1 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Pneumatik berasal dari bahasa Yunani pneumatikos yang berarti menggunakan
tekanan angin untuk melakukan pekerjaan dalam science dan teknologi. Pneumatika pertama kali dibukukan oleh Pangeran Alexandria pada tahun 60 sebelum masehi. Pada abad ke-17 ilmuwan Jerman yang bernama Otto von Guericke berhasil menemukan pompa tekanan udara pertama kalinya yang sekarang lebih dikenal dengan nama kompresor. (http://inventors .about.com/od/ pstartinventions/a/pneumatic.htm). Sistem pneumatik semakin maju setelah ditemukannya kompresor tesebut. Pada tahun 1851 pneumatik digunakan untuk memasang pondasi jembatan Rochester di Inggris. Selain itu pneumatik juga digunakan untuk membuat kereta api bawah tanah di New York pada tahun 1865, kereta bawah tanahnya sendiri beroperasi pada tahun 1870. Begitu pula dengan pembuatan pondasi menara Eiffel juga menggunakan sistem pneumatik. Selain untuk pembangunan infrastruktur sistem pneumatik juga dapat diterapkan pada pertambangan yang sulit untuk dijangkau oleh manusia dan juga dapat diterapkan pada robot, terutama mobile robot. Sistem pneumatik umumnya diketahui masyarakat banyak digunakan pada bidang industri, pembangunan, dan lain lain. Namun pada tahun 2002 ini Mulianto, Emen Suanli, dan Teddy Sutanto membuat suatu penelitian mengenai mobile robot yang berjudul Perancangan Sistem Pneumatik dengan Aplikasi pada Walking Robot. Robot pertama kali diciptakan oleh orang Republik Ceko yang bernama Karel Capek yang
2 menamakan robotnya RUR (Rossum Universal Robot). Lalu robot terus berkembang ke berbagai bidang terutama di bidang mobile robot. Begitu pesatnya perkembangan terutama di bidang mobile robot dan sistem pneumatik adalah landasan dipilihnya penelitian ini. Penelitian ini mengenai robot naik turun tangga dengan menggunakan sistem pneumatik, dari literatur (http:// www.springer.com, http:// www.stairclimbers.net, http:// www.stairbot.de ) yang didapatkan, dalam membuat robot naik turun tangga lebih banyak yang mengaplikasikan roda sebagai kakinya untuk menaiki dan menuruni tangga.
1.2
Ruang Lingkup Dalam penelitian penelitian ini ada beberapa batasan yang dimiliki oleh robot
yang dibuat. Robot yang dirangkai dari gabungan komponen-komponen penumatik dan elektronik sehingga menjadi system terpadu yang dapat melakukan pekerjaan tertentu. Dengan demikian “aplikasi system pneumatic pada mobile robot untuk menaiki dan menuruni tangga” merupakan suatu rancangan yang terdiri dari komponen-komponen dasar pneumatik seperti silinder pneumatik katup dan selang angin. Dan sebagai penggerak dari satu tempat ke tempat lain mengunakan motor DC, sedangkan sebagai system pengendali menggunakan PLC dengan input berupa masukan dari sensor optik. PLC digunakan untuk mempermudah dilakukanya pengembangan dan modifikasi terhadap system pneumatic yang telah dibuat. Berbagai batasan-batasan yang dipakai sebagai asumsi dalam pembuatan penelitian ini:
3 a. Komponen-komponen pneumatic yang digunakan seperti silinder dan katup dianggap rigid (kaku). b. Kemampuan silinder yang digunakan dalam menahan beban terbatas pada setiap ukuran silinder yang digunakan. c. Gesekan-gesekan antara komponen yang ada dianggap ideal. d. Kemampuan motor dalam menggerakan robot terbatas oleh besarnya beban yang ada. e. Permukaan jalan yang akan dilewati robot dianggap ideal, yaitu permukaan rata dan datar. f. Ukuran tangga yang akan dilewati robot sesuai kemampuan robot, yaitu tinggi anak tangga tidak melebihi tinggi kaki-kaki robot. Panjang setiap anak tangga lebih besar atau sama dengan panjang robot. g. Robot hanya dapat berjalan lurus tanpa bisa melakukan manuver atau berbelok. h. Proses perancangan menggunakan asumsi kesetimbangan statik dan distribusi masa homogen.
