4 DOF ARM ROBOT (FORDWARD DAN INVERS KINEMATICS)

Kemampuan  umtuk mengambil suatu objek diperlukan  oleh  sebuah  lengan robot yang berfungsi untuk memindahkan suatu objek ke posisi tertentu.

Lengan robot dapat dilengkapi dengan tranduser ultrasonik sebagai detektor objek. Jarak objek dapat diketahui dengan mengukur kekuatan gelombang ultrasonik yang dipantulkan oleh objek. Hasil pengukuran jarak objek digunakan oleh mikrokontroler untuk menentukan arah serta gerakan yang dikerjakan oleh robot. Pergerakan robot dikendalikan oleh mikrokontroler dengan cara mengeluarkan isyarat PWM yang sesuai.

Hasil  pengamatan  menunjukkan  bahwa transduser ultrasonik dapat mendeteksi objek. Dengan demikian lengan robot dapat bergerak menuju koordinat objek dengan metode invers kinematic. Selain itu lengan robot yang dirancang juga dapat bekerja secara forward kinematic. Dengan menggunakan modul Bluetooth HC-06 sebagai pengirim data untuk mengatur mode yang digunakan (mode invers kinematic atau mode forward kinematic). Selain itu, modul Bluetooth juga berfungsi untuk mengirim dan data gerakan yang diinginkan ke Arduino saat mode forward kinematic digunakan

METODELOGI

Jenis penelitan

Jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimen, yaitu metode penelitian dengan bentuk penelitian percobaan yang berusaha untuk mengisolasi dan melakukan kontrol setiap kondisi-kondisi yang relevan dengan situasi yang diteliti.

Waktu dan Tempat Penenelitian

            Penelitian ini dilaksanakan bulan Agustus sampai Desember 2019 di lingkungan gedung Laboratorium Teknik Elekro Universitas Bengkulu. Data pengujian diambil dari pengukuran detak jantung beberapa mahasiswa teknik elektro universitas Bengkulu.

Alat dan Bahan Penelitian

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1.      Arduino Uno

2.      Software Arduino IDE

3.      Sensor Ultrasonic

4.      Modul Bletooth HC-06

5.      Motor Servo

6.      Kabel dan konektor.

7.      MIT App Inventor

8.      Laptop

9.      Power Supply

10.  Papab Triplek

11.  Mur dan baut

12.  Almunium batangan

13.  Peralatan tool set

 Tahapan Penelitian

Penelitin ini melalui beberapa tahapan,  tahap pertama diawali dengan kajian literatur, setelah dirasa cukup mendapat teori pendukung maka selanjutya dilakukan perancangan sistem yang dilanjutkan dengan desain sistem, setakah itu dilanjutkan dengan proses pembuatan, pada tahap ini meliputi tahapan pembuatan software dan pembuatan hardware  setlah itu masuk ke tahap pengujian sistem. Tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

HASIL DAN IMPLEMENTASI

Perancangan Sistem

Tahapan perancangan meliputi tahapan perancangan fungsi matematis sistem, perancangan rangkaian  hardware dan perancangan fisik lengan.  Sistem secara matematis dapat di represikan pada Gambar 2, persamaan 1,2,3 dan 4.

Perancangan perangakat keras pada pada penelitian terdiri dari beberapa bagian penting yaitu.  Arduino Uno, Motor Servo dan Sensor Ultrasonic. Adapun diagram blok susunan dari perangkat keras ini dapat dilihat pada gambar 3

Hasil Pembuatan

Robot Manipulator 4 DoF  terdiri dari beberapa komponen utama sehingga dapat menjalankan tugas mendeteksi dan memindahkan objek dengan baik. Keseluruhan perancangan hardware dilihatkan pada Gambar 4

Gambar 4 Hasil Pembuatan Hardware.

Perancangan hardware terdiri dari beberapa rancangan mekanik dan sistem kelistrikan yang menjadi satu kesatuan sehingga robot siap dijalankan dengan baik sesuai dengan yang diharapkan.

Perancangan kerangka robot diadaptasi dari sistem gerak mekanik ME ARM robot, bahan utama yang digunakan untuk pembuatan kerangka robot adalah alumunium. Perancangan disesuaikan dengan keperluan gerak mekanik menggunakan 3 buah servo penggerak lengan robot dan 2 buah servo untuk penggerak end effector.

Sistem penggerak mekanik yang diperlihatkan pada Gambar 6 menunjukkan bahwa untuk menggerakkan keseluruhan gerak mekanik membutuhkan lima buah servo. Servo pertama merupakan Join 1 berada pada posisi standar 90 derajat yang disetting bergerak dengan rentang 180 derajat, servo kedua merupakan Join 2 berada pada posisi standar 90 derajat yang disetting bergerak dengan rentang 100 derajat, servo ketiga merupakan Join 3 berada pada posisi 180 derajat yang disetting bergerak dengan rentang 90 derajat, servo keempat merupakan penggerak end effector disetting pada posisi standar 90 derajat yang disetting untuk bergerak maksimal sejauh 90 derajat berfungsi untuk mendekatkan posisi end effector menuju objek, dan servo kelima merupakan penggerak lebar bukaan end effector (Penjepit) yang diatur pada posisi default 0 derajat dengan lebar bukaan maksimal dari penjepit sebesar 80 derajat putaran servo.

Kendali Android

Kendali android merupakan implementasi dari sistem fordware kinematic  dimana aplikasi akan memeberi nilai integer tertentu kepada mikrokontroller arduio sebagai sudut servo penggerak lengan robot. Aplikasi android ini dibuat menggunakan MIT App Inventor, hasil pembuatan aplikasi kendalai robot lengan ditunjukan pada Gambar 5.

 

Gambar 5 Tampilan Aplikasi Android

KODING INVERSE KINEMATICS

 

Gambar 7 Tampilan Aplikasi Android