ROBOT MOBIL OMNIDIRECTION BERODA EMPAT DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM SYNCHRO DRIVE Thiang, Handry Khoswanto, Yosafat Wahyudi D.S. Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra Jl. Siwalankerto 121-131, Surabaya Email:
[email protected],
[email protected]
ABSTRACT Nowadays, Robot, as an innovation form of technology, has developed greatly. Robot has been implemented widely on many aspects of human life. Mobility of a robot is an important issue for developing a robot. Therefore, an omnidirection mobile robot was developed in this research. The robot moves using four wheels which are driven by using synchro drive system. Thus, this robot has a high mobility and can move to all directions without turning its body. This robot’s dimensions are 20 cm (L) x 20 cm (W) x 20 cm (H) with 1.5 kg mass. Overall, this robot used two motors as the actuators. The first motor is a DC motor which is used to move the wheels. The second motor is a servo motor which is used to move the direction of the wheels into a specific direction. This robot uses mobile-phone battery as its power supply. This robot can be controlled with three modes. They are manual mode, automatic mode, and remote mode. The experiment has been done in several aspects including movement test to all directions with constant velocity. The experimental result shows that this robot has good performance. The fastest time to travel one meter distance is 3.69 seconds. Besides that, this robot also has high accuracy movement to all angles. Key word : four-wheeled robot, omnidirection, synchro drive, microcontroller, AVR
INTISARI Robot sebagai salah satu bentuk dari teknologi, telah berkembang dengan pesat. Robot telah diimplementasikan secara luas pada berbagai aspek kehidupan manusia. Salah satu isu yang penting dalam perkembangan teknologi robot adalah mobilitas dari robot tersebut. Karena itu, pada penelitian ini, sebuah robot mobil omnidirection telah dikembangkan. Robot ini bergerak dengan menggunakan empat buah roda dan keempat roda digerakkan dengan menggunakan sistem synchro drive. Dengan demikian, robot ini memiliki mobilitas yang tinggi dan dapat bergerak ke segala arah tanpa memutar badannya. Dimensi robot ini adalah panjang 20 cm, lebar 20 cm dan tinggi 15 cm dengan berat 1,5 kg. Secara keseluruhan robot ini menggunakan dua buah motor sebagai aktuator. Motor yang pertama adalah motor DC yang digunakan untuk menggerakkan keempat roda. Motor kedua adalah motor DC servo yang digunakan untuk mengarahkan keempat roda kea rah tertentu. Robot ini dapat dikontrol dalam tiga mode yaitu mode manual, mode otomatis dan mode remote. Pengujian telah dilakukan dalam beberapa aspek termasuk pengujian gerakan ke segala arah dengan kecepatan konstan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa robot yang telah dirancang memiliki performans yang baik. Waktu paling cepat untuk menempuh jarak satu meter adalah 3,69 detik. Di samping itu, robot ini juga memiliki akurasi tinggi dalam gerakannya ke segala sudut. Kata kunci : robot beroda empat, omnidirection, synchro drive, mikrokontroler, AVR PENDAHULUAN Dengan semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi, banyak inovasi-inovasi yang telah dilakukan di berbagai disiplin ilmu khususnya bidang teknologi industri dengan tujuan untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya. Salah satu dari hasil inovasi tersebut adalah robot. Di dalam kehidupan sehari-hari, aplikasi dari teknologi robot sudah tidak asing lagi. Robot telah
diaplikasikan di berbagai sektor kehidupan terutama dalam bidang industri seperti robot untuk mesin-mesin industri, robot untuk aplikasi medis dan keamanan. Salah satu aspek penting dalam pengembangan robot adalah masalah mobilitas robot itu sendiri. Sebagai contoh, sebuah robot mobil bila ingin bergerak ke kiri, maka robot tersebut akan memutar badannya mengarah ke kiri kemudian robot tersebut dapat bergerak ke kiri. Karena itu pada penelitian ini dikembangkan sebuah robot yang tidak hanya dapat bergerak maju dan mundur tetapi dapat bergerak ke segala arah (omnidirection) tanpa memutar badannya. Dengan demikian robot ini akan mempunyai mobilitas dan fleksibilitas yang tinggi. Jadi tujuan dari penelitian ini adalah merancang sebuah robot mobil beroda empat yang dapat bergerak ke segala arah dengan ketelitian 10°. Dengan adanya kemampuan ini, maka robot dapat bergerak dengan lincah saat berada di sebuah tikungan. Metode yang digunakan untuk pengembangan robot mobil yang dapat bergerak ke segala arah adalah sistem synchro drive. Sistem synchro drive adalah sebuah sistem dengan dua buah motor dan konfigurasi penggerak dengan tiga atau empat buah roda dimana satu motor untuk memutar semua roda secara bersamaan sehingga menghasilkan gerakan dan motor yang lain membelokkan arah semua roda secara bersamaan untuk merubah arah gerakan.
