rancang bangun lengan robot (robotic arm )

95 Pages·2012·3.19 MB·Indonesian

RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT (ROBOTIC ARM )
DENGAN PENGENDALIAN SECARA MANUAL
Oleh
Annur Solichin
C6410404045
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul
RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT (ROBOTIC ARM ) DENGAN
PENGENDALIAN SECARA MANUAL
adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa
pun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka
dibagian akhir skripsi ini.
Bogor, Juli 2009
Annur Solichin
C64104045
RINGKASAN
ANNUR SOLICHIN. Rancang Bangun Lengan Robot (Robotic Arm)dengan
Pengendalian Secara Manual. Dibimbing oleh SRI PUJIYATI dan INDRA
JAYA.
Negara Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki bentangan
lautan dari Sabang hingga Merauke. Kondisi ini menuntut kita untuk bisa
menciptakan wahana laut yang mampu menggantikan manusia dalam melakukan
kegiatan eksplorasi bawah laut.
Mikrokontroler merupakan teknologi terbaru yang mempermudah
pengendalian rumit menjadi lebih sederhana. Saat ini teknologi berukuran mikro
telah mengeser penggunaan perangkat konvensional yang membutuhkan biaya
tinggi. Pemanfaatan mikrokontroler ini akan menghemat bahan, biaya dan
memiliki fungsi yang banyak dibandingkan alat konvensional.
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dengan 2 tahap, yaitu pembuatan alat
dan pengujian alat. Pada tahap pembuatan alat, penulis menggunakan bahan
arkilik sebagai bahan utama rancang bangun lengan robot. Bahan ini digunakan
karena bahannya mudah didapat, memiliki kekakuan dan mudah dipotong. Tahap
pengujian alat dilakukan 2 jenis pengujian, yaitu pada sensor gerak danmotorik
lengan robot. Pengujian dilakukan dengan kondisi yang berbeda untuk me ncatat
perubahan yang terjadi.
Desain lengan robot yang dibuat harus memenuhi fungsi dari lengan robot,
yaitu mampu mengambil obyek dalam ruang tiga dimensi (panjang lebar dan
tinggi). Gaya grafitasi bumi yang mengenai robot di seimbangkan dengan
pemberian pemberat penyeimbang. Penyatuan bagian-bagian arkrilik penulis
menggunakan lem alteco dan arkrilik siku. Deteksi gerakan sendi-sendi tangan
manusia digunakan perangkat sensor gerak yang terbuat dari potensio meter putar.
Penulis melakukan penelitian ini bertujuan untuk menciptakan alat
instrument untuk keperluan pengambilan obyek benda yang dikendalikan secara
manual melalui sensor lengan manusia. Alat ini berguna untuk menggantikan
fungsi tangan manusia dalam mengambil obyek benda berbahaya sehingga t idak
beresiko bagi keselamatan penggunanya.
Pada pengujian potensio meter dengan pemberian sudut tertentu
menghasilkan nilai rasio tegangan per satuan derajat yang berbeda-beda disetiap
sensor gerak. Perbedaan nilai ini terjadi karena menggunakan gear penghubung
yang berbeda di setiap sendi putar. Masalah ini dapat diatasi dengan melakukan
kalibrasi nilai dalam program. Pengujian sensor motorik lengan robot dilakukan
dengan memberikan lebar pulsa yang berbeda dan mengukur besarnya sudut putar
serta arah gerakan servo. Hasil pengukuran diperoleh hasil servo fingger dan arm
akan berputar dengan besar sudut positif apabila diberikan lebar pulsa yang besar
sedangkan untuk servo wrist, elbow, danshoulder melakukan kondisi sebaliknya.
Pengujian kemampuan cengkraman dan gerakan lengan robot dilakukan
sebanyak sepuluh kali. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengambil obyek
yang berbeda ukuran, bentuk, dan bobotnya. Hasil percobaan ini diketahui bahwa
lengan robot mampu mengambil obyek dengan permukaan datardengan baik dan
stabil.
RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT (ROBOTIC ARM )
DENGAN PENGENDALIAN SECARA MANUAL
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana perikanan
Pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Institut Pertanian Bogor
Oleh:
Annur Solichin
C64104045
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009
© Hak cipta milik Annur Solichin tahun 2009
Hak cipta dilindungi
Dilarang mangutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotocopy,microfilm, dan sebagainya
SKRIPSI
Judul : RANCANG BANGUN LENGAN ROBOT
(ROBOTIC ARM)DENGAN PENGENDALIAN
SECARA MANUAL
Nama : Annur Solichin
NRP : C64104045
Departemen : Ilmu dan Teknologi Kelautan
Disetujui
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Dr. Ir. Sri Pujiyati Prof. Dr. Indra Jaya
NIP. 19671021.199203.2.002 NIP. 19610410.198601.1.002
Mengetahui
Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Indra Jaya
NIP. 19610410.198601.1.002
Tanggal Lulus: 5 Juni 2009
KATA PENGANTAR
Penulis mengucapkan syukur alhamdulillah kehadirat Illahi Robbi atas
semua rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan jalan kemudahan kepada
penulis sehingga tugas akhir penelitian ini dapat terselesaikan. Penelitian yang
berjudul Rancang Bangun Lengan Robot (Robotic Arm)dengan Pengendalian
Secara Manual dilakukan oleh penulis sebagai salah satu syarat untuk dapat gelar
sarjana S1.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada Ibu Dr. Ir. Sri Pujiyati, M.Si, selaku dosen Pembimbing Utama,
Bapak Prof. Dr. Indra Jaya, M.Sc, selaku dosen Pembimbing Anggota dan yang
telah membantu sebagian dana untuk melakukan penelitian ini. Tak lupa saya
ucapkan terimakasih kepada Abang Iqbal yang telah bersedia membantu
memberikan bimbingan dalam ilmu program pada alat yang dibuat oleh penulis.
Tak lupa ucapan terima kasih ditujukan kepada Bapak Sukirno dan Ibu Kundrini
selaku orang tua penulis yang selalu memberi nasehat terbaik bagi anaknya serta
kepada semua dosen dan teman-teman yang telah memberikan dorongan dan
bantuan dalam penyusunan tugas akhir penelitian ini.
Penulis menyadari setiap insan manusia selalu diliputi dengan kesalahan
dan kekurangan maka dari itu penulis memohon maaf yang besar apabila terdapat
perbuatan yang kurang berkenan. Penulis berharap tugas akhir ini dapat
memperkaya wawasan akan terknologi robotika untuk bidang kelautan baik bagi
mahasiswa kelautan maupun orang lain.
Bogor, Juli 2009
Annur Solichin
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................ x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................ xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................... xiii
1. PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1...................................................................................................
