KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

10
Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949 Jurnal Nasional Teknik Elektro 15 KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA DERAJAT KEBEBASAN BERBASIS VISUAL Darwison, M. Ilhamdi Rusydi dan Bentar Laboratorium Elektronika Industri Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas Email: [email protected] ABSTRAK Penelitian ini bertujuan membuat kontrol posisi robot manipulator planar berbasis visual dengan menggunakan sensor kamera sebagai pendeteksi keberadaan objek. Dengan menerapkan metoda Jacobian Citra akan membuat pergerakan robot lebih cepat sampai ke objek yang terdeteksi. Input dari Jacobian citra didapatkan dari tangkapan piksel benda oleh Kamera. Posisi dicapai dengan pengaturan kecepatan sudut dari hasil Jacobian robot untuk masing-masing joint robot yang menggunakan servomotor. Mikrokontroler digunakan sebagai pengontrol pergerakan dan komunikasi antara kamera dengan komputer melalui modul wireless. Metoda Jacobian citra dan Jacobian robot di proses di Komputer. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pergerakan dipengaruhi oleh nilai kedalaman benda terhadap kamera (Z). Dengan nilai Z=1 error piksel terkecil [-1 0] dan waktu pencapaian 6s. Sedangkan untuk Z=10 membuat tingkat akurasinya menjadi berkurang dengan error piksel terkecil [-9 -1] dan waktu pencapaian 8s. Kata Kunci : robot manipulator planar, Jacobian dan kontrol posisi. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Robot manipulator (Lewis, 2004) [5] adalah robot yang memiliki sistem mekanik yang terdiri dari susunan lengan, sendi dan dapat menghasilkan gerakan yang terkontrol (Ermadi, 2007) [2] . Hal ini berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh J. Cid-Monjaraz dkk (2007) (6) dengan judul “A visual servoing controller for robot manipulators” membahas mengenai pengontrolan pergerakan robot manipulator planar berbasis visual. Selanjutnya adalah penelitian dari Paulo Goncalves dkk (2007) (4) dalam paper mereka yang berjudul Comparing Visual Servoing Architecture for Planar Robot” membahas mengenai analisa kinematik pada robot manipulator planar. Namun rancangan robot manipulator planar ini masih terbatas pada tracking objek tanpa bisa melakukan pemindahan objek dari satu titik ke titik yang lain. Selain itu, robot manipulator planar ini tidak dapat dikontrol dari jarak yang jauh karena sistem komunikasi data masih menggunakan kabel dan posisi kamera yang tidak terintegrasi pada mekanik robot. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelititan untuk merancang dan Implementasi kontrol posisi robot manipulator planar tiga derajat kebebasan berbasis visual. 1.2 Tujuan Penelitian Ada dua tujuan penelitian, yakni: 1. Agar dapat merancang dan membuat sebuah sistem kontrol posisi robot manipulator planar tiga derajar kebebasan. 2. Agar dapat robot manipulator planar bergerak ke posisi yang tepat. 1.3 Manfaat Penelitian Penelitian ini adalah suatu usaha untuk dapat memberlakukan robot manipulator planar bergerak ke posisi yang tepat dengan menerapkan metoda Jacobian citra dan Jacobian robot. Keberhasilan metoda ini sebagai materi penelitian diharapkan dapat memberikan hasil yang lebih efektif dalam menyelesaikan masalah, sehingga dapat berguna untuk kemajuan dunia industri dan khususnya bidang yang berhubungan dengan masalah kontrol robot manipulator planar. 1.4 Batasan Masalah Adapun masalah yang akan diteliti yaitu Bagaimana merancang kontrol posisi (melibatkan kamera sebagai sensor posisi

Transcript of KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Page 1: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 15

KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGADERAJAT KEBEBASAN BERBASIS VISUAL

Darwison, M. Ilhamdi Rusydi dan BentarLaboratorium Elektronika Industri Jurusan Teknik Elektro Universitas Andalas

Email: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan membuat kontrol posisi robot manipulator planar berbasis visual denganmenggunakan sensor kamera sebagai pendeteksi keberadaan objek. Dengan menerapkan metodaJacobian Citra akan membuat pergerakan robot lebih cepat sampai ke objek yang terdeteksi. Input dariJacobian citra didapatkan dari tangkapan piksel benda oleh Kamera. Posisi dicapai dengan pengaturankecepatan sudut dari hasil Jacobian robot untuk masing-masing joint robot yang menggunakanservomotor. Mikrokontroler digunakan sebagai pengontrol pergerakan dan komunikasi antara kameradengan komputer melalui modul wireless. Metoda Jacobian citra dan Jacobian robot di proses diKomputer. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pergerakan dipengaruhi oleh nilai kedalaman bendaterhadap kamera (Z). Dengan nilai Z=1 error piksel terkecil [-1 0] dan waktu pencapaian 6s. Sedangkanuntuk Z=10 membuat tingkat akurasinya menjadi berkurang dengan error piksel terkecil [-9 -1] danwaktu pencapaian 8s.