(a)
(b)
Gambar 1. Ilustrasi Sistem Synchro Drive (a) Posisi Roda 0° (b) Posisi Roda -45° Gambar 1a menunjukkan semua roda pada posisi 0°. Pada posisi ini, robot akan bergerak ke depan. Sedangkan gambar 1b semua roda telah dibelokkan mengarah pada posisi -45° sehingga robot akan bergerak menuju arah -45°. Dalam sistem synchro drive, semua roda digerakkan secara bersamaan dengan besar sudut yang sama. Penggunaan motor yang terpisah untuk gerakan translasi dan pemutaran motor, memberikan jaminan gerakan translasi yang lurus ketika motor rotasi tidak digerakkan. Sistem synchro drive memiliki keuntungan yaitu dapat menghasilkan gerakan robot yang benar-benar lurus dibandingkan dengan sistem differential drive. Di samping itu, sistem synchro drive tidak memerlukan kontrol yang sulit atau dengan kata lain, sistem synchro drive membuat sistem kontrol menjadi jauh lebih mudah. Namun demikian, untuk mewujudkan sistem synchro drive, diperlukan sistem mekanik yang cukup kompleks. Di samping itu, pada saat pembuatan mekanik dari sistem synchro drive, posisi semua roda harus benar-benar sejajar. Hal lain yang memegang peranan penting dala sistem synchro drive adalah motor yang mengarahkan posisi roda. Keakuratan arah gerakan akan sangat bergantung pada sistem kontrol posisi motor tersebut. Masalah ini dapat dipecahkan dengan menggunakan motor servo antara lain motor servo bermerek Hitech tipe HS-325HB yang memiliki spesifikasi sebagai berikut: Tegangan kerja Kecepatan putaran
: :
4.8V sampai 6.0V 0.19sec/60 (4.8V)
0.15sec/60(6.0V)
Torsi maksimum Arus diam Arus aktif Dimensi Berat
: : : : :
3kg.cm (4.8V) 7.4mA (4.8V) 160mA (4.8V) 40x20x36.5mm 43g
3.7kg.cm (6.0V) 7.7mA (6.0V) 180mA (6.0V)
Secara umum motor servo dikendalikan menggunakan sinyal modulasi lebar pulsa (PWM) dengan periode kurang lebih 20 ms. Jika motor servo diberi pulsa sebesar 0.5 ms, maka poros motor servo akan berputar mengarah ke sudut 0°. Kalau pulsanya diubah menjadi sebesar 2.5 ms, maka akan mengarah ke sudut 180°. Hal ini menjadikan motor servo begitu ideal untuk digunakan sebagai aktuator untuk mengarahkan posisi roda dalam sistem synchro drive. Berikut gambar pulsa untuk mengontrol arah sudut motor servo.
Gambar 2. Pulsa untuk Mengotrol Arah Sudut Motor Servo METODOLOGI PERANCANGAN Robot yang dirancang merupakan robot beroda empat dimana keempat rodanya bergerak secara bersamaan atau sering disebut dengan istilah synchro drive. Dengan sistem synchro drive ini diharapkan robot dapat bergerak dengan leluasa dan menimimalkan gaya gesek antara roda dengan lantai. Robot ini juga dimungkinkan untuk berubah arah gerak secara langsung tanpa harus mengubah arah hadapnya (bersifat holonomic) sehingga tidak ada waktu yang terbuang ketika berbelok di tikungan.
