12 BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Definsi Robot Robot, kata “robot” berasal dari bahasa Czech yaitu “robota”, yang berarti “kerja”. Kamus besar Webster memberikan definisi mengenai robot, yaitu “sebuah peralatan otomatis yang melakukan pekerjaan seperti apa yang dilakukan manusia”. Jenis Robot industrial ini cukup banyak. Salah satunya adalah robot yang menyerupai manusia. contohnya lengan robot yang dibuat berdasarkan fungsi kerja lengan manusia walaupun dapat diubah untuk kerja yang berlainan. namun konsep pergerakannya mirip dengan lengan manusia. Karena dari hal ini dapat membuat robot dapat lebih mudah dan fleksibel untuk berbagai jenis kerja. Berikut gambar dari klasiifikasi industrial robot dilihat dari struktur mechanicanya.
Gambar 2.1 Klassifikasi industrial robot dilihat dari struktur mechanical
13
Sumber: World Robotics 2004, IPA Stuttgart, ISO 8373
Beberapa aplikasi robot pada proses manufakturing : •
Perakitan Perakitan komponen pesawat terbang dan bagian bagian lainnya.
•
Permesinan Penghalusan plat logam, pembuatan sayap rudal.
•
Pengelasan Pengelasan titik dan pengelasan bentuk lain.
•
Pengecatan Pengecatan semprot untuk badan mobil dan bagian mobil lainnya.
•
Penanganan material
14 Penumpukan suku cadang mobil dan penghantarannya. •
Lain - lain Inspeksi produk, suku cadang dan ketahanan produk
Keuntungan nyata : •
Penghematan tenaga kerja.
•
Meningkatkan kinerja produksi
•
Kemampuan untuk diprogram ulang (re-program) membuat robot lebih fleksibel.
•
Dapat membuat produksi kecil ditengah-tengah pekerjaan besar rutin.
•
Produk baru dapat dikeluarkan dalam persiapan yang singkat.
2.1.1 Sekilas Tentang Spesisikasi Robot, Obyek, Focus dan Target Penelitian Menurut Endra Pitowarno. 2005 Untuk mengetahui dalam tema apa saja robotik dapat diteliti maka sebelumnya dapat mengilustrasikannya dahulu. Pada gambar 2.2 dijelaskan tentang keterkaitan seluruh komponen atau sub-domain dalam ruang lingkup penelitian di bidang robotik. Secara garis besar penelitian di bidang robotik dapat dilakukan dengan memilih tema berdasarkan alur dalam 4 tahapan, yaitu klasifikasi, obyek penelitian, fokus penelitian dan target penelitian. Dari blok klarifikasi, struktur robot dapat diketahui berada dalam kelompok mana. Dari sini, obyek penelitian dapat ditentukan dan dijabarkan secara detil parameter-parameternya. Bisa dilihat pemaparan gambar dibawah ini
15 Gambar 2.2 klasifikasi, obyek penelitian, fokus penelitian dan target penelitian
Sumber : Robotika, desain, kontrol dan kecerdasan buatan. Endra Pitowarno. 2005
16 2.1.2 Robot Berdasarkan Fungsi dan Sifat Mobolitasnya Menurut International Federation of Robotics (IFR) fungsi robot dapat diklasifikasikan ke dalam 2 bagian besar, yaitu : a. Industrial Robot (robot industri) digunakan pada sektor industri seperti, membantu dalam proses perakitan kendaraan, mengelas, dan sebagainya. b. Service Robot berfungsi membantu manusia dalam membersihkan rumah, membantu dokter melakukan operasi, menjadi pemandu wisata, dan lain-lain.
Definisi Robot Industri Menurut ISO Organisasi standarisasi dunia melalui ISO 8373 mendefinisikan robot industry sebagai “sebuah manipulator dengan tiga atau lebih sumbu, yang dikontrol secara otomatis, yang dapat diprogram ulang, dengan banyak tujuan, di mana diletakkan pada tempat yang tetap atau dapat bergerak untuk keperluan dan aplikasi-aplikasi otomasi industri”.
