BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1 Rancangan Sistem 3.1.1 Diagram Blok Sistem Pada dasarnya, sistem ini memiliki prinsip kerja sesuai diagram blok sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Dalam jaringan lokal (LAN) client dapat menggerakan lengan robot melalui perintah yang dikirimkan ke server dan server akan melanjutkannya untuk menggerakan lengan robot tersebut sesuai dengan apa yang di perintahkan oleh komputer client. Pengguna yang menggunakan komputer client dapat melihat pergerakan robot dengan menggunakan webcam yang diletakan pada server. 3.1.2 Modul-modul sistem dan cara kerjanya Secara keseluruhan program RVM-1 Network Controller terbagi atas dua bagian utama, yaitu modul client dan modul server. Kedua modul tersebut

26

27 terhubung melalui LAN (Local Area Network), sehingga pengguna dapat mengendalikan robot melalui jaringan. 3.1.2.1

Modul Client Pengguna dapat menggerakan lengan robot RVM-1 dengan memberikan

perintah melalui modul client yang berisi pilihan-pilihan untuk memberi perintah secara langsung atau melalui program. Dengan memberikan perintah langsung pengguna dapat menggerakan robot dengan menekan tombol keypad yang ada pada pilihan directly. Sedangkan bila pengguna menuliskan program, pengguna dapat menuliskan program-program tersebut didalam form yang ada pada Sehingga robot dapat bergerak sesuai dengan perintah pengguna.

Gambar 3.2 Interface pada modul client

28 Dalam modul tersebut terdapat pilihan: •

Connect: berfungsi untuk menghubungkan modul client dengan server.

•

Write program: yang berfungsi untuk menuliskan perintah-perintah agar lengan robot RVM-1 dapat bergerak. Perintah-perintah yang dituliskan adalah : ¾

NT (Nest) Berfungsi untuk mengembalikan lengan robot ke posisi awal dari mekanik. Input format NT

¾

MO (Move) Berfungsi menggerakkan lengan robot dari posisi terakhir lengan robot ke posisi yang ditentukan. Input format MO [ , ]

¾

MS (Move Straight) Berfungsi untuk menggerakkan lengan robot dari posisi terakhir lengan robot ke posisi yang ditentukan melalui sejumlah titik peralihan pada satu garis lurus. Input format: MS , <Jumlah titik peralihan> [O atau C]

29 ¾

Draw(DW) Berfungsi untuk menggerakan ujung lengan ke suatu posisi dari posisi saat ini, jauhnya pergerakannya terperinci pada arah sumbu X,Y,Z. Input format: DW [], [],[]

¾

Move Joint (MJ) Berfungsi untuk memutar tiap-tiap joint ke sudut tertentu dari posisi saat ini. Input format : MJ [<waist joint angle>], [<shoulder joint angle>], [<elbow joint angle>], [], []

¾

Here (HE) Menetapkan sebuah koordinat dari posisi lengan robot saat ini secara spesifikasi. Pemberian nomer posisi pada dapat dimulai dari angka 1 sampai 629. Input format: HE

¾

Position Read (PR) Berfungsi untuk mengetahui koordinat dari posisi tertentu. Output Koordinat yang akan diketahui adalah koordinat dari: sumbu X,Y,Z, pitch angle dan roll angle.

30 Input format: PR ¾

Compare Counter (CP) Nilai pada spesifik counter yang di set pada register internal. Input format: CP (Counter Number) Nilai dari counter adalah:1 sampai dengan 99.

¾

Counter Read (CR) Bagian detail dari spesifik counter yang di baca. CR (Counter Number) Nilai dari counter adalah:1 sampai dengan 99.