Gambar 3. Rancangan 3D Rangka Robot
Dimensi robot yang dirancang adalah panjang 20 cm, lebar 20 cm dan tinggi 15 cm dengan berat 1,5 kg. Robot terbuat dari bahan lembaran aluminium dengan ketebalan 2 mm. Bahan ini dipilih karena sifatnya yang cukup kuat, ringan dan murah harganya. Desain rangka robot sepenuhnya digambar menggunakan software Autodesk AutoCAD. Gambar 3 menunjukkan gambar tiga dimensi dari rangka robot yang telah dirancang. Penerapan sistem synchro drive memerlukan beberapa gear untuk menggerakkan robot. Ada dua jenis gear yang digunakan yaitu spur gear dan bevel gear. Spur gear digunakan untuk menghubungkan keempat as roda, sedangkan bevel gear digunakan untuk mengubah gerakan rotasi vertikal menjadi rotasi horisontal. Rasio yang digunakan gear-gear pada robot ini adalah 1:1. Spur gear yang digunakan memiliki diameter 6,2 cm dengan jumlah gigi sebanyak 60. Sedangkan bevel gear yang digunakan memiliki diameter 2,1 cm dengan jumlah gigi sebanyak 20. Berikut gambar desain mekanik dari gear-gear yang digunakan.
Gambar 4. Desain Mekanik Synchro Drive (Tampak Atas) Pada bagian atas (gambar 4) digunakan lima buah spur gear dengan diameter dalam sebesar 4 mm. Pada gambar di atas terlihat bahwa keempat gear pada bagian atas terhubung dengan gear yang digerakkan oleh motor DC. Dengan demikian keempat roda robot ini akan berjalan secara bersamaan.
Gambar 5. Desain Mekanik Synchro Drive (Tampak Bawah)
Pada bagian bawah (gambar 5) digunakan spur gear dengan diameter dalam sebesar 10 mm dan diberi bearing 4x10. Pada gambar di atas terlihat bahwa keempat gear pada bagian bawah terhubung dengan gear yang digerakkan oleh motor servo. Dengan demikian keempat roda robot ini akan bergerak ke arah (sudut) tertentu secara bersamaan pula.
Gambar 6. Desain Mekanik Synchro Drive (Tampak Samping) Dari gambar 6 tampak bahwa keempat spur gear pada bagian atas berada pada satu as dengan keempat spur gear pada bagian bawah. Saat spur gear bagian atas berputar karena putaran motor DC, spur gear bagian bawah tidak bergerak, namun keempat as-nya ikut berputar. Demikian pula sebaliknya, saat spur gear bagian bawah berputar karena putaran motor servo, spur gear bagian atas tidak bergerak. Saat as berputar, bevel gear juga berputar, sehingga keempat roda ikut bergerak.
Gambar 7. Blok Diagram Sistem Kontrol Robot Secara Keseluruhan
Sistem kontrol robot ini dibagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah bagian utama robot (otak) yang terdiri dari sebuah single chip mikrokontroler ATMega32 dimana mikrokontroler ini berfungsi sebagai pusat sekaligus penggerak motor servo dan DC motor. Bagian kedua adalah bagian kendali robot berupa remote kontrol (joystick) menggunakan mikrokontroler ATMega8 yang berkomunikasi secara serial dengan mikrokontroler pusat ATMega32. Bagian ketiga berupa rangkaian H-Bridge yang berfungsi untuk mengatur arah pergerakan roda (maju atau mundur). Blok diagram sistem kontrol robot secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 7. Sistem Remote Kontrol robot ini terdiri dari sebuah analog joystick yang dibaca oleh mikrokontroler ATMega8 melalui pin ADC yang ada. Bentuk nyata analog joystick berupa dua buah variabel resistor yang bekerja secara bersamaan. Oleh karena itu, diperlukan dua buah ADC yang tersedia dalam mikrokontroler untuk membaca nilainya. Data ADC yang diterima diolah agar menghasilkan data sesuai dengan yang diharapkan. Data tersebut kemudian dikirimkan ke mikrokontroler pusat melalui komunikasi serial USART. Pusat sistem robot ini berupa mikrokontroler ATMega32 yang berperan sebagai otak robot, menerima masukan dari berbagai sumber (keypad dan remote kontrol), serta