BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan teknologi dan modernisasi peralatan elektronik dan komputer telah menyebabkan terjadinya perubahan yang mendasar di dalam kegiatan manusia, di mana manusia selalu menginginkan segala sesuatunya serba otomatis, praktis dan fleksibel. Era globalisasi saat ini waktu dan tenaga sangat berarti sehingga pemakaiannya begitu diperhatikan agar seefektif dan seefisien mungkin. Manusia dituntut untuk bekerja lebih cepat dan efisien dalam mencapai tujuan yang diinginkan. Dengan perkembangan teknologi yang kian pesat, unjuk kerja peralatan elektronik dan komputerpun pun semakin meningkat dan mendorong manusia mencari inovasi baru dalam penyediaan fasilitas dan sarana untuk mencapai tujuan tersebut. Salah satunya adalah Robot yang merupakan hasil inovasi manusia yang dapat meringankan dan membantu manusia dalam berbagai bidang pekerjaan. Robot adalah suatu mesin yang dibangun dari Mekanik-Elektronik (mekatronik) yang terprogram/terkontrol secara otomasi atau manual dengan bantuan seorang operator sehingga dapat menggantikan fungsi manusia dalam membantu pekerjaannya pada berbagai bidang dan dapat meminimalisasi tenaga manusia serta meningkatkan unjuk kerja dalam waktu yang singkat, dengan biaya yang minimum dan tingkat keamanan yang tinggi.
1
2 Robot memiliki tingkat keamanan yang tinggi yang berarti ia dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan-peralatan yang berada di luar jangkauan manusia, yang mempunyai resiko tinggi baginya. Kegunaan robot menggantikan fungsi manusia pada daerah-daerah yang membahayakan keselamatan manusia, pada kegiatan-kegiatan rutinitas lainnya yang perlu ketelitian tinggi. Manusia tidak akan berinteraksi langsung dengan benda kerjanya. Ia hanya mengendalikan alat-alat pengontrol untuk menggerakkan robot, sehingga robot dapat melakukan gerakan-gerakan atau bekerja sebagaimana yang diinginkan manusia sebagai pengontrol gerakannya. Berbagai penelitian telah dilakukan di seluruh dunia untuk meneliti sistem control robot dan pergerakannya, dalam pengontrolan robot, semua tidak lepas dari control manusia yang merupakan sebagai pengontrol manual robot tersebut, salah satu bagian robot dan manusia yang berhubungan dengan sistem pergerakan adalah lengan, hal ini dikarenakan lengan merupakan salah satu bagian tubuh yang paling mudah digerakkan dalam mengontrol segala hal, berdasarkan penelitian Stefen Schaal (2002) yang berjudul Arm and Hand Movement
Control
(http://www-clmc.usc.edu/publications/S/schaal-
HBTNN2002b.pdf), Pada penilitiannya ini Stefan Schaal menganalisis bagaimana manusia dapat berinteraksi dengan sebuah mesin atau robot, dengan memanfaatkan banyaknya derajat kebebasan pergerakan pada lengan manusia sehingga sebuah robot dapat dikontrol dengan mudah oleh lengan manusia, dengan itu pengontrolan dimodifikasi agar dapat semudah mungkin untuk mengendalikan lengan robotnya. Berdasarkan penelitian lain yang
3 menganalisis cara pengontrolan sebuah robot seperti yang dilakukan oleh Wiley
(2000)
Robot
Analysis
and
Control
(http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0471830291.html), pada kutipan salah satu artikelnya ia mencoba memanfaatkan potensiometer untuk dapat mengatur pergerakan putaran motor servo agar lebih linear dan realtime, Analisis lain yang mendasari makalah ini adalah analisis yang dilakukan oleh salah satu perusahaan elektronik Vanguard Electronic (http://www.vanguardco.com.my/contents/product/educational/ed_lab/ed7220 c.htm) dengan membuat ARM ROBOT TRAINER 5-JOINT ROBOT dalam robot ini merupakan konsep dari lengan robot yang terdiri dari motor servo dan hanya terbatas 5 joint yang pergerakkanya mirip dengan konsep lengan manusia, Salah satu penelitian atau project dalam salah satu forum robot di internet
mereka
membuat
Robot
Glove
(2007)
(http://www.robotgroup.org/index.cgi/RobotGlove), Pada robot glove ini merupakan pengontrol robot yang berbentuk jari untuk mengontrol pergerakkan jari robot, sehingga jari robot, pergerakkannya akan mengikuti pergerakkan pada jari manusia. Penelitian ini mengembangkan bagaimana sebuah robot dapat berinteraksi dengan manusia secara baik dan respon robot terhadap manusia akan dibuat real time,
Pada salah satu skripsi yang
merupakan sumber acuan utama dalam pembuatan makalah ini yang pernah dibuat oleh Akhmad Badristo (2008).Prototype Lengan Robot Berbasiskan Mikrokontroller atmega 8535. Skripsi S1. Universitas Trisakti.
