Sebutkan alat dan bahan pembuatan robot manual pemindah barang

Yordan Hasan

ABSTRACT

In the current era of the times, all aspects of human life has been progressing very rapidly. This development was accompanied and supported by technological developments very, very instrumental in the progress in all areas.Robotic lifting and transfer of goods based microcontroller AT89S52 is one example of the application of electronic systems in the real world and as an example of the technological developments of modern dizaman this. Here theauthors focus on a system controller or controllers on a robot arm transport and transfer of goods. The controller is controlled by a switch located on the joystick and the input to the microcontroller AT89S52 in which there is an assemblerlanguage program whose output can output a voltage that controls the dc motor driver H-Bridge to control the robot arm movement is driven by a dc motor. Switches used to connect to four ports on the microcontroller Port 1.2 to Port 1.5, and the outputs are connected to a dc motor driver H-Bridge located on Port 2.0 to Port 2.5. This output will control the motor so that the robot arms can clamp and remove the clamps, and the robot arm can go up and down, inaccordance with the input control switches located on the joystick the robot.

Keywords : Microcontroller AT89S52, Robot Controller, Switch, Driver H-Bridge dc

• There are currently no refbacks.

PERANCANGAN ROBOT PEMINDAH BARANG DENGAN SISTEM KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER

Rancangan Robot berbasis mikrokontroler dirancang untuk proyek Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRI-KRCI) di departemen mekanik. Sistem dapat otomatis mengangkut barang secara efektif atau untuk memindahkan materi dari tempat lain. Proses desain mencakup desain konseptual dan  robot dikembangkan dengan mekanisme yang tepat baik statis maupun dinamis, melalui analisis dan struktur sistem, Pemilihan bahan dan lain-nya, telah mematuhi kriteria desain sebelum rancangan dimulai. Hasil penelitian robot berbasis mikrokontroler ini juga untuk mengenalkan mikrokontroler khususnya jurusan teknik informatika.

Kata Kunci : robot, mikrokontroller, otomatis

PENDAHULUAN

Pada saat ini, robot memang telah hadir di dalam kehidupan manusia dalam bentuk yang bermacam-macam. Ada robot sederhana untuk mengerjakan kegiatan yang mudah atau berulang-ulang. Ada pula robot yang dirancang untuk "berperilaku" sangat komplek dan sampai batas tertentu dapat mengontrol dirinya sendiri. Di kalangan umum pengertian robot selalu dikaitkan dengan "makhluk hidup" berbentuk orang maupun binatang yang terbuat dari logam dan bertenaga listrik. Sementara itu dalam arti luas robot berarti suatu sistem yang terdiri dari mekanisme mekanik yang memiliki suatu kontrol elektris untuk melaksanakan suatu tugas tertentu. Dengan pengertian ini sangat erat hubungan antara robot dan otomatisasi sehingga dapat dipahami bahwa hampir setiap aktivitas kehidupan modern makin tergantung pada robot dan otomatisasi. Semakin ketatnya persaingan antar dunia usaha dewasa ini membutuhkan unjuk kerja mesin-mesin industri yang kompak dan efisien, yang berdampak pada peremajaan alat-alat industri dan perbaikan secara terus-menerus (continous improvement), sehingga dibutuhkan SDM yang handal dalam menangani permasalahan tersebut. Dunia pendidikan dewasa ini semakin memahami permasalahan yang terjadi dalam dunia industri tersebut. Hal ini dapat dibuktikan dengan semakin berkembangnya mata kuliah yang berhubungan dengan sistem otomasi, robotika, dsb. Serta banyak pula diselenggarakan lomba-lomba robot baik tingkat pelajar maupun mahasiswa yang bertujuan untuk semakin meningkatkan kualitas dan pemahaman lulusan dunia pendidikan terhadap dunia otomasi dan robotika. Sebagaimana rancang bangun ini merupakan salah satu persiapan menuju  lomba robot tingkat mahasiswa di Indonesia yang diselenggarakan oleh kementrian pendidikan tinggi adalah “ Kontes Robot Indonesia-Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRI-KRCI)”. Kontes robot ini diselenggarakan tiap tahun dengan peserta seluruh universitas dan politeknik di Indonesia.

METODE PENELITIAN

Dalam melakukan penyusunan dan memperoleh data serta informasi menggunakan beberapa metode diantaranya sebagai berikut

· Observasi Lapangan

Pada penelitia ini telah melakukan beberapa survey di lapangan antara lain dengan cara mencari informasi tentang jenis-jenis komponen yang diperlukan dalam pembuatan robot ini beserta harganya.

