Microsoft Word - 4. BAB 1-5.doc

BAB 4

IMPLEMENTASI DAN EVALUASI ALAT

4.1Spesifikasi Sistem

Sistem yang dirancang memiliki spesifikasi sebagai berikut :

Menggunakan Mikrokontroler ATMega8535

Menggunakan program Basic Compiler (BASCOM) untuk memprogram mikrokontrolerKomunikasi antara lengan pengendali dan Lengan robot dikontrol dengan mikrokontroler ATMEga8535Menggunakan 6 buah motor servo yang berberda- beda yang tersusun seri pada lengan robot, yaitu :-2 buah motor servo type GWS S04 pada joint 1 dan 3

-1 buah motor servo type HITECH pada joint 2

-3 buah motor servo type GWS S03 pada joint 4,5 dan grip end- effectorSumber daya yang diperlukan sistem adalah sebagai berikut:

-Untuk sumber daya motor servo pada lengan robot sebesar 5 Volt setelah melewati regulator tegangan-Untuk sumber daya on-board controller sebesar 5 Volt setelah melewati regulator teganganLengan pengendali disusun dari acrylic setebal 5 mm yang bentuknya

kaku dan statis

8586

6 buah Potensiometer 10K digunakan sebagai joint sensor posisi pada lengan pengendaliLengan robot di kontrol langsung dengan lengan pengendali melalui mikrokontrolerPanjang keseluruhan Lengan robot diukur saat posisi tegak maksimum adalah setinggi 37cmPanjang Posisi Tegak Lengan Pengendali diukur saat posisi tegak maksimum adalah setinggi 48 cmPengait motor servo menggunakan acrylic setebal 3mm

Link Pada lengan Robot :

-Link 1, menggunakan acrylic setebal 3mm dengan ukuran 11,5cm x

4,5cm

-Link 2, menggunakan acrylic setebal 3mm dengan ukuran 12,5cm x

4,5cm

-Link 3 beserta end-effector, menggunakan acrylic setebal 3mm dengan ukuran 15cm x 4,5cmLink pada lengan pengendali :

-Link 1, menggunakan acrylic setebal 5 mm dengan ukuran 10,5cm x

6cm

-Link 2, menggunakan acrylic setebal 5 mm dengan ukuran 28cm x

6cm

-Link 3 beserta end-effector, menggunakan acrylic setebal 5 mm dengan ukuran 11,5cm x 6cm

Tumpuan base sebagai pondasi pada lengan robot dan lengan pengendali menggunakan acrylic 5mmJarak base lengan robot terhadap bumi (pijakan datar) adalah 8,5 cm

Jarak base lengan pengendali terhadap bumi (pijakan datar) adalah 12 cm

4.2Daftar Komponen

ModulKomponenNilai / JenisJumlah

CATU DAYATrafo 3 Ampere15 Volt / Step Down1

Dioda40014

TransistorTIP29552

IC Regulator Tegangan78052

Switch tekanOn-Off1

Kipas12 inch1

HeaderMale Lurus2 baris

Resistor47K1

Kapasitor2200 uF2

330 nf2

470 uf2

1000 uf2

ON-BOARDMikrokontrolerAVR ATMega85351

Kapasitor10uF7

100nF6

30pF3

Xtal11,0592MHz1

HeaderMale lurus2 baris

Switch resetOn-off1

Resistor1001Tabel 4.1 Tabel Komponen Yang digunakkan

4.3Percobaan Menghitung Tegangan Pada Rangkaian Catu Daya

Tujuan percobaan tegangan pada rangkaian catu daya ialah untuk mengetahui dan membandingkan tegangan input terhadap tegangan output dari rangkaian catu daya yang menggunakan IC regulator 7805, karena tegangan output ini nantinya akan akan digunakan sebagai Vcc dan Vref untuk perancangan lengan robot dan lengan mekaniknya sehingga akan diuji tingkat kestabilannya.Alat-alat yang digunakan :