¾

Disable Act (DA) Berfungsi untuk mematikan sebuah interrupt dari bit spesifik yang melalui external input port. Input format: DA (Input bit number) Spesifikasi bit number yang bisa dimatikan 0 <= input bit number <= 7 (15)

¾

Decreament Counter (DC) Berfungsi mengurangi 1 dari nilai spesifik counter Input format: DC (Counter number) Nilai numerik pada spesifik nilai counter: 1<= counter number <=99

31 ¾

Delete Line (DL) Berfungsi untuk menghapus perintah pada spesifik baris atau langkah pada program. Input Format DL [,] .Spesifik pada top line number yang diinginkan untuk dihapus. Spesifikasi pada last line number yang diinginkan untuk dihapus 1 <= Line number (a), (b) <= 2048 Line number (a) <= Line number (b)

¾

Decrement Position (DP) Menggerakan robot ke sebuah posisi yang akan ditetapkan dengan angka yang lebih kecil daripada yang satunya. Input Format: DP

¾

Data Read (DR) Berfungsi untuk membaca nilai dari internal register. Input format: DR

¾

Enable Act (EA) Berfungsi untuk mengaktifkan interrupt dengan menentukan bit dari sinyal eksternal input.

32 Input format: EA [<+/->] , [[]] Keterangan: [<+/->] “+” : jika input bit number dari port eksternal input ON, program melompat ke . “-“ : jika input bit number dari port eksternal input Off, program melompat ke . Menentukan bit number dari sinyal eksternal input yang diinginkan untuk sinyal interrupt. 0 <= Input bit number <= 32767 0 - 8999: Input signal interrupt (0 - 299: general input) (900 - 903: hand input) 9003 - 32767: Input signal interrupt ¾

Equal (EQ) Berfungsi untuk melompat bila internal register bernilai sama. Input format: EQ , Keterangan : Nilai branching line adalah 1 sampai dengan 20248.

33 ¾

Error Read (ER) Berfungsi membaca status error dan berisi alarm history. Input format: ER

¾

Grip close (GC) Berfungsi untuk menutup jari lengan robot. Input format: GC

¾

Grip Open (GO) Berfungsi untuk membuka jari lengan robot. Input format: GO

¾

Grip Flag (GF) Berfungsi untuk mendefinisikan buka atau menutupnya grip dari jari lengan robot. Input format: GF <switch> Keterangan : <switch> Menentukan buka atau tutupnya jari robot dengan memberikan nilai 0 atau 1

¾

Grip Pressure (GP) Berfungsi untuk menetapkan tenaga yang akan digunakan ketika jemari tangan membuka atau menutup.

34 Input format: GP

<Starting

gripping

force>,


gripping

force>,<Starting gripping force retention time> Keterangan: <Starting gripping force> Nilai tenaga yang dapat diberikan adalah: 0 sampai 15. Menetapkan tenaga pada gripping sebagai nilai integer untuk mengatur pembukaan atau penutupan gripping. Nilai dari Retained griping force adalah 0 sampai 15. < Starting gripping force retention time > Menetapkan waktu mulai gripping sebagai nilai integer. 0<= waktu mulai menyimpan tenaga pencengkramanan adalah 99 detik. ¾

Go Sub (GS) Berfungsi

untuk

menjalankan

subrutin

dimulai

dengan

menentukan baris angkanya. Input format: GS Keterangan: Menentukan Line number pada subrutin dalam nilai integer. Nilai dari line number adalah: 1 <= line number <= 2048.

35 ¾

GO TO (GT) Berfungsi untuk melompat ke line number yang ditentukan. Input format: GT Line number yang ditentukan agar program dapat melompat adalah sebanyak.1 sampai dengan 2048.

¾

Home (HO) Mempunyai fungsi yang sama dengan Neste. Input format: HO

¾

Increment Counter (IC) Berfungsi untuk menambahkan satu nilai pada counter yang ditentukan. Input format: IC Nilai dari counter number adalah 1 sampai dengan 99.

¾

Input Direct (ID) Berfungsi untuk mengambil data tak terkondisi dari eksternal input port. Input format: ID

¾

Increment Position (IP) Berfungsi untuk Menggerakkan lengan robot dari posisi terakhir robot ke posisi berikutnya

36 Input format: IP ¾

If Larger (LG) Berfungsi intuk membandingkan nilai pada internal register dengan sebuah nilai yang sudah ditentukan. Input format: LG , Keterangan: Nilai yang ditentukan untuk membandingkan dengan register adalah: -32767 <= Compared value (decimal) <= & 8001 <= Compared value (hexadecimal) <= & 7FFF

