BAB II ok.docx

download BAB II ok.docx

of 28

  • date post

    22-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    35
  • download

    2

Embed Size (px)

Transcript of BAB II ok.docx

33

BAB IILANDASAN TEORIPada bab II ini akan dijelaskan secara singkat tentang teori-teori pendukung yang berhubungan dengan perancangan dan pembuatan lengan robot pemindah barang dengan deteksi warna berbasis arduino bagian hardware. Adapun teori-teori yang akan dijelaskan dalam bab II ini adalah pengertian robot, Komponen dasar lengan robot, dan Catu Daya (power supply).A. Pengertian RobotIstilah robot pertama kali diperkenalkan dalam bahasa inggris pada tahun 1921 oleh seorang dramawan Cekoslowakia yang bernama Karel Capek dalam dramanya yang berjudul R.U.R (Rossums Universal Robots). (Nugraha 2010:180).Menurut Tim Pustena ITB (2011:2) berdasarkan kamus webster definisi robot adalah semua benda mekanis yang menyerupai manusia untuk melakukan rutinitas tertentu bagi manusia yang dapat di lakukan secara otomatis ataupun manual dan di kendalikan langsung oleh tangan manusia.Menurut The Robotics International Division of The Society of Manufacturing Engineers (RI/SME), definisi robot adalah Sebuah manipulator multifungsi yang mampu diprogram, didesain untuk memindahkan material, komponen, alat, atau benda khusus lainnya melalui serangkaian gerakan terprogram untuk melakukan berbagai tugas. (http://id.wikipedia.org/wiki/Robot).Berdasarkan pengertian diatas robot merupakan sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu yang mana digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang ataupun kotor dalam rangka memudahkan pekerjaan manusia.Terdapat tiga kata kunci yang menunjukkan ciri sebuah robot yaitu: reprogrammable (dapat diprogram kembali), multifunctional (multifungsi), dan move material, part, tools (mendefinisikan tugas manipulator). B. Warna1. Fisik WarnaBanyak ahli terkejut ketika menemukan fakta bahwa warna tidak mempunyai fisik nyata. Mereka menemukan bahwa warna adalah tidak lebih dari respon psycho-physiological dari manusia untuk intensitas penyinaran yang berbeda. Energi dari cahaya tampak dengan panjang gelombang tertentu ditangkap oleh mata dan diterjemahkan oleh otak sebagai warna. Mata manusia hanya mampu menangkap sejumlah cahaya dengan panjang gelombang tertentu, yang oleh karenanya disebut dengan istilah cahaya atau gelombang tampak. Sebenarnya, di luar gelombang tampak tadi masih banyak gelombang-gelombang dengan panjang yang lebih pendek atau lebih panjang, namun tidak dapat ditangkap oleh mata manusia.

Gambar 1. Kedudukan Gelombang Cahaya Tampak dan Panjang Gelombangnya(Ahmad :2005:261)2. Model WarnaAda beberapa model warna yang sering di jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dua mode warna yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah mode warna RGB yang diterapkan pada tabung display seperti pada manitor dan televisi/video dan CMY(K) yang digunakan pada kebanyakan mesin pencetak dokumen (printer). Tabel 1. Model warna dan deskripsinyaModel WarnaDeskripsi

RGBMerah, Hijau dan Biru (warna pokok). Sebuah model warna pokok aditif yang digunakan pada sistem display.

CMY(K)Cyan, Magenta, kuning (dan Hitam) sebuah model warna subtraktif yang digunakan pada mesin printer.

YcbCrLuminasi (Y) dan dua komponen kromasiti (Cb dan Cr). Digunakan dalam siaran gelombang televisi.

HSIHeu, Saturasi, dan IntensitasBerdasarkan persepsi manusia terhadap warna.

Model warna dibedakan menjadi 2 macam yaitu mode warna aditif dan mode warna subtraktif. Dalam mode warna aditif, suatu warna dibentuk dengan mengkombinasikan energi cahaya dari ketiga warna pokok dalam berbagai perbandingan. Dominasi salah satu warna pokok akan menggiring warna yang dihasilkan ke arah salah satu warna pokok tadi. Bila ketiga warna pokok mempunyai kontribusi yang sama kuatnya, warna tidak akan muncul dan sebagai gantinya yang muncul adalah hitam, abu-abu, atau putih, tergantung pada kekuatan atau intensitas ketiga warna pokok tadi. Sebaliknya, dalam mode warna subtraktif, membentuk suatu warna dilakukan dengan menyerap (menghilangkan) beberapa komponen dari cahaya putih. Komponen warna tertentu yang dihilangkan dalam mode warna subtraktif ini tidak akan berkontribusi dalam pembentukan suatu warna. Bila semua komponen warnanya dihilangkan, yang muncul adalah hitam, sedangkan bila semua komponen warna dibiarkan memantul, yang muncul adalah putih.