Komponen Robot Industri Berdasarkan Arthur J. Critchlow (1985, p19-22) komponen robot industri antara lain: a. Link dan Joint Joint
merupakan
sumbu
perputaran
robot.
Fungsi
joint
ini
untuk
menghubungkin link – link yang terdapat pada robot industri. Link merupakan salah satu bagian dari robot industri yang berfungsi untuk menjangkau area robot. Panjnag link ditentukan sesuai fiungsi robot itu.
17
b. Wrist Wrist merupakan sebuah penghubung antara end effector (hand) dan lengan (arm) pada robot. Wrist memiliki tiga pergerakan, antara lain: •
Pitch, pergerakan joint untuk naik dan turun.
•
Yaw, pergerakan joint untuk menyamping kiri dan kanan.
•
Roll, pergerakan joint untuk memutar.
c. End effector End effector merupakan peralatan mekanik yang bisa digerakkan dan dilekatkan pada ujung manipulator. End effector ini bisa berfungsi untuk memegang dan memindahkan objek serta bisa juga melakukan proses manufaktur seperti: mengecat mengelas, dan sebagainya. d. Drive Bagian ini merupakan sebagai media penggerak lengan robot. Bisa berupa motor
listrik, hidraulik motor, hidraulik silinder, pneumatic motor dan
sebagainya. e. Controller merupakan bagian dari sistem yang berfungsi untuk mengatur semua
kegiatan yang terjadi pada robot. Bagian controller ini menggunakan
mikrokontroler atau mikroprosesor dan berisi control program dan task program.
18 f. Sensor Sensor berguna sebagai inputan robot untuk melihat atau mengukur posisi joint sesuai posisi referensinya. g. Interface Interface berfungsi sebagai media komunikasi antara komputer dan robot. Biasanya media komunikasi yang sering digunakan seperti RS-232.
2.2 Kinematika Dasar Berdasarkan Fu, Gonzales dan Lee (1987, p6-13) adalah terdapat dua permasalahan dalam mempelajari kinematika, yaitu adalah forward kinematic dam inverse kinematic. Forward kinematics bertujuan mencari solusi untuk mendapatkan posisi dan orientasi dari end effector yang relatif terhadap base dengan memberikan sudut-sudut dari joint (θi). Inverse kinematics bertujuan mencari solusi untuk menemukan besarnya sudut-sudut joint (θi) dengan memberikan posisi dari end effector berupa koordinat posisi X,Y,Z. Pada gambar 2.3 menggambarkan hugungan antara inverse dan forward kinematik.
Gambar 2.3 Direct kinematics dan inverse kinematics
19 2.2.1 Forward Kinematics Bagian ini menjelaskan hubungan mencari solusi untuk mendapatkan posisi dan orientasi dari tool frame dalam hal ini end effector yang relatif terhadap base frame dengan memberikan sudut-sudut dari joint (θi). Maksud dari Posisi ini merupakan titik kedudukan relatif suatu benda terhadap suatu titik acuan dan Orientasi merupakan arah suatu benda relatif terhadap suatu titik acuan. Sedangkan Frame merupakan sekumpulan vektor yang memberikan informasi tentang posisi dan orientasi.
Untuk mendapatkan posisi dan orientasi tersebut bisa menggunakan matrix transformasi homogeneous, dan konsep Denavit-Hartenberg. Untuk memahami konsep Denavit-Hartenberg memerlukan pembahasan tentang transformasi homogeneous di mana untuk memahaminya hal tersebut memerlukan pembahasan tentang pergerakan rotasi dan translasi dalam tiga dimensi. Gerak translasi merupakan gerak perpindahan dari suatu titik ke titik lain secara lurus. Gerak rotasi merupakan gerak perpindahan suatu titik ke titik lain secara melingkar. Sedangkan transformasi merupakan gabungan dari gerak translasi dan gerak rotasi.