¾

Move Approach (MA) Berfungsi untuk menggerakan ujung lengan ke posisi yang di tambahkan. Input format: MA <position number(a)>, <position number(b)> [, []] Keterangan : <position number(a)> Menentukan number posisi yang akan ditambahkan. <position number(b)> Menentukan number posisi yang ditambah. 1 <= position number (a) (b) <= 629

37 Keadaan grip, apakah terbuka atau tertutup. ¾

MC (Move Continous) Menggerakkan lengan robot secara berkesinambungan dari suatu posisi ke posisi tertentu. Input format: MC ,

¾

Move Tool (MT) Berfungsi untuk menggerakan ujung dari lengan dari posisi tertentu ke posisi lainnya dengan memasukan jarak tertentu. Input format : MT <position number>, [] [, []] Keterangan : Menentukan posisi tujuan dalam nilai integer (1-999) Menentukan jarak dari posisi awal ke titik tujuan (-3276.80

-

3276.70) Menentukan grip dalam keadaan tertutup dan terbuka (o) untuk terbuka dan (c) untuk tertutup.

38 ¾

If Not Equal (NE) Membandingkan Nilai dari register internal dengan nilai sepesifik, jika tidak sama program akan lompat (jump). Input format: NE , Keterangan : Menentukan nilai register internal yang aka di bandingkan. (-32768 <= compared value (decimal) <=& 8000 <= compared value hexadecimal) <= &7FFF) Menentukan nilai karakter string dengan memberikan “$” di depannya. ($1 <= character string number <= $99) Menentukan berapa baris yang akan di Lompati (jump) jika hasil perbandingan tidak sama dengan. (1 <= branching line number <= 9999)

¾

Next (NX) Menentukan jarak program yang akan diulangi Input format: NX

39 ¾

Output Bit (OB) Menetapkan keadaan output pada bit yang ditentukan dan diteruskan ke output port external. Input format: OB [<+/->]

Keterangan: <+/-> Menentukan posisi ON atau OFF dari keadaan bit yang ditentukan. (+) untuk Bit ON, (-) untuk Bit OFF

¾

Output Direct (OD) Output dari data yang tidak dikondisikan diteruskan ke port output Input format: OD

[, [

] [, []]] Keterangan:

Menentukan Output data. (-32768 <= output data (decimal) <= 32767 & 8000 <= output data (hexadecimal) <= &7FFF)

Menentukan bit referensi dari output data. (0 <= bit number <= 32767) 0 untuk default

40 Menentukan lebar bit dari output data. (1 <= bit width <= 16) 16 untuk default ¾

Origin (OG) Bergerak ke posisi asal yang telah diset oleh pengguna Input format: OG

¾

Output (OT) Output dari data yang ditentukan di sinkronkan ke port output. Input format: OT

Keterangan :

0 (-32768) <= output data (decimal) <= 255 (+32767)&0 (& 8000) <= output data (hexadecimal) &FF (& 7FFF) bentuk di dalam () adalah untuk tipe A16 atau B16 I/O card.

¾

Position Define (PD) Menetapkan koordinat lokasi dan sudut dari posisi yang ditentukan Input Format: PD , [<X coordinate value>], [], [], [], [] [, []] Keterangan :

41 Menentukan angka posisi yang ditatapkan. (1 <= position number <= 629) <X, Y, Z coordinate> Menentuakan lokasi dalam mili meter (mm) dalam XYZ. (0 untuk default) Menentukan gerakan sudut memutar dari lengan robot. Menentukan grip dalam keadaan tertutup (O), atau tertutup (C).

¾

Position Load (PL) Menggantikan posisi (a) dengan posisi (b). Input format : PL <position number (a)>, <position number (b)> Keterangan: Menentukan Nilai posisi tujuan (1 <= position number (a) <= 629) Menentukan Nilai posisi awal (1 <= position number (b) <= 629)

Position Exchange Mengganti koordinat dari suatu posisi ke posisi yang lain Input format: PX <position number (a) >, <position number (a) >

42 Keterangan: 1 <= position number (a), (b) <= 629 ¾

Repeat Cycle (RC) Mengulang perintah NX dengan memasukan besarnya nilai perulangan. Input format RC Keterangan (1 <= Nilai yang akan diulang (decimal) <= 32767 & 0001 <= Nilai yang akan diulang (hexadecimal) <= & 7FFF).

