BAB III RANCANGAN SISTEM PENGENDALI ROBOT CRANE

Transkripsi

1 BAB III RANCANGAN SISTEM PENGENDALI ROBOT CRANE 3.1 Perancangan Perangka Keras Arduino Board Pada perancangan perangka keras, Arduino Board berfungsi sebagai mikrokonroller sekaligus anarmuka dimana pada rangkaian anarmuka ersebu sinal daa akan diubah menjadi sinal lisrik beregangan 12VDC unuk menggerakkan moor-moor. Pada Arduino Board erdapa pin-pin ang berguna membawa saluran pembawa informasi, dalam hal ini penulis menggunakan 1 pin sebagai inpuan dan 8 pin sebagai oupu-an. Pin inpuan digunakan unuk membaca dan menerima sinal ang dihasilkan dari Communicaion Por g sebelumna elah diprogram penghasil sinal dari Visual Basic. Sedangkan pin oupu-an digunakan sebagai penggerak rela-rela ang erinegrasi pada papan driver moor, rela-rela ersebulah ang sebenarna mensupl egangan 12VDC pada moor-moor robo supaa dapa bergerak. Ilusrasina adalah: Perinah VB.Ne Arduino Rela Board Moor. Namun demikian, pada Arduino Board erlebih dahulu harus di program microconroler-na supaa dapa menerjemahkan perinah-perinah ang dikirim oleh 27 27

2 28 VB.Ne unuk diubah menjadi sinal-silnal lisrik pada pin oupu. Gambar 3.1. Modul Arduino Uno Rangkaian Anar Muka a) Gambaran Umum Anar Muka Anar muka pada sisem pengendali Robo Crane berfungsi sebagai driver (pengendali), ang cara kerjana adalah mengubah sinal daa digial dari Arduino Board menjadi sinal penggerak moor DC sebesar 12 Vol DC. Hal ini diperlukan karena egangan sinal daa digial pada Arduino Board kurang mencukupi unuk menggerakkan sebuah moor DC, sinal - sinal ersebu hana mampu menalakan dioda led saja ang membuuhkan egangan sekiar 2 s/d 3 vol DC. Rangkaian anar muka erdiri dari beberapa komponen, dianarana adalah : 8 buah rela dengan ipe HRS2H-5VDC, 8 buah Dioda LED, dan 8 buah resisor 100 ohm. Keseluruhan komponen ini erinegrasi pada sebuh PCB (Prined Circui Board), dan memiliki fungsi masing-masing.

3 29 Delapan buah rela beripe HRS2H-5VDC fungsina dibagi menjadi 2 bagian, aiu 4 rela sebagai penggerak moor forward, dan 4 rela sebagai penggerak moor reverse. Fungsi dari 8 buah dioda LED pada rangkaian anar muka disini adalah hana sebagai indikaor langkah moor ang sedang digerakkan. Resisor hana berfungsi sebagai pengaman LED. b) Rangkaian Penggerak Moor DC Rangkaian penggerak moor DC erdiri dari 8 buah rela beripe HRS2H-5VDC. Seperi ang elah dibahas pada Bab sebelumna, sifa rela adalah apabila erdapa arus pada kaub inpu, maka inernal saklar akan bekerja unuk melewakan arus oupu ke moor. Sifa rela inilah ang digunakan sebagai penggerak moor DC, bila inpu pada rela perama mendapakan sinal daa dari Arduino Board, maka arus beregangan 12 Vol DC akan menggerakkan moor DC Rancangan Robo Crane a) Moor DC Pada rancangan Robo Crane ini, erdapa empa buah moor DC ang fungsina berbeda-beda. Moor DC perama berfungsi unuk menggerakkan gripe, moor DC kedua berfungsi sebagai elevaor, moor DC keiga berfungsi sebagai shifer (penggeser gerak maju-mundur), sedangkan moor DC empa berfungsi sebagai penggerak axis puar. Masing - masing penggerak moor DC ersebu dikendalikan oleh anar muka pengendali moor DC ang elah dibahas pada sub-bab sebelumna. b) Spesifikasi Gripe Gripe merupakan bagian Robo Crane ang berfungsi mencengkram suau benda. Konsruksi gripe adalah konsruksi ang paling rumi dianara konsruksi ang

