MODIFIKASI MANIPULATOR TIPE KOORDINAT SILINDER UNTUK ROBOT PEMANEN KOMODITAS PERTANIAN DALAM GREENHOUSE
SKRIPSI
Oleh : RAHMAT SALEH F14103084
2008 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
MODIFIKASI MANIPULATOR TIPE KOORDINAT SILINDER UNTUK ROBOT PEMANEN KOMODITAS PERTANIAN DALAM GREENHOUSE
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh : RAHMAT SALEH F14103084
2008 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN MODIFIKASI MANIPULATOR TIPE KOORDINAT SILINDER UNTUK ROBOT PEMANEN KOMODITI PERTANIAN DALAM GREENHOUSE SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : RAHMAT SALEH F14103084 Dilahirkan pada tanggal 6 Mei 1985 di Magelang Tanggal Lulus :
Januari 2008
Menyetujui, Bogor, Januari 2008 Dosen Pembimbing Akademik Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr. NIP. 131 685 548 Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Departemen Teknik Pertanian
RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis dilahirkan di Magelang pada tanggal 6 Mei 1985 yang merupakan anak pertama dari bapak yang bernama Purwantoro dan ibu bernama Nurhidayah. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri Wates 1, Magelang pada tahun 1997. Penulis lalu melanjutkan pendidikan menengah di SLTP Negeri 3 Magelang dan tamat pada tahun 2000. Setelah itu, penulis melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMU Negeri 2 Magelang dan tamat pada tahun 2003. Pada tahun 2003 itu juga, penulis melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan memilih bagian Ergonomika dan Elektronika. Selama menjadi mahasiswa di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif berorganisasi di Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (DPM-Fateta)
di
Departemen
Informasi
dan
Komunikasi
pada
tahun
kepengurusan 2004 – 2005 dan Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (BEM-Fateta) sebagai ketua Sub-Divisi Biro Pengembangan Organisasi pada tahun kepengurusan 2005 – 2006. Penulis juga pernah mewakili IPB di ajang Kontes Robot Cerdas Indonesia 2006 sebagai Anggota tim Robot “Run-Tank” (divisi beroda). Penulis melakukan praktek lapangan di PT Perkebunan Nusantara VIII pada tahun 2006 dengan judul “Aspek Keteknikan dalam Pengolahan Teh di PTPN VIII Gedeh, Cianjur, Jawa Barat ”. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menyelesaikan Skripsi yang berjudul ”Modifikasi Manipulator Tipe Koordinat Silinder untuk Robot Pemanen Buah dalam
Greenhouse”.
KATA PENGANTAR Syukur dan pujian bagi pemilik segala kesempurnaan, Allah SWT yang Maha Agung. Sholawat dan salam bagi manusia yang termulia dan suri tauladan hidup bagi umat manusia, Muhammad SAW. Karena dengan izin dan atas segala rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Usulan Penelitian yang berjudul Modifikasi Manipulator Tipe Koordinat Silinder Untuk Robot Pemanen Komoditas Pertanian Dalam Greenhouse. Penyusunan usulan penilitian ini merupakan salah satu syarat untuk melakukan penelitian pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Usulan Penelitian ini tersusun atas kerjasama dan bimbingan orang-orang yang telah membantu penulis selama penyusunan. Kepada mereka penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr., selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama penyusunan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Suroso. M.Agr. dan Ir. Mad Yamin, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan berharga kepada penulis demi perbaikan skripsi ini. 3. Orang tua dan saudara atas segala do’a dan dukungannya. 4. Teman-teman dari keluarga besar TEP ’40 atas do’a dan motivasinya. 5. Semua pihak yang telah banyak membantu namun tidak dapat disebutkan satu-persatu. Semoga
karya
tulis
ini dapat berguna
bagi pihak-pihak
yang
berkepentingan dan penulis sangat mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan karya tulis ini. Terima kasih. Bogor , Januari 2008 Penulis
i
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ..................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... iv DAFTAR TABEL .......................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. vii I. PENDAHULUAN ....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ..........................................................................