· Studi Literatur

Metode ini dilakukan dengan cara membaca dan mempelajari buku-buku serta mencari informasi dari internet dan mencari beberapa buku referensi dari perpustakaan yang berhubungan dengan hal-hal yang akan dibahas dalam tugas akhir ini.

· Metode Perancangan

Merancang robot kemudian menggambar mekanisme dan komponen yang dibutuhkan untuk

mempermudah dalam perakitan ataupun pembuatannya.

· Metode Pembuatan

Setelah menggambar mekanisme dan komponen lalu dimulai proses pembuatan robot. Pada tahap ini dimulai dengan persiapan alat dan bahan yang dibutuhkan pada proses pembuatan serta mempersiapkan mesin-mesin apa saja yang dibutuhkan dalam proses pembuatan setelah itu

dimulai proses pembuatan robot pemindah barang tersebut.

· Metode Pengujian

Setelah tahap pembuatan komponen dan perakitan selesai, dilakukan pengujian robot dengan tujuan untuk mengetahui apakah robot tersebut sesuai dengan apa yang diinginkan dan apabila masih terjadi kerusakan atau kekurangan dari robot yang telah dibuat dan apabila tidak sesuai dengan yang diharapkan maka perlu diperbaiki dan disempurnakan kembali sehingga tujuan dari pembuatan mesin dapat tercapai.

· Metode Analisis

Pada tahap yang terakhir dilakukan analisis penelitian, analisis terkait dengan pengamatan,perhitungan dan fungsi dari robot tersebut.

Gambar 1. Robot pemindah bahan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk mendapat hasil yang sesuai dengan tujuan penelitian maka pengujian robot harus memenuhi kriteria sbb :

· Dimensi robot pada area start zone tidak boleh melebihi 1000 mm x 1000 mm x 1400 mm.

· Dimensi robot maksimum tidak boleh melebihi area dalam silinder berdiameter 2000 mm.

· Catu daya maksimum 24 V DC.

· Berat robot tidak boleh melebihi 50 kg.

· Robot harus mampu melaksanakan semua tugas robot manual pada Kontes Robot Indonesia

2011.

Gambar 2. Rangkaian sistem kendali robot pemindah bahan

Bagian Elektrik

Komponen-komponen listrik yang digunakan pada robot pemindah barang ini menggunakan dua buah batere sebagai sumber arus DC yang dibutuhkan.Sistem kelistrikan pada robot pemindah

barang ini menggunakan dua macam arus dan tegangan listrik.Aliran arus listrik pada sistem kelistrikan robot dapat dilihat melalui skema di bawah ini :

Rangkaian mikrokontroller membutuhkan tegangan 5,5 V DC dengan arus berkisar 20 mA. Kebutuhan tegangan dan arus listrik tersebut disuplai oleh batere yang sebelumnya diturunkan dan distabilkan oleh sebuah stabilizer.Kebutuhan arus dan tegangan listrik yang besar pada motor dipenuhi oleh batere yang dialirkan melalui rangkaian driver motor. Besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian driver motor dapat dihitung dari besarnya arus listrik maksimal yang dibutuhkan motor pada pembebanan maksimum.Pembebanan maksimum ini terjadi pada saat gaya gesek roda maksimum (pada saat robot diam sebelum mulai bergerak) Pada perhitungan gaya gesek sebelumnya dikutahui besarnya gaya gesek maksimal yang terjadi (Fg maks) = 23,57 N. Sesaat sebelum robot mulai bergerak dari keadaan diam,gaya yang dibutuhkan pada roda

(F) = Fg maks

= 23,57 N

Torsi motor yang dibutuhkan = F x jari-jari roda

= 23,57 N x 0,06 m

= 1,414 Nm

Motor yang digunakan mempunyai perbandingan gigi reduksi 1:6,maka jika pada saat itu motor berputar dengan kecepatan 3000 rpm,maka kecepatan putar poros motor menjadi

n poros = n motor : 6

= 3000 rpm : 6

= 500 rpm rad/s 

Kecepatan Sudut (w) =  2.π.n/60

= 2.3,14.500

=52.33 rad/s

Daya motor yang dibutuhkan (P) = T x ω

= 1,414 Nm x 52,33 rad/s

= 73,99 Watt

Besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian driver motor (I) dapat dihitung menggunakan rumus :

I = P/V

  =73,99/24

  = 3,08 A

Sebagai pengaman rangkaian driver motor dari arus yang besar atau hubungan singkat,maka diperlukan sekering (fuse) untuk tiap-tiap motor,besarnya sekering yang digunakan dapat dihitung dengan rumus :

I = I maks x 150 %(faktor keamanan)