memberikan output berupa perintah kepada aktuator (motor servo dan motor DC). Mikrokontroler ini berperan penting dalam melakukan perencanaan gerakan seluruh robot secara mendetail antara lain melakukan kalkulasi gerakan robot secara keseluruhan seperti gerak maju, mundur, dan berbelok. Secara periodik pengontrol ini akan memberikan perintah kepada aktuator. Rangkaian driver motor H-Bridge digunakan sebagai penggerak motor rotasi yang akan memutar keempat roda. Rangkaian ini memiliki dua buah masukan, dimana satu masukan berfungsi sebagai enable rangkaian dan satu masukan yang lain berfungsi untuk menentukan arah pergerakan roda. Apabila pin enable mendapat logik 1, maka H-Bridge siap melakukan perintah (berupa logik untuk menentukan arah gerak roda). Apabila pin enable mendapat logik 0 maka H-Bridge tidak akan melakukan apa-apa sehingga motor akan berhenti. Berikut skematik rangkaian dari H-Bridge yang digunakan. VCC 12V
R1 10K
R2 Q1 IRF9540N
10K
Q2 IRF9540N
R3
R4
100
IN-A
R5 47K
100 D1 1N4001
Q3 2N3904
D2 1N4001
R6 47K
Q4 2N3904
DS1
A
1
U1A R7 680
3 IN-A 2
GREEN
MC74HC08AN B 4
R15 Res1 10K
Res1 100
U1B 6 IN-B
5
VCC 12V
VCC 12V
MC74HC08AN Q9 2N3904
R8 33K
Q5 2N3906
R10 100
R9 33K
Q6 2N3906 D3 1N4001
2 1
VCC R16
P2 MOTOR Q7 IRFZ44N
D4 1N4001 R11 Q8 IRFZ44N
100
R12
R13
10K
10K
Gambar 8. Rangkaian H-Bridge
IN-B
Program pada robot ini terdiri atas dua bagian, yaitu program pada remote kontrol dan program pada mikrokontroler pusat. Kedua mikrokontroler ini akan melakukan komunikasi dengan menggunakan komunikasi serial. Protokol komunikasi yang digunakan sangat sederhana, dimana mikrokontroler pada remote kontrol akan mengirimkan data secara terus menerus dan data ini akan dibaca oleh mikrokontroler pusat saat robot bekerja pada mode remote. Remote kontrol memiliki tugas untuk membaca nilai ADC dari joystick lalu menerjemahkannya menjadi nilai PWM dan logik untuk menentukan arah gerak roda. Nilai PWM ini berfungsi untuk menentukan arah gerak motor servo. ADC pada mikrokontroler ATMega8 merupakan ADC 10 bit. Dengan demikian nilai pembacaan ADC yang diperoleh berada pada rentang nilai mulai dari 0 hingga 1024. Data-data hasiol pembacaan dari ADC, kemudian dikirimkan melalui komunikasi serial USART ke mikrokontroler pusat untuk diproses lebih lanjut. Flowchart program remote kontrol dapat dilihat pada gambar 9.
Start
Inisialisasi komunikasi serial USART dan ADC
Membaca nilai ADC ke-1
Menerjemahkan nilai ADC ke-1
Membaca nilai ADC ke-2 T Motor DC diam / maju?
Motor DC mundur?
T
Y
Y
Menerjemahkan nilai ADC ke-2
Menerjemahkan nilai ADC ke-2 T
Mengirim data melalui komunikasi serial USART
Apakah selesai? Y End
Gambar 9. Flowchart Program Remote Kontrol
Pada mikrokontroler pusat (ATMega32) dilakukan berbagai proses yang cukup kompleks, antara lain membaca masukan keypad, melakukan proses record dan play, menerima data dari remote kontrol, memberikan output berupa PWM untuk motor servo dan perintah untuk menggerakkan motor DC. Mikrokontroler pusat akan selalu membaca masukan dari keypad untuk menentukan apakah ada tombol yang ditekan. Pada dasarnya mikrokontroler akan selalu memeriksa apakah salah satu dari tombol record, play, atau remote ditekan. Apabila salah satu tombol ditekan maka mikrokontroler akan menjalankan proses tertentu sesuai dengan tombol yang ditekan. Apabila tidak ada tombol yang ditekan, maka mikrokontroler akan menjalankan prosedur manual.
Start
Inisialisasi komunikasi serial USART, Timer1, Timer2
PWM = 15 Start Timer 2
T record ditekan?
T
Y Prosedur Record
Apakah sudah selesai? Y
T play ditekan?
T remote ditekan?
T
Y Prosedur Play
T
Apakah sudah selesai?
T
Y Prosedur Remote
Apakah sudah selesai?