¾

Return (RT) Mengahkiri suatu program dan kembali ke awal. Input format RT

¾

Set Counter (SC) Menentukan sebuah nilai counter. Input format : SC , [] Keterangan : 1 <= counter number <= 99

43 (0 untuk default) -32768 <= set value (decimal) <= 32767 & 8000 <= set value (hexadecimal) <= & ¾

Shift (SF) Menentukan koordinat dari setiap posisi (b) untuk diberikan nilai koordinatnya (a). jika diberikan nilai yang berbeda akan menjadi posisi baru. Input format: SF <position number (a)>, <position number (b)> Keterangan: (1 <= position number (a), (b) = 629)

¾

If Smaller (SM) Membandingkan nilai internal register dengan nilai yang ditentukan. Jika lebih kecil program akan JUMP Input format: SM , Keterangan: -32768 <= Compared value (decimal) <= & 8000 <= Compared value (hexadecimal) <=& 7FFF 1 <= branching line number <= 2048

44 ¾

Speed (SP) Untuk menentukan waktu kecepatan akselerasi dari robot. Input format: SP <speed level> [, ] Keterangan: <Speed level> 0 <= speed level <= 9 H: High acceleration/deceleration L: Low acceleration/deceleration

¾

Test Bit Menyebabkan lompatan untuk mengukur berdasarkan internal register. Input format: TB [<+/->] , Keterangan: <+/-> +: The bit is ON. -: The bit is OFF. 0 <= bit number <= 7 (15) 1 <= branching line number <= 2048

45 ¾

Timer (TI) Menahan gerakan pada waktu yang telah ditentukan. Input format: TI Keterangan : <Timer counter> 0 <= timer counter <= 32767(0.1 sec)

¾

Where (WH) Membaca koordinat dari posisi terakhir dan keadaan posisi grip tertutup/terbuka. Input Format: WH

¾

Reset (RS) Berfungsi untuk me-reset program dari kondisi error. Input format: RS

¾

End (ED) Akhir dari program. Input format: ED

46

Gambar 3.3 Write program interface pada modul client •

Direct Control:

Gambar 3.4 Direct Control Interface pada modul client

47 Pada modul directly terdapat beberapa pilihan pergerakan, yaitu: 1. Pergerakan terhadap koordinat X,Y,Z.

Gambar 3.5 Direct Control keypad untuk memutar lengan robot terhadap sumbu X,Y,Z. o

X+, berfungsi menggerakkan lengan robot dalam X-sumbu positif .

o

X-, berfungsi menggerakkan lengan robot dalam X-sumbu negatif

o

Y+, berfungsi menggerakkan lengan robot dalamY-sumbu positif

o

Y-, berfungsi menggerakkan lengan robot dalam Y-sumbu negatif

o

Z+, berfungsi menggerakkan lengan robot dalam Z-sumbu positif.

o

Z-, berfungsi menggerakkan lengan robot dalam Z-sumbu negatif

o

Pitch angel +, Merubah posisi pergelangan lengan robot ke arah naik.

o

Pitch angel -, Merubah posisi pergelangan lengan robot ke arah menurun.

o

Roll +, Memutar pergelangan lengan dalam arah positif (clockwise) searah jarum jam.

o

RollMemutar pergelangan lengan dalam arah negatif (counter clockwise)

48 2. Pergerakan Joint.

Gambar 3.6 Direct Control keypad untuk menggerakan joint o Waist joint +, menggerakan joint pinggang robot ke arah positif (searah jarum jam). o Waist joint -, menggerakan joint pinggang robot kearah negatif (berlawanan arah jarum jam). o Shoulder joint +, menggerakan joint bahu ke atas. o Shoulder joint -, menggerakan joint bahu ke bawah. o Elbow joint +, menggerakan joint siku ke atas. o Elbow joint -, menggerakan joint siku ke bawah.