4 30 lain. Pada gripe ini erdapa dua buah rela ang dirangkai pada kuub posiif moor dan pada salah sau kuub negaif moor. Oleh karena moor DC ang digunakan menggunakan inernal gearbox, maka cengkraman gripe idak akan erlepas walaupun suppl arus ke moor gripe erpuus. Beriku ini adalah konsruksi dari gripe : Gambar 3.2 Konsruksi Gripe Gripe digerakkan oleh moor DC perama dengan cara kerja sebagai beriku: Moor DC perama berpuar searah jarum jam Puaran ersebu menggulung ali ang menarik sisem karol Sisem karol erdiri dari 1 karol bergerak, sehingga moor DC gripe 2 kali lebih ringan kerjana unuk menuup sebuah gripe. Cara kerja rnernbuka Gripe adalah sebagai beriku: Moor DC berpuar berlawanan arah jarum jam Puaran ersebu mengulur ali, sehingga sisem karol bergerak sebalikna.

5 31 c) Spesifikasi Lif Lif pada Robo Crane berfungsi sebagai pengangka sebuah benda. Lif ersebu digerakkan oleh moor DC kedua ang menarik sebuah sisem karol dengan 2 karol bergerak dan 1 karol eap, sehingga moor DC kedua 4 kali lebih ringan unuk mengangka sebuah benda. Penggunaan karol bergerak diperlukan karena robo idak hana mengangka benda saja api juga mengangka moor gripe, sehingga beban pada moor lif adalah bera moor gripe + bera benda. Gambar 3.3 Konsruksi Lif

6 32 d) Spesifikasi Shif Shif pada Robo Crane berfungsi sebagai penggeser sebuah benda. Arina, moor shif menggeser beban menjauh aau mendekai iik pusa. Shif ersebu digerakkan oleh moor DC keiga ang menarik dan mengulur secara bolak-balik dengan sebuah sisem karol eap, sehingga moor DC keiga idak mengalami peringanan kerja. Konsruksi shif idak sederhana dikarenakan pemilihan bahan ang dapa bergerak geser kanan-kiri sera mampu menahan beban aiu bera moor lif + bera moor gripe + bera benda. gambar 3.4 Konsruksi Shif

7 33 e) Spesifikasi Axis Puar Seperi ang elah dikaakan pada sub-bab sebelumna, bahwa moor DC keempa berhubungan dengan axis puar ang berfungsi sebagai pemuar Robo Crane. Puaran Robo Crane diawali pada posisi 0, dan mampu melakukan puaran 90 sampai dengan -90. Posisi ersebu berdasarkan kisaran perhiungan sinal penggerak ang diberikan kepada moor DC keempa ersebu. Lain halna dengan moor DC perama, kedua dan keiga ang menggerakkan gripe, lif, dan shif, moor DC keempa ini langsung berhubungan dengan axis puar dengan menggunakan bel. Bel berfungsi sebagai penghubung anara moor dengan poros uama robo. Sehingga penggunaan bel menjadi sisem gear ang dapa meringankan kerja moor. Yang harus diperhaikan dalam konsruksi axis puar adalah keseimbangan anara beban dengan pembera supaa robo idak erjungkal manakala mengangka beban ang bera. Gambar 3.5 Konsruksi Axis Puar