1
B. TUJUAN ..............................................................................................
3
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
4
A. ROBOT BIO-PRODUKSI ...................................................................
4
B. MANIPULATOR ..................................................................................
4
C. ROBOT BIO-PRODUKSI (penelitian sebelumnya) .............................
9
D. GREENHOUSE ...................................................................................
9
III. METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 11 A. WAKTU DAN TEMPAT ..................................................................... 11 B. ALAT DAN BAHAN .......................................................................... 11 C. TAHAPAN PENELITIAN ................................................................... 12 D. METODE MODIFIKASI ..................................................................... 12 E. METODE PENGUJIAN ...................................................................... 14 IV. PENDEKATAN DISAIN ......................................................................... 19 A. KRITERIA DISAIN ............................................................................. 19 B. RANCANGAN FUNGSIONAL........................................................... 20 C. RANCANGAN STRUKTURAL .......................................................... 24 D. ANALISIS TEKNIK ............................................................................ 30 E. ANALISIS MODIFIKASI MANIPULATOR....................................... 30 V. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 36 A. KONSTRUKSI PROTOTIPE MANIPULATOR ................................... 36 B. KALIBRASI ........................................................................................ 44 C. PENGUJIAN MASING-MASING JOINT ........................................... 46 D. PENGUJIAN MANIPULATOR ............................................................ 48
ii
E. PENGUJIAN POINT TO POINT ......................................................... 55 VI. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 61 A. KESIMPULAN .................................................................................... 61 B. SARAN ................................................................................................ 62 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 63 LAMPIRAN ................................................................................................... 65
iii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Robot pemanen Apel ......................................................................
4
Gambar 2. Simbol Joint (JIS) ...........................................................................
5
Gambar 3. Manipulator Tipe Cartesian-Coordinate.........................................
6
Gambar 4. Manipulator Tipe Cylindrical-Coordinate ......................................
7
Gambar 5. Manipulator Tipe Polar-Coordinate ...............................................
7
Gambar 6. Manipulator Tipe Scara..................................................................
8
Gambar 7. Manipulator Tipe Articulated/Anthropomorphic .............................
9
Gambar 8. Perhitungan koordinat manipulator tipe cylindrical-coordinate ..... 17 Gambar 9. Mekanisme penyusun joint manipulator ....................................... 19 Gambar 10. Manipulator robot pemanen yang telah dibuat .............................. 36 Gambar 11. Roda caster yang dipasang pada plat besi ..................................... 37 Gambar 12. Joint sudut beserta bagian-bagiannya ............................................ 38 Gambar 13. Link vertikal beserta bagian-bagiannya. ........................................ 39 Gambar 14. Joint vertikal beserta bagian-bagiannya......................................... 40 Gambar 15. Link horizontal beserta bagian-bagiannya ..................................... 41 Gambar 16. Joint horizontal beserta bagian-bagiannya ................................... 42 Gambar 17. Sistem pemanenan dari arah depan ............................................... 43 Gambar 18. Sistem pemanenan dari arah menyamping..................................... 43 Gambar 19. Grafik hubungan antara nilai pulsa masukan ke motor stepper dengan putaran sudut joint 1 .................................................................... 44 Gambar 20. Grafik hubungan antara nilai hasil konversi bilangan heksadesimal dengan jarak jangkauan joint 2..................................................... 45 Gambar 21. Grafik hubungan antara nilai hasil konversi bilangan heksadesimal dengan jarak jangkauan joint 3..................................................... 45 Gambar 22. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 1 .................... 46 Gambar 23. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 2 .................... 47 Gambar 24. Perbandingan jarak input dengan jarak aktual joint 3 .................... 48 Gambar 25. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat X.............. 51 Gambar 26. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat Y.............. 52
iv
Gambar 27. Perbandingan nilai input dengan nilai aktual koordinat Z .............. 53 Gambar 28. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan simpangan pada koordinat X........................................................ 57 Gambar 29. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan simpangan pada koordinat Y........................................................ 58 Gambar 30. Grafik perbandingan antara titik pergerakan manipulator dengan simpangan pada koordinat Z ........................................................ 59 Gambar 31. Grafik perbandingan pengukuran point to point antara pemakaian end-effector dengan pemakaian beban 1200 gr............................. 60
v
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Spesifikasi motor stepper.................................................................... 25 Tabel 2. Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, fc..................... 30
vi