T
Y
Prosedur Manual
T
Y
T Apakah selesai? Y End
Gambar 10. Flowchart Program Mikrokontroler Pusat (ATMega32)
Pada prosedur manual, mikrokontroler akan memeriksa kembali apakah tombol maju, mundur, kiri, atau kanan yang ditekan. Apabila tombol maju ditekan, maka robot akan bergerak maju. Apabila tombol mundur ditekan, maka robot akan bergerak mundur. Apabila tombol kiri ditekan, maka robot akan berbelok 10o ke kiri. Dan apabila tombol kanan ditekan, maka robot akan berbelok ke kanan 10o. Pada prosedur record, mikrokontroler akan menyimpan semua data berdasarkan tombol apa saja yang ditekan dan berapa lama tombol tersebut ditekan (tombol maju, mundur, kiri, dan kanan) pada memori internal EEPROM mikrokontroler. Proses record akan berhenti apabila tombol enter ditekan. Pada prosedur play, mikrokontroler akan membaca semua data yang ada pada memori internal EEPROM secara satu per satu, kemudian memprosesnya dan memberikan perintah kepada aktuator. Proses play berhenti apabila data yang terbaca dari EEPROM sebesar 255. Pada prosedur remote, mikrokontroler ATMega32 akan membaca data dari komunikasi serial USART yang dikirimkan oleh mikrokontroler ATMega8. Data tersebut diterjemahkan menjadi perintah-perintah untuk menggerakkan aktuator (motor servo dan motor DC). Selama berada pada mode remote, keypad tidak akan berfungsi, kecuali tombol enter. Mode remote akan berhenti saat tombol enter ditekan. Flowchart program mikrokontroler pusat ATMega32 dapat dilihat pada gambar 10. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian sistem telah dilakukan untuk mengetahui kemampuan kerja sistem yang telah dirancang secara keseluruhan. Secara umum, pengujian sistem yang dilakukan meliputi pengujian gerak di bidang datar, pengujian gerak di bidang miring dan pengujian konsumsi arus listrik baterai. Pengujian gerak di bidang datar ini bertujuan untuk menguji kemampuan jalan robot pada berbagai variasi arah dari 0o hingga 180o. Pengujian gerak dilakukan dengan cara mengukur waktu yang diperlukannya robot untuk berjalan sejauh 1 meter dan mengukur seberapa jauh robot berjalan keluar halauan yang diinginkan. Berikut pada gambar 11 memperlihatkan arena pengujian kecepatan dan keakuratan arah gerak robot. Hasil pengujian yang telah dilakukan dapat dilihat pada tabel 1.
Robot
Titik Tengah
Gambar 11. Arena Pengujian Robot di Bidang Datar
Tabel 1. Hasil Pengujian Gerak Robot di Bidang Datar Waktu Tempuh
Error Sudut
(detik)
(derajat)
0
3.68
3
10
3.75
3
20
3.67
4
30
3.80
4
40
3.77
3
50
3.64
4
60
3.67
3
70
3.63
4
80
3.73
4
90
3.68
3
100
3.67
3
110
3.50
2
120
3.78
2
130
3.68
2
140
3.69
3
150
3.71
2
160
3.70
2
170
3.69
3
180
3.65
2
Arah (derajat)
Dari tabel hasil pengujian gerak robot di bidang datar, dapat disimpulkan bahwa waktu yang ditempuh untuk berjalan pada berbagai arah cukup stabil. Rata-rata waktu untuk berjalan sejauh 1 meter adalah 3,69 detik. Dengan demikian kecepatan rata-rata robot ini sebesar 0,271 meter/detik. Selain itu, dari data pengujian juga dapat diketahui bahwa robot ini dapat bergerak dengan cukup akurat ke berbagai arah sudut dengan tingkat error ± 2o. Pengujian gerak robot di bidang miring ini bertujuan untuk menguji kemampuan maksimum jalan robot pada bidang miring. Pengujian gerak dilakukan dengan cara robot berjalan di bidang miring dengan sudut tertentu. Berikut gambaran dari pengujian yang dilakukan.
Robot
Gambar 12. Pengujian Gerak Robot pada Bidang Miring.