8 Perancangan Perangka Lunak Pada perancangan perangka lunak, Bahasa pemrograman Visual Sudio VB.Ne 2010 digunakan sebagai bahasa unuk membua program Robo Crane, dimana pada VB.Ne akan berkomunikasi langsung dengan Arduino Board. Adapun scrip perancangan program pada Arduino dan program VB.Ne dapa diliha pada halaman Lampiran. Pada perancangan perangka lunak ini sepenuhna mengadopsi meode each pendan. Teach Pendan merupakan meode mengajarkan robo dengan menekan ombol-ombol pada keboard ang elah difungsikan sesuai dengan gerakan-gerakan robo ang diinginkan. Pada Teach Pendan ini erdapa dua meode ang digunakan. Perama menggunakan fungsi ombol pada keboard dan ang kedua menggunakan ombol GUI (Graphical User Inerface). Keduana memiliki fungsi ang sama akni digunakan unuk memfungsikan gerakan-gerakan robo. Hal ang membedakan dianara keduana, aiu pada meode Keboard dilengkapi dengan ombol OTOMATIS sebagai pengulang gerakan dan Tabel Rekam Pulsa. Tombol OTOMATIS dimaksudkan unuk mempresenasikan bahwa kia dapa mengajarkan kepada robo unuk mengulang gerakan-gerakan ang sudah kia perinahkan. Sehingga robo dapa melakukan pengulangan gerakan ang serupa. Sedangkan Tabel Rekam Pulsa berfungsi unuk menghiung berapa durasi iap-iap gerakan, durasi inilah ang nanina akan digunakan robo unuk mengulangi gerakan sehingga pengulangan gerakan dapa dilakukan dengan keepaan ang naris sama. Adapun pada meode GUI idak dilengkapi dengan ombol oomais, dikarenakan pada meode GUI hana diperunukkan unuk menggerakkan robo secara

9 35 manual. Tidak ada pengulanagan gerakan pada meode GUI. Perancangan perangka lunak dibangun dengan algorima sebagai beriku: 1. Mulai 2. Baca serial por = coun 3. Alama por Arduino = COM18 4. Dela axis = Dela lif = Dela shif = Dela gripe = repea 9. Tampilkan menu uama 10. Baca pilih 11. jika pilih = keboard maka 12. jalankan sub program keboard funcion 13. akhir jika 14. jika pilih = GUI maka 15. jalankan sub program GUI funcion 16. akhir jika 17. sampai pilih = exi 18. Selesai

10 36 1 MULAI 1 Persiapan Sisem Form Menu Uama Inpu Pilihan Pilihan = Keboard 2 Pilihan = GUI 3 1 Pilihan Keluar SELESAI Gambar 3.6 Diagram Alir Menu Uama

11 Teach Pendan meode Keboard Teach Pendan meode Keboard mengajarkan robo dengan menekan ombol-ombol pada keboard ang elah difungsikan sesuai dengan gerakan-gerakan robo ang diinginkan. Tombol ombol ersebu adalah : 1 berfungsi menggerakkan Robo Crane cengkram. 2 berfungsi menggerakkan Robo Crane buka cengkram. 3 berfungsi menggerakkan Robo Crane keaas. 4 berfungsi menggerakkan Robo Crane kebawah. 5 berfungsi menggerakkan shif bergerak menarik. 6 berfungsi menggerakkan shif bergerak mendorong. 7 berfungsi menggerakkan axis ke kanan. 8 berfungsi menggerakkan axis ke kiri. Beriku ini adalah algorima subprogram Teach Pendan meode Keboard 1. ampilkan form each pendan keboard 2. baca pilih 3. jika pilih = 3 maka 4. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 5. ulis kolom perinah = cnaik 6. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 7. brs = brs+1 8. akhir jika 9. jika pilih = 4 maka 10. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 11. ulis kolom perinah = dturun 12. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 13. brs = brs akhir jika 15. jika pilih = 7 maka 16. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 17. ulis kolom perinah = gkiri 18. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 19. brs = brs akhir jika 21. jika pilih =8 maka 22. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 23. ulis kolom perinah = hkanan 24. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 25. brs = brs akhir jika

