3. Perancangan Alat Perancangan alat yaitu mendesain konsep yang sudah dibuat, meliputi perancangan mekanis robot, elektronis robot dan pemrograman

Transkripsi

1 BAB I Bab I merupakan pendahuluan usulan proyek akhir. Pendahuluan memaparkan latar belakang dan permasalahan dari proyek akhir serta tujuan dan manfaat yang diharapkan dari pelaksanaan proyek akhir. A. Latar Belakang Tren penggunaan robot berkembang ke arah robot gerak (mobile robot), yang dimaanfaatkan dalam bidang hiburan, industri, militer dan luar angkasa, serta aplikasi transportasi (Braunl, 2006). Terdapat berbagai macam robot gerak seperti robot berkaki, robot beroda dan robot beroda berkaki. Robot beroda sendiri memiliki berbagai macam jenis seperti robot gerak beroda tunggal, robot gerak beroda dua, robot gerak beroda tiga, dll (Kausar, 2014). Balancing robot merupakan salah satu robot gerak beroda dua yang sedang tenar beberapa tahun ini. Balancing robot merupakan robot gerak yang menerapkan konsep inverted pendulum. Inverted pendulum atau pendulum terbalik pendulum yang terengsel ke kereta beroda yang dapat bergerak maju dan mundur pada bidang horisontal di sepanjang lintasan. Pada balancing robot terdapat dua roda yang diasumsikan sebagai kereta beroda dan badan robot yang diasumsikan sebagai pendulum. Sistem ini tidak stabil karena ketika kereta beroda diberi gangguan dari luar maka pendulum akan jatuh. Ketika pendulum normal akan seimbang ketika digantung ke bawah, maka pada inverted pendulum atau balancing robot, untuk mempertahankan agar pendulum atau badan robot tidak jatuh dibutuhkan suatu kendali khusus (Stang, 20015). Pusat massa dari pendulum terbalik berada diatas poros putar (kereta beroda) sehingga menyebabkan pendulum terbalik tidak seimbang. Ketika pusat massa pendulum terbalik secara langsung berada diatas poros putar maka poros putar akan tetap diam. Jika poros putar sedang diam dan pusat massa sedikit bergeser dari

2 posisi vertikal, maka pendulum tidak akan kembali ke posisi semula tetapi cenderung mencari posisi keseimbangan baru sehingga pusat massanya berada pada posisi terendah mungkin. Sistem kendali umpan balik yang mengatur poros putar dapat digunakan untuk meyeimbangkan pendulum terbalik (Krakow, 2005). Pada hasil penelitian Jose Luis Corona Miranda pada tahun 2009 menyatakan bahwa untuk kendali keseimbangan dan pergerakan robot digunakan algoritma PID yang telah didiskritkan agar dapat diproses oleh mikrokontroler yang digunakan robot. B. Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir Tujuan yang ingin dicapai dari Proyek Akhir ini adalah menciptakan Balancing robot beroda dua yang dapat dikendalikan dengan Proportional Integral Derivative (PID) menggunakan Gyroscope dan Accelerometer yang sudah tertanam dalam Arduino/Genuino 101. Adapun manfaat yang diharapkan dari proyek akhir ini adalah: 1. Terbentuknya robot gerak beroda dua yang lebih praktis dengan mikrokontroler Aruduino/Genuino Proyek akhir dapat digunakan sebagai acuan dalam pembuatan atau perancangan robot gerak beroda dua. 3. Proyek akhir dapat menjadi sarana untuk memperkenalkan robot gerak beroda dua. 4. Sebagai wadah untuk mahasiswa untuk mengaplikasikan ilmu yang telah dipelajari selama masa perkuliahan.