1.Multimeter Digital Sanwa CD 800

Gambar 4.1 Rangkaian Catu Daya

Percobaan yang dilakukan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1. Rangkaian yang akan diuji seperti pada gambar 4.1

2. Com positif multimeter dihubungkan pada output dari power supply pada titik Vcc3. Com negatif dihubungkan pada titik ground

4. Percobaan dilakukan sebanyak lima kali

Vin (volt)Vout (Volt)14,725,0115,235,0115,335,0115,425,0115,325,01Tabel 4.2 Hasil Percobaan Vin dan Vout Untuk Mikrokontroller

Vin (volt)Vout (Volt)14,205,0213,605,0113,655,0213,905,0213,805,01Tabel 4.3 Hasil Percobaan Vin dan Vout Untuk Motor Servo

4.4Korelasi Sudut Lengan Pengendali dengan Tegangan VR

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui besar tegangan VR yang dihasilkan dari setiap perubahan sudut tiap jointnya pada lengan pengendali, dan melihat setiap perubahan yang terjadi berdasarkan perubahan sudutnya apakah terjadi perubahan secara idealnya yaitu linear atau tidak. Titik uji untuk mendapatkan nilai tegangan pada VR dapat ditempatkan pada pin ADC pin PA.0, PA.1, PA.2, dan PA.3 dari mikrokontroler ATMega8535. Dimana pin pin tersebut mendapatkan input tegangan dari sensor VR1, VR2, VR3, dan VR4Alat alat yang digunakan :

1.Multimeter

2.Busur Derajat

Percobaan yang dilakukan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1.Posisi Robot Pada Posisi Awal Menghadap ke depan

2.Com Positif multimeter ditempatkan pada pin PA.0, PA.1, PA.2 dan

PA.3

3.Com Negatif multimeter ditempatkan pada ground

4.Saat masing masing lengan mekanik digerakkan, pencatatan dilakukan terhadap hasil pembacaan multimeter untuk tiap tiap perubahan sudut yang ada.

fungsi Grafik Antara Sudut Joint1dengan Tegangannya Beserta Fungsi IRegresiLinearnya Pada VR-1

:N 4,ja: a:> Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 2 denganTegangannya Beserta Fungsi1 Regresi linearnya Pada VR 2

150;4,71,5:JolfltlN 3.5Er klint!..,.0.,- Uneu(Jcinll)'5 .11:111C::l,5Ill!c::1111:ti.0 1Ill! o.

135Jj() -4504590135Sudut Joint 1(no) O,j

II

4590B5lEDSud ut Jo:i nt 2 (nG

Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 3 dengan Tegangannya Beserta Fungsi Regresi Linearnya pada VR 3 Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 4 dengan Tegangannya Beserta Fungsi Regresi linearnya Pada VR 4

m0::>m...1:.0.,

','

y - u,u. .,.

1

.1 ,[

265

.1//

/"'o;1,s

"v,

0

','

:16/

;tw-

+ Jointl-linear(Jointl)

1:!'a:

1:!'

+ Joint41 '' nq .1:!1Jb.O1:I'llc.o

-450

SudutJoint 3 (no)

135

1"y = U I

I/k;

UI\Y

/

x+ u;

1,95

r30 15 15 3045607590Sudut Joint 4 (no)

fungsi Grafik Antara Sudut Joint 5 d engan Tegangannya Beserta Fungsi IRegresi Linearnya pada VR 5

Sudut Joi nt 5 (n)

Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 6 denga Tegangannya Beserta Fungsi Regresi Line arnya pada VIR 6

SudutJoint 6 (n)

Gambar 4.2 Fungsi Grafik Perubahan Tegangan Terhadap Sudut dengan membandingkan perubahan