12 jika pilih = 5 maka 28. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 29. ulis kolom perinah = etarik 30. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 31. brs = brs akhir jika 33. jika pilih = 6 maka 34. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 35. ulis kolom perinah = fdorong 36. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 37. brs = brs akhir jika 39. jika pilih = 1 maka 40. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 41. ulis kolom perinah = acengkram 42. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 43. brs = brs akhir jika 45. jika pilih = 2 maka 46. ulis kolom nomor perinah = nomor perinah ke 47. ulis kolom perinah = bbuka 48. ulis kolom pulsa = jumlah pulsa 49. brs = brs akhir jika

13 Persiapan Teach Pendan Pilih = LEFT kiri Inpu Pilih Tulis gkiri Kiri_g Pilih = UP naik Tulis no perinah No Tulis jumlah pulsa Pulsa Tulis cnaik Naik_c Tulis no perinah No Pilih = RIGHT kanan Tulis jumlah pulsa Pulsa Tulis hkanan Kanan_a Tulis no perinah No Pilih = DOWN urun Tulis jumlah pulsa Pulsa Tulis dturun Turun_a 2a Tulis no perinah No Tulis jumlah pulsa Pulsa 1 Gambar 3.7 Diagram Teach Pendan I

14 40 2a 2 Pilih = INS maju Pilih = PGUP uup Tulis etarik Tarik_e Tulis acengkram Cengkram _a Tulis no perinah No Tulis no perinah No Tulis jumlah pulsa Pulsa Tulis jumlah pulsa Pulsa Pilih = END mundur Pilih = PGDN Tulis bbuka buka Buka_b Tulis fdorong Doong_f Tulis no perinah No Tulis no perinah No Tulis jumlah pulsa Pulsa Tulis jumlah pulsa Pulsa Ulang_a 2 Gambar 3.8 Diagram Teach Pendan II

15 Meode Perulangan/Oomais Seperi ang pernah disinggung erdahulu bahwa pada Teach Pendan meode Keboard ini erdapa meode perulangan/oomais sebagai presenasi bahwa robo dapa melakukan perinah sama seperi perinah ang erakhir kia berikan. Dalam hal ini perinah pengulangan penulis baasi aiu CENGKRAM NAIK KANAN BUKA KIRI TURUN dan kembali ke CENGKRAM. Meode perulangan ini memiliki algoroma sebagai beriku 1. procedure repea 2. begin 3. baca able 4. jika lif=naik maka 5. baca jumlah pulsa 6. cmd= anaik 7. dengan jumlah pulsa 8. brs=brs+1 9. akhir jika 10. jika lif=turun maka 11. baca jumlah pulsa 12. cmd= bturun 13. dengan jumlah pulsa 14. brs=brs akhir jika 16. jika axis=kiri maka 17. baca jumlah pulsa 18. cmd= ckiri 19. dengan jumlah pulsa 20. brs=brs akhir jika 22. jika axis=kanan maka 23. baca jumlah pulsa 24. cmd= dkanan 25. dengan jumlah pulsa 26. brs=brs akhir jika 28. jika shif=maju maka 29. baca jumlah pulsa 30. cmd= emaju 31. dengan jumlah pulsa 32. brs=brs akhir jika 34. jika shif=mundur maka 35. baca jumlah pulsa 36. cmd= fmundur 37. dengan jumlah pulsa 38. brs=brs akhir jika

16 jika gripe=tutup maka 41. baca jumlah pulsa 42. cmd= gtuup 43. dengan jumlah pulsa 44. brs=brs akhir jika 46. jika gripe=buka maka 47. baca jumlah pulsa 48. cmd= hbuka 49. dengan jumlah pulsa 50. brs=brs akhir jika 52. akhir

17 43 Ulang_a Ulang Baca row 1+1 Ulang_a P=readclm, brs = 1-awal P = a Naik Naik_a Winsa P = b Turun Turun_a Winsa P = c Kiri Kiri_a Winsa P = d Kanan Kanan_a Ulang_b Winsa Gambar 3.9 Diagram Repea I

18 44 Ulang_b P = e Maju Maju_a Winsa P = f Mundur Mundur_ a Winsa P = g Tuup Tuup_a Winsa P = h Buka Buka_a Winsa Ulang-a Gambar 3.10 Diagram Repea II