2.2.1.1 Pergerakan Rotasi Dalam 3 Dimensi Berdasarkan Fu, Gonzales dan Lee (1987, p14-19) Pada Gambar 2.4 menggambarkan sistem koordinat OUVW berotasi terhadap sistem koordinat referensi OXYZ. Titik P dapat direpresentasikan melalui tiap-tiap koordinatnya dengan mengacu kepada sistem koordinat OUVW dan OXYZ.
20
Gambar 2.4 Koordinat OUVW relatif terhadap sistem koordinat OXYZ
Pada gambar 2.5 merupakan matriks rotasi dalam 3 dimensi berukuran 3 x 3. Sistem koordinat OUVW tersebut berotasi terhadap sumbu OX dengan sudut sebesar α, maka koordinat arah sumbu OX tidak berubah, yang berubah koordinat pada arah OY dan OZ .
Pers.....(2-1)
Gambar 2.5 Koordinat OUVW berotasi terhadap sumbu OX
21 Pada Gambar 2.6 menggambarkan sistem koordinat OUVW berotasi terhadap sumbu OY dengan sudut sebesar Φ, koordinat arah sumbu OY tidak berubah, yang berubah koordinat pada arah OX dan OZ , jadi hasil matriksnya mirip dengan komponen Y-nya tetap, hasilnya adalah,
Pers.......(2-2)
Gambar 2.6 Koordinat OUVW berotasi terhadap sumbu OY
Pada Gambar 2.7 menggambarkan sistem koordinat OUVW berotasi terhadap sumbu OZ dengan sudut sebesar θ, koordinat arah sumbu OZ tidak berubah, yang berubah koordinat pada arah OX dan OY , jadi hasil matriksnya dimensi dengan komponen Z-nya tetap, hasilnya adalah,
Pers...... (2-3)
Gambar 2.7 Koordinat OUVW berotasi terhadap sumbu OZ
22 Pada gambar 2.8 Arah rotasi positif berlawanan jarum jam tanda α, θ, dan Φ sedangkan arah rotasi negatif searah dengan gerak jarum jam tanda α, θ, dan Φ. Matriksmatriks Rx,α persamaan (2-1), Ry,Φ persamaan (2-2) dan Rz,θ persamaan (2-3) di atas dapat disebut sebagai matriks rotasi dasar.
Gambar 2.8 Sistem-sistem koordinat yang berputar
2.2.1.2 Translasi Dalam 3 Dimensi Untuk translasi 3 dimensi hanya, ada memiliki 3 buah komponen yaitu x,y,z sehingga persamaan (2-4) menjadi,
Pers.......(2-4)
23 2.2.1.3 Matriks Transformasi Homogeneous Berdasarkan Fu, Gonzales dan Lee (1987, p27-29) berikut bagian-bagian yang penting tentang transformasi homogeneous. Matriks rotasi 3x3 yang sebelumnya tidak dapat digunakan untuk menunjukkan pergeseran dari suatu posisi (translasi) dan penskalaan, untuk itu dibutuhkan sebuah matriks baru yang bisa merepresentasikan pergeseran sekaligus penskalaan. Matriks transformasi homogeneous merupakan sebuah matriks 4x4 di mana matriks ini dapat memetakan sebuah vektor posisi yang diekspresikan dalam koordinat homogeneous dari suatu sistem koordinat ke sistem koordinat lainnya. Sebuah matriks transformasi homogeneous terdiri dari 4 submatriks:
Pers.......(2-5)
Submatriks 3x3 yang terletak di kiri atas merepresentasikan matriks rotasi, submatriks 3x1 di bagian kanan atas merepresentasikan vektor posisi dari system koordinat asal yang dirotasi mengacu pada sistem koordinat referensi. Submatriks 1x3 di bagian bawah kiri merepresentasikan transformasi perspektif, dan terakhir submatriks 1x1 yang terletak di bagian kanan bawah adalah matriks yang merepresentasikan factor penskalaan. Selanjutnya sebuah matriks rotasi 3x3 bisa diperluas menjadi matriks transformasi homogeneous 4x4 yang dilambangkan dengan Trot.