Gambar 3.7 Frame Robot Moving Operation

49 Pada frame Robot Moving Operation ini kita dapat menuliskan koordinat tertentu yang diinginkan, selain itu kita juga dapat memberikan kecepatan robot tersebut bergerak. Dan menyimpannya pada posisi tertentu. Pada frame tersebut juga kita dapat menggerakan robot ke posisi yang telah disimpan kemudian pergerakan robot juga bisa diatur apakah gripnya menutup atau tidak.

Gambar 3.8 Frame Get Robot Info Pada frame Get Robot Info kita dapat mengetahui koordinat dari suatu lengan robot pada posisi tertentu. •

About: Pilihan About hanya menerangkan nama pembuat perangkat lunak ini.

Gambar 3.9 About Interface pada modul client

50 •

Exit: Berfungsi untuk keluar dari program tersebut.

3.1.2.2

Format Pengiriman Data Secara Directly Format pengiriman data secara directly dari client ke server untuk frame robot moving operation dan get robot info

menggunakan

format : "Directly|(perintah)" Chr(13) "|" Directly|(Perintah) Directly | Perintah 8 byte 1 byte 2 byte 11 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

Misalkan client ingin mengirimkan data: "Directly|OG" & Chr(13) & "|" Data tersebut akan dikirimkan dengan format: “Directly|OG” Chr(13) “|” Directly|OG Directly | Perintah 8 byte 1 byte 2 byte 11 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

Fungsi dari Directly adalah sebagai protokol komunikasi antara client dengan server. Sedangkan tanda & untuk menggabungkan string. Lalu tanda | digunakan utuk menguraikan data yang diterima oleh server dari client. Khusus untuk direct control keypad, format pengiriman data berupa : "Directly|(perintah) " distance ",0,0" Chr(13) "|"

51

Directly|(Perintah) Directly | Perintah 8 byte 1 byte 3 byte 12 byte

distance

,0,0 , 1 byte

2 byte

0 , 1 byte 1 byte 4 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

0 1 byte

Misalkan client ingin mengirimkan data: "Directly|DW " & distance & ",0,0" + Chr(13) + "|" Data tersebut akan dikirimkan ke server dengan format: "Directly|DW " distance ",0,0" Chr(13) "|"

Directly|DW Directly | DW 8 byte 1 byte 3 byte 12 byte

distance

,0,0 , 1 byte

2 byte

0 , 1 byte 1 byte 4 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

0 1 byte

Data - data yang telah dikirimkan client ke server akan pilah datanya lalu diteruskan ke teaching box. Setelah itu data tersebut diproses dan dijalankan. Format pengiriman data dari server ke driver unit berupa : (Perintah) Chr(13) Perintah Chr(13) 2 Byte 1 Byte

Misalkan server mengirimkan data ke driver unit: "OG" & Chr(13) Data tersebut akan dikirimkan dengan format: “OG” Chr(13)

52

3.1.2.3

Format Pengiriman Data Secara File (Listing Program) Format pengiraman data secara file (listing program) dari client ke server menggunakan format: "File|(perintah)" Chr(13) "|" File|(Perintah) File | Perintah 4 byte 1 byte 22528 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

Misalkan client ingin mengirimkan data: "File|10 mo 1 " + Chr(13) + "|" . . . 2048 ED Data tersebut akan dikirimkan ke server dengan format: "File|10 mo 1 " Chr(13) "|" . . . 2048 ED File|(Perintah) File | Perintah 4 byte 1 byte 22528 byte

Chr(13)

|

1 byte

1 byte

Sedangkan format pengiriman data dari server ke driver unit menggunakan format: "datawinsock(1)" RN Chr(13)

53

datawinsock(1) Perintah 22528 byte

3.1.2.4

RN

Chr(13)