Latar Belakang .................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ............................................................. 2
2. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 3
2.1. Model lengan robot (robotic arm) .......................................... 3
2.2.Mikrokoprosesor ................................................................... 3
2.3. Mikrokontroler ATMEL ........................................................ 4
2.4. Mikrokontroler ATMega8535 ................................................ 5
2.5. Board mikrokontroler ATMega8535 ..................................... 7
2.6. ADC ...................................................................................... 7
2.7. PWM (Pulse Width Modulation) ............................................ 9
2.8. Motor servo lengan robot (robotic arm) ................................. 10
2.9. Program lengan robot (robotic arm) ....................................... 11
2.10. Bahasa program lengan robot (robotic arm) ......................... 11
2.11. Perangkat penginderaan (sensor) .......................................... 12
2.12. Sejarah perkembangan lengan robot ..................................... 13
3. METODE PENELITIAN ........................................................... 15
3.1. Tempat dan waktu penelitian ................................................. 15
3.2. Alat bantu .............................................................................. 15
3.2.1. Alat ukur dan peralatan pembuatan lengan robot ............ 15
3.2.2. Software pembuatan lengan robot .................................. 15
3.3. Bahan untuk membuat lengan robot, kontroler, dan sensor .... 15
3.4. Proses pembuatan lengan robot (robotic arm) ......................... 16
3.5.Unit motor servo lengan robot (robotic arm) .......................... 16
3.6.Unit motor sensor lengan robot (robotic arm) ......................... 18
3.7. Unit catu daya mikrokontroler lengan robot (robotic arm) ...... 18
3.8. Unitcatu daya motor servo lengan robot (robotic arm) .......... 19
3.9. Mikrokontroler lengan robot (robotic arm) ............................ 19
3.10.Proses berjalannnya program lengan robot (robotic arm) ..... 20
3.11.Pengunjian lengan robot (robotic arm) ................................. 22
3.11.1. Pengujian sensor lengan robot (robotic arm) ............... 22
3.11.2. Pengujian besar sudut servo dengan perbedaan
lebar pulsa ................................................................... 23
3.11.3. Pengujian daya cengkram gripper lengan
robot (robotic arm) ..................................................... 23
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 24
4.1. Hasil rangkaian lengan robot (robotic arm) ............................ 24
4.2. Desain pelindung motor servo RAMCES-5 ........................... 25
4.2.1. Desain motor servo fingger ............................................ 25
4.2.2. Desain motor servo wrist danarm .................................. 27
4.2.3. Desain motor servo elbow .............................................. 27
4.2.4. Desain motor servo shoulder .......................................... 29
4.2.5. Desain persambungan sendi RAMCES-5 ....................... 31
4.3. Desain beban penyeimbang motor servo RAMCES-5 ............ 31
4.3.1. Desain penyeimbang servo 1 .......................................... 31
4.3.2. Desain penyeimbang servo 2 .......................................... 33
4.3.3. Desain penyeimbang servo 3 .......................................... 34
4.3.4. Desain penyeimbang servo 4 .......................................... 35
4.4. Desain sensor pengendali RAMCES-5 ................................... 36
4.4.1. Desain sensor fingger ..................................................... 36
4.4.2. Desain sensor wrist ....................................................... 37
4.4.3. Desain sensor arm .......................................................... 38
4.4.4. Desain motor servo elbow .............................................. 39
4.4.5. Desain motor servo shoulder .......................................... 41
4.5. Rangkaian kontroler RAMCES-5 .......................................... 42
4.6. Hasil perhitungan perangkat keras RAMCES-5 ..................... 43
4.6.1. Tegangan keluaran sensor RAMCES-5 .......................... 43
4.6.2. Besar sudut servo RAMCES-5 dengan perbedaan
lebar pulsa ..................................................................... 44
4.6.3. Daya cengkram gripper ................................................. 45
4.7. Perangkat lunak pengendali RAMCES-5 ............................... 46
5. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 48
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 48
5.2. Saran ..................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 49
LAMPIRAN ..................................................................................... 52
RIWAYAT HIDUP .......................................................................... 81
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Perkembangan lengan robot di dunia ........................................ 13
2. Spesifikasi jenis motor servo finger yang dipakai ...................... 17
3. Spesifikasi jenis motor servo wrist danarmyang dipakai .......... 17
4. Spesifikasi jenis motor servo elbow dan shoulder yang dipakai . 17
5. Hasil pengukuran tegangan yang dikeluarkan sensor pada sudut
maksimum dan minimum .......................................................... 22
6. Hasil pengukuran lebar pulsa dan sudut yang dapat dibuat ........ 23
7. Hasil pengujian daya cengkram gripper pada berbagai macam
bentuk obyek ............................................................................. 26
8. Hasil pengukuran tegangan yang dikeluarkan sensor pada sudut
maksimum dan minimum .......................................................... 43
9. Hasil pengukuran lebar pulsa dan sudut yang dapat dibuat ........ 44
10. Hasil pengujian daya cengkram gripper pada berbagai macam
bentuk obyek ............................................................................. 45