Pada Persamaan (2-1) sampai dengan persamaan (2-3) dapat diekspresikan sebagai matriks transformasi homogeneous,
24
Pers (2-6)
Pers (2-7)
Pers (2-8)
Matriks-matriks rotasi 4x4 di atas disebut juga matriks rotasi homogeneous dasar. Pada matriks rotasi homogeneous faktor penskalaan di set 1, karena diasumsikan tidak terjadi pembesaran pada objek jika tidak menggunakan kamera.
2.2.1.4 Konsep Denavit Hartenberg Manipulator mekanik terdiri dari sejumlah bagian tubuh yang dinamakan link dan joint. joint digunakan untuk menghubungkan setiap link-link yang ada. Setiap joint mewakili satu derajat kebebasan. Untuk mendeskripsikan hubungan translasional dan rotasional antara link-link yang berdekatan digunakanlah konsep Denavit dan Hartenberg sebagai sebuah metode matriks yang secara sistematis membangun sebuah sistem koordinat dari masing-masing link. Berdasarkan Andreas Bischo et al(1999.p20-21) Dalam mencari sebuah transformasi dari sebuah ujung alat hingga basis dari sebuah manipulator, ditentukan frame dari link-link dan mendapatkan teknik yang sistematikal, yang dapat menjabarkan kinematika dari sebuah robot dengan n derajat kebebasan dalam cara yang unik.
25
Gambar 2.9 menunjukkan link pertama dari rantai kinematika.
Pada basis dan tiap link i dari rantai tersebut menggambarkan sebuah frame Ki yang pesifik, yang mana merupakan link. Jadi posisi dan orientasi dari sebuah frame link berubah dengan berdasarkan frame link yang sebelahnya menurut pergerakkan dari penggabungan joint. Maka dari itu koordinat frame Ki dapat dijabarkan dari frame Ki-1 link sebelumnya. Transformasi homogeneous meliputi sudut joint (untuk joint putar) atau offset joint (untuk prismatic joint). Pada akhirnya frame Kn dapat ditransformasikan ke frame base dengan mengalikan semua transformasi link dengan rantai kinematik dari matrik trasnfomasi homogeneus. Untuk membuat suatu posisi/orientasi tergantung dari frame alat yang mendekati frame basis dari manipulator (biasanya berada di lantai bersifat permanen), urutan dari transformasi homogeneous diurut dari atas(ujung akhir) hingga bawah(basis) dengan urutan Kn-1,Kn-2,….,K0. Tugas yang tersisa adalah mengatur semua matriks transformasi homogeneous untuk sebuah tipe rantai kinematik, mengingat sudut dari link dan tipe dari joint.
26
Gambar 2.10 Parameter kinematik menurut konsep Denavit Hartenberg
Berdasarkan
Andreas
Bischo
et
al(1999.p22-23)
Pada
Gambar
2.10
menunjukkan rantai kinematik, dimana dua buah link yang terhubung lewat sebuah joint putar. Ini digunakan untuk menunjukkan bagaimana parameter-parameter didapat dengan penjabaran link. i dan i-1 adalah joint yang merepresentasikan joint yang satu dengan yang sebelumnya. Pada joint yang ke i, perpotongan garis tegak pada titik Ui dengan garis lurus ai merupakan frame Ki , dimana i = 0, 1, 2, 3, 4,…, n (dimana n merupakan jumlah derajat kebebasan). Sumbu x didapat dari garis normal pada frame base dan searah dengan link jika bukan base. Sumbu Z merupakan garis lurus yang searah dengan sumbu putar joint, sehingga berdasarkan kaedah tangan kanan sumbu y bisa didapatkan. Kaedah tangan kanan didefinisikan sebagai perluasan ibu jari, jari
27 telunjuk, dan jari tengah tangan kanan. pergerakan dari x (jari telunjuk) ke +y (jari tengah) menunjukkan hasil vektor z (ibu jari).
