BAB III ok.docx

Click here to load reader

  • date post

    18-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    47
  • download

    6

Embed Size (px)

Transcript of BAB III ok.docx

46

BAB IIIPERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALATPerancangan merupakan suatu tahapan dari proses pembuatan dalam alat. Perancangan alat digunakan untuk menentukan komponen penyusunan dari suatu alat yang akan dibuat agar dapat membuat hasil akhir sesuai dengan yang diinginkan. Pada bab III ini akan dibahas tentang Blog diagram, Prinsip kerja alat, Rancang fisik alat, serta Perancangan dan pembuatan catu daya.A. Blok Diagram

POWER SUPPLY

SERVO 1SERVO 2SERVO 3SERVO 4SERVO 5SERVO 6ARDUINOUNO

SENSOR PING

SENSOR WARNA

Gambar 27. Blok Diagram Sistem Kontrol Pada Lengan RobotPada blok diagram, terdiri dari beberapa bagian, yaitu:1. Power supply yang berfungsi menyediakan daya pada peralatan elektronik atau komponen yang membutuhkan energi listrik untuk sebuah system.2. Arduino Uno yang berfungsi sebagai Controller peralatan yang dirancang.3. Modul sensor warna TCS 3200 yang berfungsi sebagai pendeteksi warna yang telah ditentukan dan menentukan gerak robot lengan.4. Sensor Ping berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidak nya benda.5. 6 Motor servo yang berfungsi sebagai aktuator atau alat penggerak pada robot lengan.B. Prinsip Kerja AlatPada dasarnya prinsip kerja sistem secara keseluruhan diatur oleh Arduino Uno sebagai kontrol utama. Mikrokontroler ini berfungsi sebagai pengatur, pengirim dan penerima data dari modul sensor warna TCS 3200 dan sensor ping ke Arduino Uno yang kemudian diproses untuk mengontrol 6 motor servo yang akan dikontrol berdasarkan instruksi sensor warna TCS 3200 dan sensor Ping. Sensor-sensor ini memiliki peranan penting dalam perancangan lengan robot ini. Dimana sensor ping akan mendeteksi ada tidaknya objek, selanjutnya sensor warna melakukan pembacaan warna, lalu Arduino mengeksekusi motor servo sesuai program yang telah diberikan.Pemindahan barang pada lengan robot ini dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut.1. Jika terbaca objek berwarna merah oleh sensor warna maka manipulator akan bergerak menuju drop box 1. Dengan cara servo A berputar sebesar 135 terhadap posisi 0 servo A. 2. Jika terbaca objek berwarna biru oleh sensor warna maka manipulator akan bergerak menuju drop box 2. Dengan cara servo A berputar sebesar sudut 45 terhadap posisi 0 servo A, servo B berputar sebesar sudut 180 terhadap posisi 0 servo B.3. Jika terbaca objek berwarna kuning oleh sensor warna maka manipulator akan bergerak menuju drop box 3. Dengan cara servo B berputar dengan sudut 135 terhadap posisi 0 servo B, servo C berputar dengan sudut 30 terhadap posisi 0 servo C.4. Jika terbaca objek berwarna merah muda oleh sensor warna maka manipulator akan bergerak menuju drop box 4. Dengan cara servo A berputar sebesar sudut 135 terhadap posisi 0 servo A, servo B berputar sebesar 180 terhadap posisi 0 servo B.5. Jika terbaca objek berwarna hijau oleh sensor warna maka manipulator akan bergerak menuju drop box 5. Dengan cara servo A berputar sebesar sudut 45 terhadap posisi 0 servo A.Hal tersebut akan dieksekusi motor servo apabila terdeteksi adanya benda oleh sensor ping.

C. Rancang Fisik Alat

Gambar 28. Rancang Fisik Alat Keseluruhan1. Konstruksi manipulator Konstruksi manipulator lengan robot pemindah barang ini akan menentukan gerakan lengan robot tersebut. Perancangan mekanik lengan robot terdiri dari beberapa komponen yang tersusun sesuai dengan fungsinya masing-masing.Konstruksi lengan robot ini terbuat dari bahan Acrilic dengan ketebalan 5mm dan plat almunium dengan ketebalan 1,5 mm. Lengan robot ini mempunyai 6 derajat kebebasan sehingga aktuatornya menggunakan 6 servo standar (180), dan semuanya memiliki masing-masing fungsi, seperti yang terlihat pada tabel 3.Tabel 3. Fungsi Masing-Masing Motor Servo Pada Lengan Robot.NoNama motor servoFungsi

1Motor servo AMemberikan gerakan secara horizontal (dari kanan ke kiri) pada base rotary (dudukan untuk berputar) untuk lengan secara keseluruhan maksimal 180.

2Motor servo BMemberikan gerakan vertikal (keatas-kebawah) pada lengan atas (shoulder flex).

3Motor servo CMemberikan gerakan vertikal (keatas-kebawah) pada lengan bawah (elbow flex).

4Motor servo DMemberikan gerakan vertikal (keatas-kebawah) pada lengan angguk (wrist pitch) gripper.

5Motor servo EMemberikan gerakan putaran horizontal (kiri-kanan) pada pergelangan putar (wrist roli) gripper.

6Motor servo FMemberikan gerakan menjepit/mencekram benda

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 29.

Gambar 29. Rancangan manipulatorSeperti yang terlihat pada gambar 29, panjang manipulator adalah 35 CM yang mana merupakan jangkauan maksimal manipulator. Sedangkan jangkauan minimalnya adalah 5 CM. Jarak antara base rotation ke drop box adalah 25 CM. a. Konstruksi Base rotationKonstruksi ini berguna sebagai sumbu (axis) dan kedudukan motor servo A dan servo B. Konstruksi ini terbuat dari bahan plat almunium dengan ketebalan 1,5 mm dan acrilic 5 mm. Servo A yang berada di base rotation ini akan berputar antara 0 sampai 180 (secara horizontal). Sedangkan servo B akan menggerakkan shoulder flex dari 0 sampai 180 (secara vertikal). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 30.