Pengujian ini dilakukan dengan dua posisi start yaitu robot melakukan start di bidang datar dan robot melakukan start di bidang miring. Pada saat robot melakukan start di bidang datar, robot mampu mendaki bidang miring dengan sudut maksimum sebesar 20o. Pada saat robot melakukan start di bidang miring, robot hanya mampu mendaki bidang miring dengan sudut maksimum sebesar 15o. Sedangkan untuk dapat bergerak bebas di bidang miring robot ini hanya mampu mendaki bidang miring dengan sudut maksimum 10o. Kecepatan robot saat mendaki bidang miring juga mendekati nilai kecepatan rata-rata robot saat berjalan di bidang datar. Pengujian konsumsi arus listrik baterai dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas pemakaian arus listrik oleh robot. Pangujian konsumsi arus baterai ini diukur dengan menggunakan alat ukur voltmeter dan diuji pada masing-masing bagian, yaitu rangkaian mikrokontroler dan IC logik (dua buah baterai BL-5C), motor servo (dua buah baterai BL-6C) dan motor DC (tiga buah baterai BP-6M). Pengujian dilakukan pada kondisi robot diam dan berjalan. Selain itu, pengujian juga dilakukan ketika robot tidak memiliki beban dan ketika robot memiliki beban. Pengujian pada kondisi berjalan robot digerakkan dengan remote kontrol sehingga didapatkan rata-rata pemakaian arus maksimum. Tabel 1. Pengujian Konsumsi Arus Listrik Baterai Tanpa Beban. Kondisi Diam
Kondisi Bergerak
Baterai
Etimasi Daya Tahan Baterai (jam)
Hasil Uji (jam)
Mikro + IC Logik
40mA
40mA
970mAh
24,25
20
Motor Servo
60mA
200mA
1150mAh
DC Motor
0mA
250mA
1100mAh
Bagian
19,17 (diam) / 5,75 (bergerak) 4,4
18 / 4,5 3,5
Dari pengujian yang ditunjukkan tabel 2, didapatkan hasil bahwa ketika robot tidak berbeban, baterai untuk rangkaian mikrokontroler mampu digunakan selama kurang lebih 20 jam terus menerus (berlaku pada kondisi diam maupun bergerak). Baterai untuk motor servo dapat bertahan selama 18 jam (kondisi diam) dan 4,5 jam (kondisi bergerak). Sedangkan baterai yang digunakan untuk motor DC mampu bertahan selama 3,5 jam. Tabel 3. Pengujian Konsumsi Arus Listrik Baterai dengan Beban 1 kg. Kondisi Diam
Kondisi Bergerak
Baterai
Etimasi Daya Tahan Baterai (jam)
Hasil Uji (jam)
Mikro + IC Logik
40mA
40mA
970mAh
24,25
20
Motor Servo
60mA
200mA
1150mAh
DC Motor
0mA
300mA
1100mAh
Bagian
19,17 (diam) / 5,75 (bergerak) 3,6
18 / 4,5 3
Dari pengujian yang ditunjukkan tabel 3, didapatkan hasil bahwa ketika robot memiliki beban seberat 1 kg, baterai untuk rangkaian mikrokontroler mampu digunakan selama kurang lebih 20 jam terus menerus (berlaku pada kondisi diam maupun bergerak). Baterai yang mendayai motor servo dapat bertahan selama 18 jam (kondisi diam) dan 4,5 jam (kondisi bergerak). Sedangkan baterai yang digunakan untuk DC motor mampu bertahan selama 3 jam.