Sebuah transformasi homogeneous i-1Ai pencerminkan frame Ki terhadap Ki1melalui link terbaru, dapat diturunkan dengan transformasi geometrikal melalui link dengan pertimbangan sebagai berikut: 1. Rotasi terhadap Zi-1 dengan sudut θ. 2. Translasi sepanjang Zi-1 dengan perpindahan di. 3. Translasi sepanjang Xi-1 dengan perpindahan ai. 4. Rotasi terhadap Xi dengan sudut αi.
Berdasarkan Fu, Gonzales dan Lee (1987, p36) setiap koordinat dibuat berdasarkan tiga buah aturan di bawah ini: 1. Sumbu Zi-1 berada di sepanjang poros pergerakan dari joint ke-i 2. Sumbu Xi tegak lurus terhadap sumbu Zi-1 dan menunjuk menjauh darinya 3. Sumbu Yi melengkapi sistem koordinat yang diperlukan berdasarkan aturan tangan kanan
Berikutnya juga perlu diperhatikan adalah konvensi Denavit-Hartenberg, dikutip dari Fu, K. S. et al., page 37: •
θi adalah sudut pandang pada joint dari sumbu xi − 1 dengan sumbu zi – 1 sebagai porosnya (perputarannya menggunakan aturan tangan kanan).
28 •
di adalah jarak dari pusat koordinat kerangka/sumbu koordinat ke-(i – 1) ke perpotongan sumbu zi – 1 dengan sumbu zi – 1 dengan sumbu xi sepanjang sumbu zi – 1.
•
ai adalah jarak/panjang perpotongan sumbu zi – 1 dengan sumbu xi ke pusat kerangka/sumbu koordinat ke-i sepanjang sumbu xi (atau jarak terpendek antara sumbu zi – 1dan sumbu zi).
•
αi (alpha) adalah sumbu dari sumbu zi –1 ke sumbu zi dengan poros sumbu xi (perputarannya dengan menggunakan aturan tangan kanan).
Masing-masing dari keempat pertimbangan di atas dapat dilakukan perhitungan dengan cara matriks homogeneous rotasi-translasi dan hasil dari keempat matriks tersebut adalah matriks transformasi berdasarkan konsep Denavit Hartenberg untuk sistem koordinat berdekatan i-1Ai, yaitu sistem koordinat i dan sistem koordinat i-1, untuk joint putar adalah: i-1Ai = TZ,d . TZ,θ . TX,a . TX,α
Pers (2-10)
29 2.2.2 Inverse Kinematics Inverse Kinematics merupakan pengendalian posisi dan orientasi dari end effector robot untuk mencapai suatu objek di dalam sistem koordinat. Berdasarkan posisi dan orientasi yang ingin dicapai, inverse kinematics digunakan untuk mencari besarnya sudut (θi) yang harus diberikan pada setiap joint (i) manipulator untuk mendapatkan posisi dan orientasi tersebut (Fu, Gonzales dan Lee, 1987, p52).
Berdasarkan Craig (1989, p114-118), kemungkinan adanya solusi perlu diketahui dahulu sebelum melakukan pencarian nilai θi. Kemungkinan untuk mendapatkan solusi sangat penting untuk diketahui, hingga perhitungan untuk mencari solusi tidak perlu dilakukan apabila tidak ada jaminan bisa mendapatkan solusi. Ada tidaknya solusi berhubungan erat dengan area jangkauan (workspace) robot. Area jangkauan adalah volum ruang yang dapat dicapai oleh end effector manipulator. Apabila posisi dan orientasi (titik tujuan) dari end effector berada di dalam area jangkauan, maka sekurangkurangnya terdapat satu solusi. Apabila solusinya ada, maka kemungkinan lain yang bisa terjadi adalah solusinya lebih dari satu (multi solusi). Hal ini menjadi masalah karena sistem dituntut hanya bisa memilih satu solusi saja.
