BAB 4 EVALUASI DAN ANALISA DATA

Transkripsi

1 BAB 4 EVALUASI DAN ANALISA DATA Pada bab ini akan dibahas tentang evaluasi dan analisa data yang terdapat pada penelitian yang dilakukan. 4.1 Evaluasi inverse dan forward kinematik Pada bagian ini dilakukan analisa terhadap hasil yang didapat pada saat implementasi ke sistem. : Evaluasi Inverse Kinematik Internal Segment Hasil simulasi yang didapat adalah berupa sudut sudut α yang di bentuk oleh masing masing folding linkage untuk mencapai pose yang diinginkan. Gambar 4.1Contoh Hasil Output berupa pose robot dan sudut sudut α pada setiap linkage Inverse kinematik digunakan didalam sistem agar dapat menggerakkan masing-masing segment dapat memenuhi dua variabel input (θ 40

2 41 untuk sudut antara upper plate dengan lower plate, dan upper plate dengan lower plate) untuk jarak antara Tabel 4.1 Sudut Alpha masing-masing linkage segment sesuai dengan Theta Theta (derajat) Hasil Simulasi α 1A (derajat) α 1B (derajat) α 1C (derajat) Hasil Simulasi Perhitungan Manual Hasil Simulasi Perhitungan Manual , Perhitungan Manual Grafik 4.1 Plot Pergerakan sudut Alpha masing-masing linkage segmen 1 terhadap Theta

3 Evaluasi Forward Kinematik untuk Pose Robot Keterangan : Xt = posisi akhir ujung segment terhadap sumbu X Yt = posisi akhir ujung segment terhadap sumbu Y Gambar 4.2Model forward kinematik Xt = (r1 sin θ1) + (r2 sin (θ1 + θ2)) + (r3 sin (θ1 + θ2 +θ3)) + (r4 sin (θ1 +θ2 + θ3 + θ4)) Yt = (r1 cos θ1) + (r2 cos (θ1 + θ2)) + (r3 cos (θ1 + θ2 +θ3)) + (r4 cos (θ1 +θ2 + θ3 + θ4)) Berdasarkan rumus di atas, maka dapat diketahui posisi akhir dari ujung segment (head) berdasarkan koordinat (Xt, Yt). Rumus di atas dapat di sederhanakan menjadi:

4 43 Tabel 4.2 Data perhitungan manual posisi segment pada bidang kartesian berdasarkan input theta (satuan dalam derajat) Segment theta=5 o theta=10 o theta=15 o theta=20 o x y x y x y x y 1 4, ,81 8,68 49,24 12,94 48,296 17,101 46, ,68 49,24 17,101 46, ,3 32,14 38, ,94 48, ,3 35,35 35,35 43, ,101 46,985 32,14 38,302 43, ,24 8,68 Tabel 4.3 Data perhitungan simulasi posisi Segment pada bidang kartesian berdasarkan input theta(satuan dalam derajat) Segment theta=5 o theta=10 o theta=15 o theta=20 o x y x y x y x y 1 4, ,81 8,68 49,24 12,94 48,296 17,101 46, ,68 49,24 17,101 46, ,3 32,14 38, ,94 48, ,3 35,35 35,35 43, ,101 46,985 32,14 38,302 43, ,24 8, Evaluasi inverse kinematik untuk Pose Melingkar Pada rumus inverse kinematik (3.1), sudut α untuk masing-masing folding linkage diperoleh berdasarkan perhitungan parameter-parameter yang saling berpengaruh pada setiap segment robot. Dalam menentukan manuver dari robot, penulis mendapatkan rumus untuk menhasilkan sudut maksimal dari robot agar dapat membentuk pose mendekati lingkaran.

5 44 θ= 90 - a a = 90 - θ θ 1 = 90 - (a-θ) θ 1 = 90 - (90 - θ- θ) θ 1 = 2θ Gambar 4.3 Rumus Perhitungan Pose Lingkaran Berdasarkan rumus di atas, penulis menentukan radius yang di bentuk robot dalam mencapai pose mendekati lingkaran adalah 100 (R=100, dalam satuan milimeter), dan jarak antar plate ( ) adalah 75 (dalam satuan milimeter). Selanjutnya, θ merupakan sudut yang harus dibentuk oleh garis pusat titik tengah robot (center of gravity, yang membentuk garis lurus) terhadap garis pelurus dari lingkaran. Namun, nilai θ tersebut hanya berlaku pada satu segment pertama saja. Sedangkan untuk segment segment selanjutnya berlaku 2θ terhadap titik pusat massa dari segment sebelumnya. Perhitungan untuk nilai θ dapat di lihat pada gambar 4.10.

6 45 Grafik 4.2 Plot theta dan theta2 terhadap nilai R yang berbeda-beda Setelah di lakukan perhitungan dengan nilai R = 100, maka didapatkan hasil bahwa nilai θ yang ideal agar robot dapat membentuk manuver menyerupai lingkaran adalah 22,02 0. Secara teori, penulis dapat menyatakan bahwa apabila nilai R semakin besar, maka nilai θ yang di hasilkan juga akan semakin kecil, yang akan membuat robot membutuhkan waktu lama dan jumlah segment yang banyak untuk memcapai pose menyerupai lingkaran. Sebaliknya, jika nilai R semakin kecil, maka nilai θ juga akan semakin besar, namun hal ini tidak dapat dilakukan karena dalam simulasi di berikan batasan nilai θ maksimal, yaitu 12 0 agar tidak terjadi over constraint.