3 C. Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan antara lain: 1. Penggunaan 6 Axis Gyroscope dan Accelerometer pada Arduino/Genuino 101 sebagai sensor untuk mendeksi sudut kemiringan robot. 2. Mempertahankan posisi robot pada kondisi seimbang atau tegak lurus terhadap permukaan bumi pada bidang datar. 3. Balancing robot beroda dua dengan penggerak motor DC yang dapat bergerak di bidang datar dengan kontrol PID. 4. Tuning parameter PID dilakukan dengan cara trial and error. 5. Program Arduino IDE yang dapat mengatur Gyroscope dan Accelerometer yang sudah tertanam dalam Arduino/Genuino 101 menjadi Balancing robot beroda dua. 6. Filter digital yang digunakan adalah Kalman Filter. D. Metode Penelitian Garis besar rencana pengerjaan proyek akhir dibagi menjadi 4 tahap yaitu studi literatur, analisis dan perancangan, pengujian dan penulisan laporan. 1. Studi Literatur Melakukan studi literatur literatur yang mendukung pelaksanaan proyek akhir. Literatur berupa jurnal, paper, buku, website resmi, dll. Informasi yang dikumpulkan mengenai kendali PID pada Arduino, robot beroda, Arduino/Genuino 101, Kalman Filter, Gyroscope dan Accelerometer, pemrograman Arduino IDE, serta informasi lain yang berhubungan dengan proyek akhir. 2. Diskusi Yang dimaksud dengan diskusi yaitu berdiskusi secara langsung dengan pembimbing proyek akhir maupun dengan kakak tingkat serta teman untuk memperoleh informasi yang berguna dalam menghadapi permasalahan yang terjadi selama proses pengerjaan proyek akhir.

4 3. Perancangan Alat Perancangan alat yaitu mendesain konsep yang sudah dibuat, meliputi perancangan mekanis robot, elektronis robot dan pemrograman robot. Masing masing perangkat harus melalui pengujian dan selanjutnya seluruh perangkat robot digabungkan. a. Mekanis robot Pembuatan perangkat mekanis robot yang terdiri dari penggerak robot yang berupa roda dan casing robot yang berbahan akrilik. b. Elektronis robot Pembuatan dan penyiapan perangkat elektronis robot yaitu driver motor DC, regulator tegangan, Arduino/Genuino 101 serta perangkat penampil dari LCD 2 X 16. c. Pemrograman robot Pemrograman robot yang dimaksud adalah pemrograman Arduino/Genuino 101. Pemrograman yang dilakukan adalah pembacaan 6 Axis Gyroscope dan Acceleromete, penerapan PID dan Kalman Filter, serta penggerak motor. 4. Pengujian Setelah robot terancang dilakukan pengujian robot dengan mengatur parameter PID secara trial and error (tuning) agar didapat keseimbangan parameter PID sehingga robot dapat bekerja. 5. Pengambilan dan Analisa Data Pengambilan data yang dimaksud adalah pengambilan data sudut kemiringan robot ketika tuning parameter PID. Data tersebut kemudian dianalisa agar dapat diambil kesimpulanya. 6. Penulisan Laporan Hasil proyek akhir didokumentasikan dan selanjutnya dirangkum ke dalam bentuk laporan.

5 E. Sistematika Penulisan Laporan proyek akhir ini dibagi menjadi lima bab yang saling berhubungan satu sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan proyek akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan mengenai penulisan laporan proyek akhir. Penjelasan mengenai latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah, metode penelitian dan tinjauan pustaka dituliskan pada bab satu. BAB II LANDASAN TEORI Bab dua berisi teori teori yang berhubungan dengan dengan proyek akhir, sehingga pembaca lebih mudah memahami isi laporan proyek akhir. Teori yang dimaksud adalah teori mengenai balancing robot, sensor IMU, Arduino/Genuino 101, sistem kandali PID, Kalman filter, motor DC dan driver untuk motor DC. BAB III PERANCANGAN Bab perancangan menjelaskan mengenai cara kerja serta proses pembuatan balancing robot itu sendiri, mulai dari pembuatan bentuk fisik robot, rangkaian lektronis robot, pemrograman mikrokontroler hingga penggabungan bagian bagian robot. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi mengenai hasil pengujian dan analisa komponen robot maupun robot itu sendiri. Pengujian yang dimaksud adalah pengujian sensor, pengujian driver motor DC serta pengujian PID. BAB V PENUTUP Penutup dari laporan ini berupa kesimpulan yang dapat diambil dari proyek akhir dan saran untuk penelitian berikutnya.