Terhadap Fungsi Linear regresinya

Dari Gambar grafik 4.2 diatas dapat dilihat bahwa nilai sb y yang merupakan tegangan potensiometer perubahan nilainya hampir mendekati perubahan nilai sb y pada persamaan garis linear regresinya, tampak pada gambara perubahan nilai tegangannya terhadap perubahan sudut secara percobaan sudah mendekati idealnya secara linear untuk hasil nilai Tegangan Terhadap Sudutnya yang lebih lengkap dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini :

Sudut JOINT (n) Atau Nilai Sb X (n)

Nilai Sb Y (Tegangan VR) , Fungsi Regresi Lineary= ax+b(Volt)

Nilai Sb Y (Tegangan VR), Fungsi Hasil Percobaan(Volt)Persentase (%)Error, Nilai Y Percobaan Untuk Mendekati Nilai Linear

Sb X Joint 1Sb Yy= 0,0139x + 1,95

Sb Y

Joint 1903,2013,170,96844736452,57552,60,95127159801,951,981,538461538451,32451,31,849754624900,6990,70,143061516

Sb X Joint 2Sb Yy=0,02x + 1,6089

Sb Y

Joint 203,2013,173,797625707452,57552,61,351189764901,951,981,7278300921151,32451,31,7626442221500,6990,71,976610471

Sb X Joint 3Sb Yy= 0,0194x + 1,8276

Sb Y

Joint 3-401,05161,061,65157854701,82761,81,510177282452,70062,651,873657706903,57363,60,7387508391103,96163,980,464458805

Sb X Joint 4Sb Yy= 0,0159x + 0,5031

Sb Y

Joint 4-300,02610,0353,0996168600,50310,50,616179686451,21861,21,526341704901,93411,950,822087793

Sb X Joint 5Sb Yy= 0,0183x + 1,6336

Sb Y

Joint 5-900,01340,043,985074627-450,81010,550,32107147301,63361,40,142997062452,45712,20,104635546903,28063,10,0550509051354,10414,10,0009990011804,92764,950,004545824

Sb X Joint 6Sb Yy= 0,0189x + 1,53

Sb Y

Joint 6-900,1710,041,233918129-450,67950,580,14643119901,531,40,08496732452,38052,30,033816425903,2313,20,0095945531354,08154,150,0167830451804,9324,980,00973236Tabel 4.4 Nilai Sb X (Percobaan Sudut) ,Y (Hasil Tegangan dari Percobaan Sudut) dan

Persentase error terhadap fungsi regresi linearnya

Dari Tabel diatas dapat dilihat nilai sb y pada percobaan hampir mendekati nilai sb y pada regresi linearnya, dimana dalam persentase errornya jika semakin kecil atau mendekati 0 maka nilai sb y akan sama dengan nilai regresi linearnya, dalam hal ini sehingga perubahan tegangan yang terjadi pada tiap potensiometer tiap Joints (sb y) terhadap sudutnya (sb x ) Perubahannya sudah mendekati perubahan secara ideal linear.

4.5Korelasi Sudut Lengan Pengendali Dengan Data ADC Dari Potensiometer

Percobaan ini konsepnya hampir sama dengan percobaan sebelumnya, yaitu mengetahui kelinearitasan perubahan nilai dari potensiometer di lengan pengendali tetapi data yang diambil di percobaan ini adalah data ADC nya yang dihasilkan dari output Mikrokontroler pada port A (tiap tiap pin ADCnya) yang nantinya akan dikelola oleh program untuk dijadikan input PWM pada tiap tiap motor servo.

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui korelasi antara sudut pergerakkan lengan Pengendali pada tiap-tiap jointnya (Potensiometer) dengan data digital yang dihasilkan oleh ADC pada mikrokontroller ATMega 8535. Atmega8535 memiliki resolusi ADC 10 bit. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sinyal analog yang ada dapat dipasangkan dengan 1024 data digital.Alat alat yang digunakkan :

1.Busur Derajat

2.Software Basic Compiller (Bascomp)

Percobaan yang dilakukan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1.Sebelumnya software BasComp dibuka terlebih

2.Pada software dapat dibuka bagian ADC untuk dapat melihat besarnya sinyal digital yang terjadi setiap saat.3.Saat masing masing lengan mekanik digerakkan, pencatatan dilakukan terhadap hasil pembacaan pada BasComp untuk tiap tiap perubahan sudut yang ada.

Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 1 dengan DataADCnya Beserta FungsiRegresi Linearnya PadaData ADC VR-1 Fungsi Grafik Antara Sudut Joint 2 dengan Data ADCnya Beserta Fungsi Regresi linearnya Pada Data ADC VR-2

' onvv

)I'"' 1000

800u 700

1151,90 STabel 4.8 Respon Waktu Joint 2 Lengan Robot Terhadap Joint 2 Lengan Pengendali

Lengan Robot Joint 3Sudut ( )Respon Waktu0 -> 451 S0 -> 901 30 S0 -> 1151 48 STabel 4.9 Respon Waktu Joint 3 Lengan Robot Terhadap Joint 3 Lengan Pengendali

Lengan Robot Joint 4Sudut ( )Respon Waktu-30 - > 01 S-30 -> 451,03 S

-30 -> 901,05 S

Tabel 4.10 Respon Waktu Joint 4 Lengan Robot Terhadap Joint 4 Lengan Pengendali

Lengan Robot End-effectorPergerakkanRespon WaktuBuka1 STutup1 STabel 4.11 Respon Waktu End-effector Lengan Robot Terhadap VR 6 Lengan

Pengendali

Lengan Robot Joint 5Sudut ( )Respon Waktu-90 -> -451 S-90 -> 01 S-90 -> 451,03 S-90 -> 901,03 S-90 -> 1351,05 S-90 -> 1801,06 STabel 4.12 Respon Waktu Joint 5 Lengan Robot Terhadap Joint 5 Lengan Pengendali

Dari hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa respon waktu pada motor servo pada tiap joint lengan robot terhadap lengan pengendalinya dipengaruhi oleh :

-Beban Motorservo

-Kecepatan Motor servo

-Besar sudut yang dilalui

4.8Percobaaan Menghitung Berat Beban Maksimal

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kinerja lengan robot dalam mengangkat beban, sehingga dapat diketahui batas-batas berat beban yang mampu diangkat oleh lengan robot.Alat alat yang digunakan :

1. Beban 10 gram, 30 gram, 50 gram, 100 gram, 200 gram, 250 gram, 300 gram2.Prototipe lengan robot

Percobaan yang dilakukan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1.Beban diletakkan pada satui titik

2.Protipe lengan robot diaktifkan

3.Lengan mekanik digerakkan sehingga lengan robot bergerak ketitik beban ditempatkan

4.Beban diangkat dan dipindahkan menuju titik lain

5.Pengamatan dilakukan terhadap mampu atau tidaknya lengan robot dalam mengangkat beban. Pengamatan juga meliputi normal atau tidaknya pergerakan lengan robot dalam memindahkan beban.

Hasil Percobaan gerakan diberi simbol simbol sebagai berikut :

*: Lengan robot tidak bergerak

**: Lengan robot bergerak namun tidak mampu mengangkat beban

***: Lengan robot mampu mengangkat beban namun pergerakan tidak normal**** : Lengan robot mampu mengangkat beban dengan normal

Beban (gram)Pergerakan10****30****50****100****200****250***300***350**400*Tabel 4.13 Percobaan Berat Beban Maksimal

Dari Percobaan yang dilakukan didapat bahwa beban maksimal yang mampu diangkat oleh lengan robot adalah 250 gram, akan tetapi beban ideal agar sistem dapat bekerja dengan baik adalah antara 10gram hingga 200 gram. Dimana lengan robot mampu mengangkat beban dan masih bergerak normal.