2 byte

1 byte

Diagram alir client listing program

M u la i

C e k L is tin g

Ya M e ssa g e : P e rb a iki E rro r

A d a E rro r

E x it

T id a k

S e n d w in s o c k s e ttin g T im e r d ia k tifk a n

M enunggu Ack

T id a k D is a b le T im e r

S e rve r T id a k m e re sp o n

Ya S e t s ta tu s P ro s e s

M enunggu F la g E x e c u te d

Ada

S e t s ta tu s E x e c u te d

T id a k

Gambar 3.10 Diagram Alir Client Listing Program

54 Modul client akan mengecek listing program yang dibuat oleh pengguna apakah terjadi error dalam penulisan. Apabila terjadi kesalahan maka modul client akan menampilkan pesan kepada pengguna untuk memperbaiki program yang ditulisnya. Jika tidak terjadi kesalahan maka modul client mengirimkan listing program tersebut ke server. Lalu server akan mengirimkan ack untuk memberitahukan bahwa perintah sudah di terima dan modul client akan menampilkan pesan bahwa program sedang di-load oleh server. 3.1.2.5

Diagram alir directly program

Gambar 3.11 Diagram Alir Directly Program

55 Modul Client mengambil Parameter dari pengaturan, kemudian Modul client akan mengambil data dari index. Setelah index dipilih maka data tersebut akan dikirimkan ke server. 3.1.2.6

Diagram alir mendapatkan Koordinat.

Mulai

Mengirimkan data

Apakah data dari server ada?

YA

Ambil data dari server

Apakah Header bernama koordinat?

Tidak

Tidak YA

Selesai

Menampil kan data koordinat

Gambar 3.12 Diagram Alir Mendapatkan Koordinat

Modul client mengirimkan data ke server tentang posisi lengan robot. Kemudian Server akan membaca koordinat tersebut dan mengirimkannya kembali ke modul Client. Setelah mendapatkan data dari server kemudian modul client akan memeriksa apakah data yang

56 diterima mempunyai header bernama koordinat. Setelah itu modul client akan menampilkan koordinat robot pada posisi tertentu. 3.1.2.7

Modul server Modul Server berfungsi untuk mengubah data dari TCP ( data yang

dikirimkan oleh client) ke serial(RS-232) agar dapat menggerakan lengan robot RVM-1.

Gambar 3.13 Form modul server

57 3.1.2.8

Diagram alir server Kirim data yang masuk ke serial

Mulai

Mengirimkan perintah executed melalui winsock

Inisialisasi program

Mengirim Ack ke Winsock

A

Header “directly” Tidak

Apakah Ada data yang masuk?

Header “file” Cek header data?

Mengirim Ack ke Winsock

Ya

Adakah data dari jaringan?

Ya Ambil data

Pilah data Mengirimkan data yang diterima ke serial

Tidak

Ya Adakah data dari serial?

Ambil data

A

Apakah Data Berupa Char”2"?

Ya Ambil data ke serial: lalu kirim perintah “RS”+chr (13) Tidak

Kirim data yang diterima lewat serial ke jaringan

A

Gambar 3.14 Diagram Alir Server

58 Server mengenali program yang datang apakah data yang datang berasal dari client atau dari lengan robot. Bila data dari client (jaringan), maka server akan mengambil data yang dikirimkan, lalu server akan memilah data apakah header data yang dikirimkan directly atau file. Bila directly maka server akan mengirimkan data ke serial (lengan robot) dan perintah executed. Apabila ternyata header data yang diterima adalah file, maka server mengirimkan ack ke winsock, yang kemudian mengirimkan data ke robot. Jika server tidak menerima data dari client, maka server akan memeriksa data dari robot. Bila ada, server akan mengambil data lalu memeriksa apakah data yang datang berupa char “2”(pesan terjadinya error). Apabila ternyata data yang dikirimkan oleh robot adalah pesan terjadinya eror, maka server akan mengirimkan perintah reset (RS), dan bila bukan berupa pesan terjadinya error, maka data yang diterima dari robot akan dikirim ke client. Jika pada proses pengenalan ternyata tidak ada data dari client atau lengan robot, maka server kembali ke proses pengenalan. 3.1.2.9

Modul Driver Unit Driver unit adalah inti dari sistem robot dimana terdapat CPU utama,

EPROM dan komponen elektronik lainnya. Driver unit juga berisikan berbagai jenis penghubung dari interface robot ke sebuah interface dari PC. Pada driver unit juga terdapat tombol pegendali untuk memberhetikan secara darurat dan juga terdapat tombol manual reset untuk mereset sistem, jika lampu indikasi error masih terus menyala.