Gambar 2.11 Dua solusi untuk satu posisi
30 Sebagai contoh bisa dilihat pada gambar 2.11, berdasarkan gambar tersebut, end effector semula berada pada posisi A dan diinginkan pindah ke posisi B. Untuk mencapai posisi B ada dua macam konfigurasi gerakan manipulator yang bisa dilakukan (ditunjukkan dengan garis putus-putus 1 dan 2). Kedua solusi tersebut sama-sama bisa mendapatkan posisi yang sama. Bila terdapat lebih dari satu solusi, maka akan sangat baik untuk memilih solusi dengan gerakan paling sedikit pada joint-joint, berdasarkan contoh gambar 2.11 di atas maka garis putus-putus paling atas (1) merupakan pilihan terbaik. Namun apabila ada halangan atau rintangan ketika memilih solusi dengan gerakan yang paling minimal, maka solusi dengan pergerakan yang lebih jauh bisa dipilih. Hal ini menunjukkan perlunya menghitung semua solusi yang mungkin dilakukan. Banyaknya solusi ditentukan oleh jumlah joint yang dimiliki manipulator, dan juga fungsi dari Parameter-parameter (di,ai,αi dan θi pada manpulator dengan joint putar; dan di, ai, dan αi pada manipulator dengan joint prismatik). Parameter-parameter link (di, ai, dan αi pada manipulator dengan join putar; dan θi, ai, dan αi pada manipulator dengan joint prismatik) yang tidak sama dengan nol. Semakin banyak parameter link yang tidak bernilai nol, maka semakin banyak pula cara atau solusi untuk mencapai suatu tujuan. Penyelesaian Inverse kinematic bisa dengan cara pendekatan numerik. Pendekatan Numerik Pada pendekatan numerik ini memanfaatkan kemampuan komputer untuk melakukan perhitungan secara berulang-ulang untuk mendapatkan solusi inverse kinematics. Komputer akan terus menghitung semua kemungkinan solusi secara berulang-ulang sampai didapatkan suatu solusi yang sesuai untuk sudut-sudut joint yang dibutuhkan agar bisa mencapai posisi dan orientasi yang diinginkan. Cara numerik
31 relatif lebih mudah, namun menghabiskan lebih banyak waktu karena sifat pengulangannya. Apabila cara numerik menghabiskan waktu terlalu banyak, maka perlu dipertimbangkan penggunaan cara analitik (Craig, 1989, p119-120).
2.3 Mikrocontroller Focus pada keluarga 8051. Arsitektur jenis 8051 dikembangkan oleh Perusahaan INTEL pada tahun 1980 yang digunakan untuk keperluan embedded system(sistem yang berbasis penanaman bahasa mesin).
AT89S51 mempunyai konsumsi daya rendah,
mikrokontroller 8-bit CMOS dengan 4K byte momori Flash ISP ( in system programmable/ dapat diprogram didalam sistem).Divais ini dibuat dengan teknologi memori nonvolatile kerapatan tinggi dan kompatibel dengan standart industri 8051, set instruksi dan pin keluaran. Flash yang berada didalam chip memungkinkan memori program untuk diprogram ulang pada saat chip didalam sistem atau dengan menggunakan
Programmer
memori
nonvolatile
konvensional.