1.3
Tujuan dan Manfaat Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah untuk merancang mobile
robot yang memiliki kemampuan bergerak seperti layaknya walking robot yang dapat menaiki dan menuruni rintangan (dalam hal ini anak tangga), dengan menerapkan sistem pneumatik dan motor DC sebagai penggeraknya. Manfaat yang bisa didapat dari penelitian ini adalah hasil rancangan dapat digunakan untuk memberi pemahaman mengenai cara kerja sistem pneumatik berbasiskan PLC dan motor DC dalam aplikasi pada mobile robot. Selain itu dapat
4 dijadikan sarana pembelajaran kepada masyarakat luas bahwa system pneumatik tidak hanya dapat diaplikasikan dibidang industri tetapi dapat diaplikasikan
dibidang
komersil seperti delivery order, pengangkut beban dan lainya.
1.4
Metodologi Penelitian Dalam menyusun penelitian ini, terlebih dahulu digunakan studi pustaka
terhadap berbagai referensi yang berkaitan dengan topik penelitian ini untuk memperoleh informasi perkembangan terkini. Berdasarkan informasi ini maka dilakukan perancangan sistem dan selanjutnya dilakukan metode penelitian eksperimental. Bahanbahan yang ingin dipelajari dalam penelitian kepustakaan ini, antara lain tentang dasardasar pneumatika, pengetahuan dasar tentang robot, pengetahuan dasar tentang motor DC, pengetahuan dasar tenang PLC, dan bahan-bahan lain yang diperlukan. Penelitian eksperimen yang dilakukan akan meliputi langka-langkah sebagai berikut. Merancang sistem pneumatik, menentukan struktur mekanika robot berdasarkan komponen-komponen yang ada dan perhitungan keseimbangan statis dari struktur tersebut, merancang sistem kontrol berbasiskan kontroler PLC, merancang piranti lunak dari sistem kontrol yang ada, mengintegrasikan piranti lunak pada piranti keras dan menguji kinerja sistem secara keseluruhan. Sedangkan evaluasi terhadap sistem secara keseluruhan akan dilakukan sebagai tahap akhir. Setelah sistem dapat bekerja dengan semestinya, maka akan dilakukan penyempurnaan tehadap isi dan materi dokumentasi penelitian.
5 1.5
Sistematika penulisan Penyusunan skripsi ini terdiri dari 5 bab, dimana setiap bab tersebut akan
saling berhubungan satu sama lainnya. BAB 1. PENDAHULUAN Pada bab ini akan dikemukakan tentang latar belakang pemilihan topik sistem pneumatik ini, ruang lingkup dari penelitian skripsi ini agar pada akhirnya skripsi ini tidak enyimpang dari topik yang sebenarnya, juga akan disebutkan tujuan dan manfaat dari penyusunan skripsi ini untuk pebaca, jenis metode penelitian yang akan dipakai dalam menyusun skripsi, dan isitematika penulisan yang akan menjelaskan pokok bahasan pada setiap bab dalam skripsi ini. BAB 2. LANDASAN TEORI Pada bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori yang akan dipakai dalam penyusunan skripsi, antara lain sejarah pneumatik, prinsip dasar pneumatik, keuntungan dan kerudian pneumatik, komponen-komponen pneumatik yang umum digunakan, simbol dan standarisasi dalam pneumatik, sejarah robot, klarifikasi umum dari mobile robot, struktur mekanika robot yang meliputi keseimbangan statis dari struktur benda tegar, arsitektur dasar PLC, dan bahasa pemprograman yang digunakan dalam pemprograman PLC. BAB 3. PERANCANGAN SISTEM Dalam bab ini akan diteliti mengenai lanhkah-langkah dalam melakukan perancangan siste. Perancangan sistem keseluruhan akan meliputi perancangan struktur mekanik walking robot sederhana, yang dibentuk dengan mengkombinasikan komponen-komponen pneumatik yang dipakai. Selanjutnya diteruskan oleh perancangan
6 hardware sistem kontrol berbasiskan PLC. Setelah itu diakhiri dengan perancangan software untuk sistem kontrol tersebut. BAB 4. IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Pada bab ini, akan diberikan penjelasan tentang implementasi sistem yang meliputi spesifikasi sistem secara umum, komponen-komponen apa saja yang dipakai dalam sistem, bagaimana cara mengoperasikan alat yang telah jadi, kelebihan dan kekurangan sistem, batasan-batasan dari sistem, pengujian dan evaluasi sistem. BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan akhir dari skripsi, dana akan berisi tentang kesimpulan dari seluruh perancangan sistem serta saran dan asukan yang ditujukan untuk perbaikan dan penyempurnaan sistem dikemudian hari.