Gambar 2. Model Warna Berdasarkan Pembentukannya; (a) Model Warna Aditif, (b) Model Warna Subtraktif (Ahmad :2005:266)

C. Komponen Dasar Lengan Robot1. ManipulatorManipulator adalah bagian mekanik yang dapat difungsikan untuk memindah, mengangkat dan memanipulasi benda kerja. Pada robot, manipulator biasanya terdiri dari bagian lengan (main frame) dan bagian pergelangan (wrist). Fungsi dari manipulator ini adalah untuk memungkinkan robot dalam mencapai suatu posisi tertentu dengan presisi.Setiap manipulator memiliki derajat kebebasan (Degree Of Freedom/DOF) yang berbeda-beda. Derajat kebebasan dapat diartikan sambungan pada lengan, yang dapat dibengkokkan, diputar maupun digeser. Jumlah derajat kebebasan dapat diketahui dari banyaknya aktuator. Pada lengan robot ini terdapat 6 derajat kebebasan. Derajat kebebasan merupakan hal yang sangat penting untuk dipahami kaena derajat kebebasan dapat menentukan ruang kerja serta jangkauan sudut sebuah manipulator. Ruang kerja robot adalah semua tempat yang dapat dijangkau oleh end effector. Hal lain yang menentukan ruang kerja dan jangkauan sudut adalah panjang jangkauan lengan.Menurut Kurniawan (2006:16) Secara klasik konfigurasi manipulator dapat dibagi dalam empat kelompok yaitu polar, silindris, cartesian, dan sendi lengan (joint arm). Adapun konfigurasi manipulator tersebut adalah sebagai berikut:

a. Konfigurasi Polar

Gambar 3. Konfigurasi Polar(Endra,2006:18)Pada konfigurasi polar badan dapat berputar kekiri atau kekanan. Sendi pada badan mengangkat atau menurunkan pangkal lengan secara polar. Lengan ujung dapat digerakkan maju-mundur secara translasi. b. Konfigurasi Silinder

Gambar 4. Konfigurasi Silinder(Endra,2006:18)Seperti yang terliahat pada gambar 4, konfigurasi silinder mempunyai jangkauan yang berbentuk ruang silinder, meskipun sudut ujung lengan terhadap garis penyangga tetap. Konfigurasi ini banyak diadopsi untuk sistem gantry atau crane karena strukturnya yang kokoh untuk tugas mengangkat beban.

c. Konfigurasi Cartesian

Gambar 5. Konfigurasi Cartesian(Endra,2006:18)Manipulator berkonfigurasi cartesian ditunjukkan dalam gambar 5. Struktur ini banyak dipakai secara permanen pada instalasi pabrik, baik untuk mengangkat dan memindahkan barang produksi maupun untuk mengangkat perlalatan-peralatan berat pabrik ketika melakukan kegiatan instalasi.d. Konfigurasi Struktur Sendi Lengan

Gambar 6. Konfigurasi Struktur Sendi Lengan(Endra, 2006:19)Konfigurasi struktur sendi lengan ini adalah konfigurasi yang paling populer untuk tugas-tugas reguler di pabrik, terutama untuk fungsi layaknya pekerja pabrik. Seperti mengangkat barang dari konveyor, mengelas, memasang komponen mur, baut pada produk, dan sebagainya. Pada perancangan dan pembuatan lengan robot pemindah barang berbasis arduino ini menggunakan konfigurasi struktur sendi lengan, dimana kelebihan dari konfigurasi manipulator ini adalah jangkauan yang fleksibel. Struktur sendi lengan ini cocok digunakan untuk menjangkau daerah kerja yang sempit dengan sudut jangkauan yang beragam.2. AktuatorAktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan sebuah mekanisme atau system mekanik. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, dimana dikendalikan oleh media pengontrol yang terprogram. Pada perancangan dan pembuatan lengan robot ini menggunkan motor DC servo sebagai aktuator.a. Motor DC Servo

Gambar 7. Bentuk Fisik Motor DC Servo(http://www.electrocontrol.wordpress.com)Motor DC servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.Motor DC servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu.Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.b. Tipe Motor ServoSecara umum terdapat 2 jenis motor servo. yaitu motor servo standard dan motor servo Continous. Servo motor tipe standar hanya mampu berputar 180 derajat. Motor servo standard sering dipakai pada sistim robotika misalnya untuk membuat Robot Arm (Robot Lengan). Sedangkan Servo motor continuous dapat berputar sebesar 360 derajat. Motor servo continous sering dipakai untuk Mobile Robot. Pada badan servo tertulis tipe servo yang bersangkutan.Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan system lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. c. Pulse Width ModulationMenurut Kurniawan (2006:90) Pulse Width Modulation (PWM) adalah suatu teknik manipulasi dalam pengemudi motor (atau perangkat elektronik berarus besar lainnya) yang menggunakan prinsip cut-off dan saturasi".Secara umum PWM merupakan sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda.Lebar pulsa PWM dinyatakan dalam Duty Cycl