Dengan
mengkombinasikan CPU 8 bit yang serbaguna dengan flash ISP pada chip, ATMEL 89S51 merupakan mikrokontroller yang luarbiasa yang memberikan fleksibelitas yang tinggi dan penyelesaian biaya yang efektif untuk beberapa aplikasi kontrol. AT89S51 memberikan fitur-fitur standar sebagai berikut: 4K byte Flash, 128 byte RAM, 32 jalur I/O, Timer Wachtdog, dua data pointer, dua 16 bit timer/ counter, lima vektor interupsi dua level, sebuah port serial full dupleks, oscilator internal, dan rangkaian clock. Selain itu AT89S51 didisain dengan logika statis untuk operasi dengan frekuensi sampai 0 Hz dan didukung dengan mode penghematan daya. Pada mode idle akan menghentikan CPU sementara RAM, timer/ counter, serial port dan sistem
32 interupsi tetap berfungsi. Mode Power Down akan tetap menyimpan isi dari RAM tetapi akan membekukan osilator, menggagalkan semua fungsi chip sampai interupsi eksternal atau
reset
hardware
ditemui.
(http://www.mytutorialcafe.com/mikrokontroller%20dasar.htm) Bentuk chip mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat dari gambar dibawah ini
Gambar 2.12 Konfigurasi PIN 89S51
2.3.1 Mengenai I/O pada Mikrocontroller. Input output yang dilakukan pada percobaan ini sangat sederhana dimana mengambil input dari dip switch atau push button dan mengeluarkan output ke led atau seven segment. Sebelum nya inisialisasi port yang digunakan untuk input dan output pada praktikum adalah ada 4 buah port yaitu: Port 0
33 Merupakan port yang memiliki dua kegunaan. Pada desain yang minimum sederhana digunakan sebagai port I/O Port 1 Merupakan port yang hanya berfungsi sebagai port I/O, kecuali pada IC 89S52 yang menggunakan P1.0 dan P1.1 sebagai input eksternal untuk timer ketiga T3. Port 1 terdapat pada pin 1-8. Port 2 Merupakan dual-purpose port. Pada desain minimum digunakan sebagai port I/O. Port 2 terdapat pada pin 21-28. Port 3 Merupakan dual-purpose port. Selain sebagai port I/O juga mempunyai fungsi Khusus.
2.3.2 Addressing Mode Addressing Mode merupakan cara pengalamatan memory baik yang terdapat pada RAM maupun ROM, Addressing mode pada arsitektur mikrokontroler keluarga 8051 yaitu: · Immediate Addressing Dinamakan immediate addressing karena nilai yang berada pada pada memori langsung diubah oleh instruksi. Contoh dari perintah ini adalah sebagai berikut: MOV A,#23h Pada perintah di atas nilai pada akumulator akan diisi dengan nilai 23 hexadecimal.
· Direct Addressing
34 Pada mode direct addressing, nilai pada suatu alamat memori akan diisi secara langsung oleh nilai yang terdapat pada alamat memori yang lain, misalnya 31h. Contoh dari perintah ini adalah sebagai berikut: MOV A,31h Pada perintah di atas, nilai pada akumulator akan diisi dengan nilai yang terdapat pada memori alamat 31h pada RAM, misalkan alamat memori 31h berisi nilai FBh, maka A akan bernilai FBh setelah instruksi tersebut dieksekusi.
· Indirect Addressing Pada mode ini nilai dari suatu memori akan diisi dengan nilai dari alamat memori yang ditunjuk oleh suatu alamat memory yang lain atau register yang lain. Contoh dari mode ini adalah sebagai berikut: MOV A,@R0 Pada perintah ini akumulator akan diisi dengan nilai yang terdapat pada alamat yang ditunjuk oleh nilai R0. Jika R0 bernilai 10h dan pada alamat 10h terdapat nilai FCh, maka akumulator akan diisi dengan nilai yang berada pada alamat 10h yaitu FCh.
2.4 Komunikasi Serial Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu per satu dengan menggunakan satu jalur kabel data. Sehingga komunikasi serial hanya menggunakan 2 kabel data yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit (Tx) dan kabel data untuk penerimaan yang disebut receive (Rx). Kelebihan dari komunikasi serial adalah jarak pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dalam
35 jarak yang cukup jauh dibandingan dengan komunikasi parallel tetapi kekurangannya adalah kecepatan lebih lambat daripada komunikasi parallel, untuk saat ini sedang dikembangkan teknologi serial baru yang dinamakan USB (Universal Serial Bus) yang memiliki kecepatan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat disbanding serial biasa.