= 3,08 x 150 %

= 4,62 A

Sekering ukuran 4,62 A di pasaran tidak ada,maka sekering yang digunakan sebesar 5A

Bagian Program

Sebuah robot yang telah terdiri dari bagian mekanik dan elektrik belum dapat berfungsi dengan baik, untuk itu perlu ditambahkan program ke dalam mikrokontroller,sehingga mikrokontroller dapat memproses data yang dihasilkan oleh joystick PS2. Untuk mempermudah pemrograman,maka perlu dibuat logika urutan proses atau biasa disebut dengan algoritma. Pengertian dari algoritma adalah urutan langkah yang jelas dan tidak rancu untuk memecahkan suatu masalah. Urutan langkah-langkah tersebut harus sesuai dengan urutan langkah penyelesaian masalah tertentu dikerjakan berurutan tidak boleh melompat lompat dalam penyelesaiannya. Syarat / ketentuan pembuatan algoritma :

· Algoritma harus tidak ambigu (tidak berarti dua makna), deskripsi langkah-langkah dalam algoritma harus dan hanya mempunyai tafsiran tunggal atau bermakna satu.

· Algoritma langkah-langkahnya harus efektif, setiap langkah harus sederhana sehingga dapat

dikerjakan dalam waktu yang masuk akal.

· Algoritma harus pasti (definite), maksudnya adalah jika serangkaian langkah-langkah yang

sama dilakukan 2 kali maka hasilnya harus sama.

· Algoritma harus berhingga (finite), selesai dalam rentang waktu tertentu. Salah satu penulisan algoritma adalah menggunakan bagan alir atau flowchart adalah sebagai berikut :

Gambar 3. Flowchart program

Pemrograman Microcontroller ATmega16

Rancang bangun robot pemindah barang dengan sistem kontrol berbasis microcontroller ini

menggunakan microcontroller atmega 16,yaitu suatu mikrokontroller AVR yang dikembangkan oleh perusahaan mikrochip “ATMEL”. Mikrokontroller AVR dari atmel dapat diprogram dengan menggunakan software Code-Vision AVR(CV-AVR).software CV-AVR ini banyak digunakan di kalangan mahasiswa dan umum untuk pemrograman mikrokontroller AVR dar atmel.Software CV-AVR ini menggunakan bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

KESIMPULAN

Dari keseluruhan proses rancang bangun “Rancang bangun robot pemindah baran dengan sistem kontrol berbasis microcontroller”. Maka dapat disimpulkan beberapa hal diantaranya :

· Rancang bangun “Rancang bangun robot pemindah barang dengan sistem kontrol berbasis

microcontroller”, dengan spesifikasi umum sebagai berikut :

Dimensi minimum

_ Panjang = 800 (mm)

_ Lebar = 900 (mm)

_ Tinggi = 1380 (mm)

Dimensi maksimum

_ Panjang = 1640 (mm)

_ Lebar = 1300 (mm)

_ Tinggi = 1380 (mm)

_ Berat = 19,739 (kg)

_ Tegangan = 24 (V)

· Robot pemindah barang ini berhasil menjalankan semua fungsi robot manual,sesuai aturan Kontes Robot Indonesia (KRI) 2011.

· Rancang bangun robot pemindah barang dengan

sistem kontrol berbasis microcontroller ini dapat dijadikan sebagai simulator suatu bentuk sistem mekatronika, dan memberikan gambaran umum tentang mekanisme mekatronika baik dari aspek mekanis, elektrik maupun program yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

ATMEL 8-bit AVR , microcontroller, 2003, datasheet.

BBF , Hydraulics Vocational Training Course, 1973, Bundersinstitut, fur Berufsbildungforschung, Berlin.

Gadre, Dhananjay V , Programming and Customizing The AVR Microcontroller, 2000, McGraw Hill, New York, Histand, Michael B , Mechatronics, 1999, McGraw Hill, Singapore.

Kissel , Modern Industrial-Electrical Motor Controls, 1990, Prentice Hall, New Jersey.

Klafter, Richard D, Robotic Engineering An Integrated Approach, 1989, Prentice Hall, New Jersey.

Meriam, JL , Mekanika Teknik Dinamika, 1993, Erlangga, Jakarta.

Muljowidodo , Mekatronika, 1996, HEDS, ITB.

Ogata, Katsuhiko , Teknik Kontrol Automatik, 1996, Erlangga, Jakarta.

Putro, Agfianto Eko , Belajar Mikrokontroler AT89C51, 2002, Gava Media, Yogyakarta.

Schuler, McNamee , Industrial Electronic and Robotics, 1986, McGraw Hill, New York.

................. , Electro Pneumatics, 1991, FESTO