Gambar 30. Konstruksi Base Rotationb. Konstruksi Shoulder FlexShoulder flex ini berfungsi menghubungkan servo B dan servo C. Konstruksi ini juga berfungsi menghubungkan base rotation dan elbow. Adapun konstruksi shoulder flex dapat dilihat pada gambar 31.

Gambar 31.Konstruksi Shoulder Flex.c. Konstruksi ElbowKonstruksi elbow ini bergerak secara vertikal (keatas-kebawah). Pada elbow ini terdapat servo C dan servo D. Diamana servo C terhubung ke shoulder flex dan servo D terhubung dengan wrist pitch. Bentuk rancangan elbow pada lengan robot ini dapat dilihat pada gambar 32.

Gambar 32. Konstruksi Elbowd. Konstruksi Wrist pitchKonstruksi kedudukan motor servo yang digunakan nantinya sebagai wrist pitch (pergelangan angguk lengan robot). Konstruksi ini dapat dilihat pada gambar 33.

Gambar 33. Konstruksi Wrist Pitche. Gripper.Gripper berfungsi untuk memanipulasi objek yang hendak diambil. Pada lengan robot ini gripper terdiri dari dua roda gigi (gear) dengan jari 2 cm yang bersentuhan dan sebagai penggeraknya menggunakan satu motor servo. Konstruksi gripper pada lengan robot ini dapat dilihat pada gambar 34.

Gambar 34. Konstruksi Gripper2. Bentuk objekPada perancangan dan pembuatan lengan robot pemindah barang ini menggunakan 5 objek yang memiliki ukuran yang sama namun warna yang berbeda-beda. Adapun bentuk objek yang akan dipindahkan adalah seperti pada gambar 35.

Gambar 35. Bentuk objek

D. Perancangan dan Pembuatan Catu Daya (Power Supply)Rangkaian catu daya berfungsi untuk mensuplai tegangan ke seluruh rangkaian elektronika maupun aktuator pada lengan robot, sehingga robot dapat bekerja. Catu daya dalam pembuatan robot ini menyuplai tegangan untuk kontroler, sensor warna, sensor Ping dan motor DC servo.Pada perancangan lengan robot pemindah barang ini menggunakan catu daya dengan keluaran 9 VDC untuk arduino, 8 VDC untuk servo A dan servo B, 6 VDC untuk servo C,D,E,dan F. Sedangkan supply tegangan untuk modul sensor TCS3200 dan sensor ping diambil dari keluaran Arduino yaitu sebesar 5 VDC. Dalam rangkaian ini, transformator stepdown berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 VAC menjadi 24 VAC, 18 VAC, dan 12 VAC. Kemudian disearahkan oleh dioda. Selanjutnya tegangan tersebut diratakan oleh kapasitor 4700F. Untuk mendapatkan tegangan 9 VDC, 8 VDC, dan 6 VDC digunakan IC regulator tegangan. Untuk mendapatkan tegangan 9 VDC menggunakan IC 7809, untuk mendapatkan tegangan 8 VDC digunakan IC 7808, dan untuk mendapatkan tegangan 6 VDC digunakan IC 7806. Khusus untuk regulator dengan keluaran 8 VDC dan 6 VDC di lakukan penguatan arus dengan menggunakan transistor 2N3055. Hal ini di karenakan beban yang akan terpasang adalah 6 buah motor DC servo yang mana membutuhkan arus yang cukup besar. Sedangkan arus keluaran IC maksimal hanya 1 amper. Untuk keluaran 9 VAC tidak dilakukan penguatan arus karena tegangan ini hanya akan menyuplai bagian arduino saja yang mana arus yang dibutuhkan tidak sampai 1 amper. Berikut skema rangkaian power supply pada tugas akhir ini.

Gambar 36. Skema Rangkaian Catu Daya1. Pembuatan Papan Rangkaian / PCB.Adapun langkah langkah dalam membuat papan rangkaian catu daya adalah sebagai berikut :a. Langkah Awal dalam pembuatan papan rangkaian yaitu membuat gambar lay out dengan aplikasi Eagle. Berikut gambar layout dari rangakaian catu daya.

Gambar 37. Layout Catu Daya

Gambar 38. Tata Letak Komponen Catu DayaSiapkan PCB polos sesuai dengan ukuran rangkaian, lalu dibersihkan. Copy Layout tersebut ke kertas photo. Hasil copy-an inilah yang akan disablonkan ke papan PCB dengan cara di Setrika.b. Setelah jalur rangkaian selesai di sablon, langkah selanjutnya adalah melarutkanya ke dalam larutan ( Ferrid Clorida ), sebaiknya menggunakan air panas agar proses pelarutan lebih cepat.c. Setelah dilarutkan, PCB dicuci dengan air bersih. Setelah itu rangkaian di gosok menggunakan amplas halus. Selanjutnya tinggal proses pengeboran.2. Pemasangan KomponenDiteruskan dengan pemasangan komponen pada PCB lalu di solder. Dalam pemasangan komponen harus memperhatikan hal hal sebagai berikut :a. Polaritas Komponen.Pemasangan polaritas komponen harus benar. Pemasangan polaritas yang salah dapat menyebabkan rangkaian tidak bekerja dengan baik bahkan bisa menyebabkan kerusakan.b. Daya Tahan Komponen.Panas yang berlebihan pada saat penyolderan dapat merusak komponen. Walaupun tidak secara langsung tapi dapat merusak karakteristik komponen tersebut.

34