7 Evaluasi inverse kinematik pose Manuver Pada pengujian melakukan simulasi, robot harus melakukan manuver yang terbagi menjadi dua macam manuver, yaitu gerakan maju secara normal dan gerakan maju sambil berbelok. Dalam bergerak maju secara normal, robot bergerak secara bergantian di mana per dua segment bergerak paralel dengan beda fase 180 o antara segment ganjil dengan segment genap. Diasumsikan pada saat segment bergerak maju, maka bagian segment yang bersentuhan dengan bidang alas memiliki koefisien friksi minimum (mendekati nol), sedangakan ketika segment bergerak mundur, maka bagian segment yang bersentuhan dengan bidang alas memiliki koefisien friksi maksimum. segment IV (head) segment III segment II segment I (tail) Gambar 4.4 Gerakan Maju secara normal di mana segment bergerak secara bergantian dengan beda fase 180 o (warna merah menunjukkan bagian segment yang bergerak maju)

8 47 Dalam melakukan manuver maju, robot melakukan gerakan: segment ganjil dan genap bergerak secara bergantian dengan beda fase 180 o antara keduanya. segment IV segment III segment II segment I time step Gambar 4.5Tahapan Robot dalam melakukan manuver maju sambil berbelok secara berurutan dari kiri ke kanan berdasarkan time step (1-4).

9 48 Keterangan Gambar 4.5: Nilai rmaksimal masing-masing segment adalah 20 mm Perubahan nilai r masing-masing segment dilihat berdasarkan time step yang dibaca dari kiri ke kanan Grafik di atas di buat berdasarkan pergerakan di mana segment ganjil dan genap bergerak bergantian dengan beda fase 180 o. Dalam melakukan manuver maju sambil berbelok, robot harus melalui beberapa tahap bersamaan dengan gerakan maju. Berikut ini adalah tahapan yang di lakukan robot: 1. Saat pasangan segment IV (head) dan segment II bergerak maju, maka bagian head berbelok dengan sudut (n) o. 2. Gerakan selanjutnya disusul oleh pasangan segment III dan segment I (tail) yang bergerak maju, sehingga secara perlahan akan membentuk pose seperti yang terlihat pada gambar 4.5. Tabel 4.4 Data masing-masing segment ketika robot bergerak maju sambil berbelok Time Step Theta ( o ) r (mm) Theta ( o ) r (mm) Theta ( o ) r (mm) Theta ( o ) r (mm) Segment , , , ,071 Segment , , , ,063 Segment , , , ,071 Segment , , , ,717

10 49 Grafik 4.3 Plot r terhadap waktu saat manuver maju sambil berbelok berdasarkan pergerakan pada gambar 4.9 Keterangan Grafik 4.3: Nilai r maksimal masing-masing segment adalah 20 mm Perubahan nilai r masing-masing segment dilihat berdasarkan time step yang dibaca dari kiri ke kanan Grafik di atas di buat berdasarkan pergerakan pada gambar 4.5 di mana segment ganjil dan genap bergerak bergantian dengan beda fase 180 o.

11 50 Berikut ini adalah sistematika perhitungan yang di lakukan dalam menentukan sudut yang harus dibentuk pada saaat robot bergerak maju sambil berbelok: Gambar 4.6Model perhitungan saat Robot melakukan Manuver Maju sambil berbelok Pada Gambar di atas, θ 2o, r 1, r 1o dan r 2o sudah diketahui, maka sistematika perhitungannya menjadi : θ 2 = 180 θ 1 (180 - θ 2o ) A = r 10 B = tan θ 2o atau θ 2 = θ 2o θ 1

12 Berdasarkan rumus di atas, maka dapat dihitung nilai theta (θ) 51 untuk masing masing segment apabila robot bergerak dengan nilai θ 2o tertentu. Sebagai contoh, untuk nilai θ 2o = (n) o, perhitungan dilakukan dengan propagasi dari segment paling depan (head) hingga segment paling belakang (tail) dengan asumsi segment III dan segment I bergerak memanjang secara bersamaan, dan kemudian segment IV dan segment II bergerak memanjang secara bersamaan juga setelah segment III dan II selesai memanjang (beda fase 180 o ). Dengan menggunakan rumus di atas, maka dapat dihasilkan parameter parameter yang di perlukan pada gambar di samping. Untuk bagian segment I dan II, nilai theta ( θ ) adalah nol karena hanya melakukan gerakan memanjang untuk segment I dan segment II memendek akibat segment I yang memanjang. Karena tidak melakukan gerakan berbelok, maka besar perubahan panjang r 1 dan r 2 adalah sama. Gambar 4.7 Ilustrasi perhitungan saat Robot melakukan manuver maju sambil berbelok