SISTEM KENDALI MANIPULATOR ROBOT SEBAGAI PENYELEKSI BENDA BERWARNA SKRIPSI

Transkripsi

1 SISTEM KENDALI MANIPULATOR ROBOT SEBAGAI PENYELEKSI BENDA BERWARNA SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : MOCHAMAD SIHABUL MILLAH JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015

2

3 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul : SISTEM KENDALI MANIPULATOR ROBOT SEBAGAI PENYELEKSI BENDA BERWARNA Di dalam tulisan ini disajikan pokokpokok bahasan yang meliputi perancangan dan pembuatan robot manipulator, solusi kinematika dengan pendekatan trigonometri dan pengendalian robot manipulator untuk melakukan pekerjaan yang berulang-ulang. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan perkembangan teknologi kedepan.. Malang, Januari 2015 Penulis

4 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERNYATAAN... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi LEMBAR PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Metodologi Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pendahuluan Klasifikasi Kinematika Robot Articulated Configuration (RRR) Spherical Configuration (RRP) Scara Configuration (RRP) Cylindrical Configuration (RPP) Cartesian Configuration (PPP) Wrist dan End-Effector Kinematika Robot Analisis Kinematika Robot Gerakan dan transformasi homogen Metode denavit-hartenberg(d-h) Arduino... 13

5 2.4.1 Arduino Uno Mikrokontroler AVR ATMEGA LDR (Light Dependent Resistor) LED (Light Emitting Dioda) Motor Servo Motor DC Pengertian Motor DC Prinsip Dasar Motor Arus Searah Konveyor BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 DIAGRAM BLOK DAN CARA KERJA ALAT PERANCANGAN MEKANIK Perancangan Lengan Robot Perancangan Konveyor Penentuan Koordinat Solusi Persamaan Kinematika PERANCANGAN HARDWARE Perancangan Rangkaian Sensor Warna Perancangan Rangkaian Catu Daya Perancangan Driver Motor Konveyor Konfigurasi Board Arduino Dan Servo PERANCANGAN SOFTWARE Pembuatan Simulator Kinematika Maju Pembuatan Simulator Kinematika Balik BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Hardware Pengujian rangkaian sensor warna Pengujian Driver Motor Konveyor Pengujian motor Servo HS Pengujian Software Pengujian Kinematik Balik Pengujian Keseluruhan... 62

6 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 67

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Konfigurasi Artikulasi Robot...6 Gambar 2. 2 Konfigurasi spherical manipulator...7 Gambar 2. 3 Konfigurasi Scara...7 Gambar 2. 4 Konfigurasi cylindris manipulator...8 Gambar 2. 5 Konfigurasi cartesian manipulator...8 Gambar 2. 6 Struktur spherical wrist...9 Gambar 2. 7 Blok Diagram Arduino Board...14 Gambar 2. 8 Board Arduino Uno...15 Gambar 2. 9 Architecture ATMEGA Gambar Simbol LDR...21 Gambar Grafik hubungan antara resistansi dan intensitas cahaya...22 Gambar Simbol Dan Bentuk Fisik LED...22 Gambar Rangkaian Dasar Menyalakan LED (Light Emitting Dioda)...23 Gambar Motor Servo...24 Gambar Sistem Mekanik Motor Servo...24 Gambar Konveyor...27 Gambar 3. 1 Blok Diagram Robot Lengan...28 Gambar 3. 2 Konfigurasi Sambungan Lengan Robot Manipulator...29 Gambar 3. 3 Desain Mekanik...30 Gambar 3. 4 Bentuk Konveyor...31 Gambar 3. 5 Penentuan Sumbu Koordinat Pada Robot Lengan...32 Gambar 3. 6 Pemodelan Lengan Robot Pada Kordinat Kartesian Gambar 3. 7Pemodelan 2 Dimensi Kinematik Maju Gambar 3. 8 Fungsi Tangen...36 Gambar 3. 9 Pemodelan Lengan 2D...36 Gambar Segitiga ABC...37 Gambar Lintasan Gerakan...39 Gambar Rangkaian Sensor Warna...40 Gambar Rangkaian Catu Daya Gambar Modul DC to DC Step Down...41

8 Gambar Rangkaian Driver Motor Konveyor...43 Gambar Flowchart Rancangan Robot Lengan Secara Umum...45 Gambar Listing Program Pemilihan Warna Objek...46 Gambar Listing Program Menggerakan Servo...47 Gambar Simulator Kinematika Maju...48 Gambar Simulator Kinematika Balik...49 Gambar 4. 1 Blok diagram rangkaian Sensor Warna...51 Gambar 4. 2 Pengujian Sensor Warna...51 Gambar 4. 3 Blok Diagram Rangkaian Driver Motor...54 Gambar 4. 4 Pengujian Driver Motor...55 Gambar 4. 5 Blok Diagram Rangkaian Driver Motor...56 Gambar 4. 6 Pengujian Motor Servo...56 Gambar 4. 7 Diagram Blok Pengujian Sistem Robot Lengan...57 Gambar 4. 8 Pengujian sumbu X saat Y dan Z bernilai Gambar 4. 9 Pengujian sumbu Z saat X= 7 dan Y= Gambar Lengan robot saat mengambil benda...61 Gambar Lengan robot saat meletakan benda...61 Gambar Diagram Blok Pengujian Sistem Robot Lengan...62

9 DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Transformasi Koordinat Dalam Bentuk Matrik...11 Tabel 3. 1 Konfigurasi Robot lengan...30 Tabel 3. 2 Sudut Kebebasan Persendian...31 Tabel 3. 3 Kebutuhan Arus Nominal Tabel 3. 4 Konfigurasi Pin Arduino Dan Motor Servo...44 Tabel 4. 1 Kalibrasi Sensor Warna biru...52 Tabel 4. 2 Kalibrasi Sensor Warna Hijau...52 Tabel 4. 3 Pengujian Warna Biru...53 Tabel 4. 4 Pengujian Warna Hijau...53 Tabel 4. 5 Pengujian Driver Motor...55 Tabel 4. 6 Pengujian Sumbu X Dengan Kordinat Y dan Z = Tabel 4. 7 Pengujian sumbu Z dengan kordinat X=7 dan Y = Tabel 4. 8 Posisi Ujung End Effector Saat Mengambil Objek Warna Biru...60 Tabel 4. 9 Posisi Ujung End Effector Saat Mengambil Objek Warna Hijau...60 Tabel Pengujian Warna Hijau...63 Tabel Pengujian Warna Biru...63 Tabel Pengujian dengan berbagai warna...64

10 DAFTAR PUSTAKA [1] Budiarto Widodo, Romy. (2009) Emmbeded system menggunakan mikrokontroller. Andi Offset Yojakarta. [2] Budiarto,Widodo, (2010) Robotika teori dan aplikasi.andi Offset Yojakarta. [3] Kadir, Abdul (2013) Panduan Praktis mempelajari mikrokontroller dan pemrogramanya menggunakan Arduino. Andi Offset Yogyakarta. [4] Koren, Yoram. (1987). Robotic For Engineers.McGraw-Hill Book Company. [5] Servo library, diperoleh 1 April 2014 jam 19:38dari [6] Spong, Mark W. and Vidyasagar, M., (2004) Robot Dynamics And Control. [7] Sudrajat, Hajat. (2012) Robot pendekteksi Objek berwarna. Tugas Akhir.