog . Data yang diambil yaitu hasil dari pemograman yang telah dilakukan.
Gambar 4. Tampilan Awal CPR Graph Editor
3.
Metode Analisis Data
Setelah dilakukan pengambilan data dari hasil percobaan maka selanjutnya dilakukan analisis data. Metode dalam menganalisis data dapat berupa penjelasan mengenai pomograman dengan visualisasi puzzle di software CPRog dan analisis kinematik robot.
11
4.
Flow Chart Penelitian
Flow chart penelitian dapat dilihat pada gambar 5 berikut.
Gambar 5. Flowchart Penelitian
12
D.
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Adapun jadwal pelaksanaan kegiatan penelitian yang diusulkan selama 6 (enam) bulan, yaitu: Waktu (Bulan) No
Kegiatan I
1
Pembuatan Proposal
2
Pengambilan Data
3
Analisis Data
4
Pembuatan Tugas Akhir dan Sidang
5
Revisi dan Jilid Laporan Tugas Akhir
II
III
IV
V
VI
13
DAFTAR PUSTAKA
Commonplace Robotics. 2015. Robot Arm Mover4 User Guide. Jerman : Commonplace Robotics GmbH. Kamal, Mustafa. 2015. “Rancang Bangun Robot Pemindah Objek Dengan Penjepit Otomatis”. Tugas Akhir Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe. Lhokseumawe. Putra, Nico Elvanda Pramana. 2009. “Pengontrolan Lengan Robot Untuk Game Pengangkat Boneka Berbasis Mikrokontroler AT89S51 (Hardware)”. Tugas Akhir Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe. Lhokseumawe. Syam, Rafiuddin. 2015. “Kinematika dan Dinamika Robot Lengan.” Online http://siaka.unhas.ac.id/rapi/buku-ajar-1.pdf . Diakses 15 Desember 2016. Wicaksono, Basilius Kristiawan. 2015. “Pengendali Lengan Robot Dengan Gamepad.” Online https://repository.usd.ac.id/2507/2/135114035_full.pdf . Diakses 30 November 2016. www.cpr-robots.com