Gambar 2.13 Connector Female Beberapa contoh : komunikasi Serial RS-232 dan RS-485. Komunikasi serial RS-232 antara Mikrokontroller dengan Komputer PC dapat melalui Serial Port tetapi butuh sebuah Interface sebagai pengantar berkomunikasinya. MAX232 digunakan sebagai Sinkronisasi data dari Mikrokontroller ke Komputer PC karena Logika yang terdapat pada Komputer PC adalah : •
Logika 1 pada Komputer PC adalah tegangan antara -3 sampai -25 Volt
•
Logika 0 pada Komputer PC adalah tegangan antara 3 sampai 25 Volt
Sumber : http://www.arcelect.com/rs232.htm
2.5 Servo Motor DC Motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistim gear dan potensio meter sehingga dia dapat menempatkan “horn” servo pada posisi yang
36 dikehendaki. Motor servo ini jelas menggunakan sistim close loop sehingga posisi “horn” yang dikehendaki bisa dipertahanakan.
2.5.1 Jenis Motor Servo Secara umum terdapat 2 jenis motor servo. Yaitu motor servo standard dan motor servo Continous. Motor servo standard sering dipakai pada sistim robotika misalnya untuk membuat “ Robot Arm” ( Robot Lengan ) sedangkan motor servo Continous sering dipakai untuk Mobile Robot.
2.5.2 Mengontrol Motor Servo Penggunaan motor servo untuk bidang robotika tentu ada alasannya. Pertama adalah motor servo memiliki putaran yang lambat dan torsi yang kuat ( berkat adanya sistim gear ). Hal ini cocok dengan bidang robotika, bandingkan misalnya dengan motor dc biasa yang memiliki putaran cepat namun torsi rendah.
Kedua, sistim kontrol untuk motor servo relatif sedikit ( diperlukan hanya 1 jalur data saja ). Hal ini tentu berbeda misalnya jika menggunakan motor stepper yang memerlukan jalur kontrol lebih dari 1 jalur. Oleh karena itu tantangannya adalah bagaimana mengontrol motor servo yang hanya menggunakan 1 jalur tersebut. Oleh karena hanya digunakan 1 jalur data untuk mengontrol motor servo, maka digunakan teknik PWM ( Pulse Width Modulation = Modulasi Lebar Pulsa ) . (microrobotics.blogspot.com)
berdasarkan
37
Gambar 2.14 Hubungan lebar pulsa dengan posisi “horn” servo
DC servo motor memiliki beberapa keunggulan, yaitu : •
Bentuknya kompak, ringan dan berdaya kerja tinggi
•
Dapat bekerja pada daerah atau tempat yang kurang baik
•
Kecepatan maksimum yang sangat tinggi
•
Biaya perawatan mudah
•
tenaga putaran tinggi
•
tersedia Dalam semua ukuran ( bentuk servo sesuai ukuran)
38
Sebagian dari kerugian-kerugian dari servo sebagai berikut: •
lebih Mahal dibanding stepper motor
•
Tidak bisa bekerja dengan sistem open looppengulangan
•
Merlukan penyetelan parameter pengulangan
•
Perlu perawatan untuk brushednya.
2.6 Teaching Box Teaching Box digunakan pada sebagai alat pengendali dari lengan Robot tersebut. Teaching Box selain untuk menggerakan lengan Robot secara manual, digunakan untuk menyimpan posisi sementara. Setelah itu, baru di-Load ke Komputer, dan disimpan dengan ekstensi. Berikut merupakan contoh teaching box yang digunakan pada robot RV-M1
Gambar 2.15 Teaching Box