Tabel 4. Pengujian Konsumsi Arus Listrik Baterai dengan Beban 2 kg. Kondisi Diam
Kondisi Bergerak
Baterai
Etimasi Daya Tahan Baterai (jam)
Hasil Uji (jam)
Mikro + IC Logik
40mA
40mA
970mAh
24,25
20
Motor Servo
60mA
220mA
1150mAh
DC Motor
0mA
320mA
1100mAh
Bagian
19,17 (diam) / 5,2 (bergerak) 3,4
18 / 4,5 3
Dari pengujian yang ditunjukkan tabel 4, didapatkan hasil bahwa ketika robot memiliki beban seberat 2 kg, baterai untuk rangkaian mikrokontroler mampu digunakan selama kurang lebih 20 jam terus menerus (berlaku pada kondisi diam maupun bergerak). Baterai yang mendayai motor servo dapat bertahan selama 18 jam (kondisi diam) dan 4,5 jam (kondisi bergerak). Sedangkan baterai yang digunakan untuk DC motor mampu bertahan selama 3 jam. Tabel 5. Pengujian Konsumsi Arus Listrik Baterai dengan Beban 3 kg. Kondisi Diam
Kondisi Bergerak
Baterai
Etimasi Daya Tahan Baterai (jam)
Hasil Uji (jam)
Mikro + IC Logik
40mA
40mA
970mAh
24,25
20
Motor Servo
60mA
250mA
1150mAh
DC Motor
0mA
340mA
1100mAh
Bagian
19,17 (diam) / 4,6 (bergerak) 3,2
18 / 4 2,5
Dari pengujian yang ditunjukkan tabel 5, didapatkan hasil bahwa ketika robot memiliki beban seberat 3 kg, baterai untuk rangkaian mikrokontroler mampu digunakan selama kurang lebih 20 jam terus menerus (berlaku pada kondisi diam maupun bergerak). Baterai yang mendayai motor servo dapat bertahan selama 18 jam (kondisi diam) dan 4 jam (kondisi bergerak). Sedangkan baterai yang digunakan untuk DC motor mampu bertahan selama 2,5 jam. Tabel 6. Pengujian Konsumsi Arus Listrik Baterai dengan Beban 4 kg. Kondisi Diam
Kondisi Bergerak
Baterai
Etimasi Daya Tahan Baterai (jam)
Hasil Uji (jam)
Mikro + IC Logik
40mA
40mA
970mAh
24,25
20
Motor Servo
60mA
300mA
1150mAh
DC Motor
0mA
360mA
1100mAh
Bagian
19,17 (diam) / 3,8 (bergerak) 3
18 / 3 2,5
Dari pengujian yang ditunjukkan tabel 6, didapatkan hasil bahwa ketika robot memiliki beban seberat 4 kg, baterai untuk rangkaian mikrokontroler mampu digunakan selama kurang lebih 20 jam terus menerus (berlaku pada kondisi diam maupun bergerak). Baterai yang mendayai motor servo dapat bertahan selama 18 jam (kondisi diam) dan 3 jam (kondisi bergerak). Sedangkan baterai yang digunakan untuk DC motor mampu bertahan selama 2,5 jam. Hasil pengujian daya tahan baterai yang didapatkan merupakan nilai pendekatan. Dalam kondisi sesungguhnya dapat terjadi berbagai macam variasi gerakan yang membuat baterai habis lebih cepat dari perkiraan waktu yang seharusnya.
KESIMPULAN Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan bahwa pada penelitian ini telah berhasil dirancang sebuah robot yang dapat bergerak ke segala arah dengan menggunakan sistem synchro drive. Spesifikasi robot yang telah dirancang adalah memiliki dimensi 20 cm (P) x 20 cm (L) x 15 cm (T) dengan berat 1,5 kg. Robot menggunakan satu buah motor DC untuk menggerakkan roda dan satu buah motor servo untuk bergerak ke arah tertentu. Jumlah power supply yang digunakan adalah 7 buah baterai handphone (3 buah BP-6M, 2 buah BL-5C, 2 buah BL-6C). Robot ini dapat dikontrol dengan tiga mode, yaitu mode manual (dengan keypad), mode otomatis (record and play), dan mode remote (dengan remote kontrol). Kecepatan gerak berjalan robot cukup linear dan stabil untuk berbagai arah gerak. Robot dapat berjalan dengan cukup lincah baik pada bidang datar maupun pada bidang miring dengan kemiringan maksimum ±10°. Dan juga robot dapat melewati tikungan dengan baik meskipun berada di tikungan yang tajam. DAFTAR PUSTAKA Atmel Corporation. ATMega8 Datasheet. 25 Mei 2008.
Atmel Corporation. ATMega32 Datasheet. 25 Mei 2008. Embedit Mikrocontrollertechnik. ATMega8. 25 Mei 2008. Embedit Mikrocontrollertechnik ATMega32. 25 Mei 2008. Hitec RCD USA. Motor Servo Hitech HS-325HB. 25 Mei 2008. Robo-Rats Locomotion. Synchro Drive. 25 Mei 2008 < http://groups.csail.mit.edu/drl/courses/cs54-2001s/synchro.html> Robot Thoughts. Lego Mindstorms NXT Synchro Drive. 25 Mei 2008 < http://www.robotthoughts.com/category/lego/synchro-drive/> Synchro Drive. 25 Mei 2008.