Pada
skripsinya ini membuat lengan robot yang yang disusun dari 5 motor servo dengan 5 joint, lengan robot ini dikendalikan dengan lengan manusia melalui
4 pengontrolnya yang di namakan sebagai lengan pengendali, tetapi pada lengan robot ini masih ada kekurangannya diantaranya pergerakkanya kurang linear, respon deteksi geraknya kurang real time dan kekuatan mekanik dan motor servo pada lengan robotnya kurang kokoh sehingga lengan robot ini tidak bisa mengangkat beban, berdasarkan hal tersebut dan referensi artikel diatas maka dalam makalah ini di Universitas Bina Nusantara penulis akan membuat sebuah prototype lengan robot dimana manusia sebagai operator akan mengontrol robot secara manual, yang mana konsep pergerakkanya sesuai dengan pergerakkan pada lengan manusia , sehingga dalam pengendaliannya akan digunakan lengan pengendali mekanik yang pergerakannya akan dideteksi oleh potensiometer sebagai pendeteksi gerakan lengan manusianya, dalam pengembangannya saya akan menambahkan fungsi tools agar dapat memutar
pada end-effectornya (gripper), dan hasil deteksi pergerakkan
lengan robot terhadap controlnya akan lebih linear dan real time, sehingga posisi lengan robot terhadap lengan pengendalinya dapat sama dalam hal pergerakkannya, dan akan memperbaiki dalam konstruksi mekaniknya sehingga lengan robot ini dapat mengangkat sebuah barang dengan beban tertentu.
1.2
Ruang Lingkup Dalam penelitian skripsi ini ada beberapa batasan masalah yang dimiliki oleh lengan robot yang dibuat, adalah :
5 1. Penggerak dari lengan robot adalah motor servo DC, Lengan robot ini dirangkai terdiri dari 6 motor servo yang berbeda – beda ukuran sesuai dengan posisinya dengan 5 derajat kebebasan dan 1 buah end-effector, 2. Pengendalian diatur dengan mikrokontroller ATMega8535 3. Potensiometer Sebagai Sensor Pendeteksi posisi perubahan gerakan pada lengan pengendali mekanik 4. Kekuatan cengkraman dari lengan robot tidak diatur kekuatannya 5. Konstruksi dari lengan robot ini disusun dari acrylic sebagai rangka (link) dan saling terhubung dengan potensiometer sebagai joint (sendi) 6. Lengan robot ini merupakan jenin non mobile robot, dimana Posisi Lengan robot dan Pengontrolnya (Lengan Pengendali) Berada pada basenya masing-masing yang antara lengan robot dan lengan pengendali terhubung dengan kabel. 7. Tidak adanya feedback antara potensiometer dan motor servo sehingga posisi perubahan motor servo hanya dipengaruhi oleh data adc yang diberikan potensiometer. 8. Dalam Perancangan lengan robot dan pengendalinya ini penulis hanya memperhatikan bagaimana sebuah lengan pengendali dapat mengontrol lengan robot dengan orientasi yang sama tanpa memperhatikan faktor kinematik dan dinamik dari masing – masing joint.
1.3
Tujuan dan Manfaat Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah untuk membuat prototipe lengan robot dengan 5 derajat kebebasan dan 1 buah end effecto
6 yang keseluruhannya disusun dari 6 buah motor servo yang berbeda beda ukuran dengan susunan link (rangka) dan joint (sendi) yang mampu menghasilkan gerakan yang terkontrol yang pergerakannya akan dikendalikan oleh potensiometer sebagai sensor deteksi pergerakan posisi lengan manusia. Manfaat yang bisa didapat dari penelitian ini adalah hasil rancangan dapat digunakan untuk memberi pemahaman mengenai cara kerja sistem control pengendali lengan robot yang input datanya diambil secara linear dan analog kemudian di convert ke ADC melalui microcontroller sehingga akan menghasilkan sinyal PWM yang akan menentukan pergerakan sudut motorservo lengan robot itu sendiri.
1.4
Metodologi Penelitian Metodologi penelitian dalam skripsi ini adalah
Studi literatur, Penulis mencari referensi dari jurnal yang terkait dan databook dari artikel – artikel di internet, serta beberapa textbook dari perpustakaan yang berhubungan dengan penulisan skripsi ini.
Studi perencanaan dan perancangan alat, yaitu penulis membuat alat dengan menggabungkan berbagai data dan rangkaian dan mencari referensi dari alat lain untuk diterapkan pada pembuatan robot ini.
Studi evaluasi dan kelayakan alat, penulis mencoba mencek ulang atau melakukan percobaan pada robot dengan berbagai kondisi yang dapat digunakan sebagaimana fungsinya agar mendapat hasil yang maksimal.
7
Analisa hasil penelitian, melakukan analisa secara terpadu dari hasil percobaan dan simulasi sehingga informasi kerja atau fungsi robot dapat diketahui secara baik.
1.5
Sistematika Penulisan Secara garis besar penulisan skripsi ini terbagi atas 5 bab, yaitu :
BAB 1 : PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian yang digunakan, dan sistematika penulisan
BAB 2 : LANDASAN TEORI Bab ini menjabarkan teori – teori yang diperoleh melalui studi pustaka sebagai landasan dalam pemecahan masalah dan membahas bahasa pemrograman yang dipakai.
BAB 3 : ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM Bab ini membahas mengenai permasalahan yang ada pada perancangan sistem baik ditinjau dari rancangan perangkat keras maupun piranti lunaknya.
BAB 4 : IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Bab ini berisikan tentang implementasi dari modul – modul perangkat keras dan lunak secara terpadu, cara pengoperasian sistem serta evaluasi sistem secara menyeluruh.
BAB 5 : SIMPULAN DAN SARAN
8 Bab ini merupakan akhir dari penulisan skripsi yang menjelaskan kesimpulan yang dapat diambil dari implementasi sistem serta saran – saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut.