Kata Kunci : robot manipulator planar, Jacobian dan kontrol posisi.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangRobot manipulator (Lewis, 2004)[5]

adalah robot yang memiliki sistem mekanikyang terdiri dari susunan lengan, sendi dandapat menghasilkan gerakan yang terkontrol(Ermadi, 2007)[2]. Hal ini berdasarkanpenelitian yang dilakukan oleh J. Cid-Monjarazdkk (2007) (6) dengan judul “A visual servoingcontroller for robot manipulators” membahasmengenai pengontrolan pergerakan robotmanipulator planar berbasis visual. Selanjutnyaadalah penelitian dari Paulo Goncalves dkk(2007)(4) dalam paper mereka yang berjudul“Comparing Visual Servoing Architecture forPlanar Robot” membahas mengenai analisakinematik pada robot manipulator planar.Namun rancangan robot manipulator planar inimasih terbatas pada tracking objek tanpa bisamelakukan pemindahan objek dari satu titik ketitik yang lain. Selain itu, robot manipulatorplanar ini tidak dapat dikontrol dari jarak yangjauh karena sistem komunikasi data masihmenggunakan kabel dan posisi kamera yangtidak terintegrasi pada mekanik robot.Berdasarkan hal tersebut maka dilakukanpenelititan untuk merancang dan Implementasi

kontrol posisi robot manipulator planar tigaderajat kebebasan berbasis visual.

1.2 Tujuan PenelitianAda dua tujuan penelitian, yakni:

1. Agar dapat merancang dan membuatsebuah sistem kontrol posisi robotmanipulator planar tiga derajarkebebasan.

2. Agar dapat robot manipulator planarbergerak ke posisi yang tepat.

1.3 Manfaat PenelitianPenelitian ini adalah suatu usaha untuk

dapat memberlakukan robot manipulator planarbergerak ke posisi yang tepat denganmenerapkan metoda Jacobian citra dan Jacobianrobot. Keberhasilan metoda ini sebagai materipenelitian diharapkan dapat memberikan hasilyang lebih efektif dalam menyelesaikanmasalah, sehingga dapat berguna untukkemajuan dunia industri dan khususnya bidangyang berhubungan dengan masalah kontrolrobot manipulator planar.

1.4 Batasan MasalahAdapun masalah yang akan diteliti yaitu

Bagaimana merancang kontrol posisi(melibatkan kamera sebagai sensor posisi

Page 2: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 16

objek) robot manipulator planar agar dapatmengangkat beban (maksimal 0,5 gram)berbentuk bola sejauh jangkauan lengan robotsehingga menghasilkan pergerakan robot keposisi yang dituju dengan tepat.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Matrik Transformasi HomogeneousAdapun matrik transformasi homoge-

neous untuk gambar 1 adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Hubungan link pada sebuahmanipulator (Monjaraz 2007)[6].

(1)

Atau

0 1i iR P

iA (2)

dimana Ri adalah sebuah matrik rotasi dan Piadalah sebuah vector translasi.

2.2 Forward KinematikPosisi dan arah dari ujung lengan seperti

gambar 2 berpengaruh pada kerangka koordinatacuan manipulator yang diperoleh dari matrikT, dimana matrik T adalah sebagai berikut(Sciavicco,1996)[9].

0 0 0 1 0 1n o a p R P

T

(3)

Gambar 2.Ujung lengan robot

Vektor n, o, a, dan p yang diperlihatkanpada gambar 2 di atas. Dimana, a adalah vektorpendekatan dari end-effector (ujung lengan), oadalah vektor arah, n adalah vektor normal, danp adalah vektor posisi (Rusydi, 2008)[8].

2.3 JacobianMatrik jacobian dapat dirumuskan

sebagai berikut ini:

(4)

dengan adalah kecepatan kartesian y adalah

hy q Jqq

(5)

Dan J(q) disebut dengan Jacobian Manipulator.Secara umum kecepatan kartesian dapatdituliskan,

y

(6)

dimanaT

x y z adalah kecepatan

linear danT

x y z adalah kecepat-

an sudut, secara singkat x dapat dikatakansebagai kecepatan sudut terhadap sumbu x[8].Dengan menurunkan persamaan (5) makadiperoleh percepatan dengan formula sebagaiberikut:

y Jq Jq (7)

2.4Jacobian RobotTurunan pertama persamaan kinematik

maju di atas menghasilkan persamaankinematik diferensial dan matriks JacobianRobot JR yang menyatakan kecepatan ujunglengan v terhadap kecepatan joint q

sebagaiberikut[8].

Page 3: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 17

( )pv J q q

(8)

PR

o

JJ

J

(9)

Dengan 1iz adalah vektor unit padakoordinat joint i. Pada Joint revolute kecepatanrotasinya adalah:

1, 1i i i iv z

(10)

1i oi i iq J v z

(11)

1oi i iJ v z

(12)

dan kecepatan linearnya adalah:

1, 1, 1,i i i i i iv xr (14)

1, 1, 1 1( )i pi i i i n i i iq J xr v z x p p

(15)

1 1( )pi i iJ z x p p (16)

Jadi,0 0

1 1

1

1

( )jika joint i bersifat revolute

Jika joint i bersifat prismatic0

i i

ii

i

z x p pz

Jz

(17)

x = perkalian silang vektor

2.5 Sistem VisualKamera menghitung intensitas dari

cahaya pada setiap koordinat piksel (u,v).sebuah titik 3D dengan koordinat homogen xtitik= (x,y,z,1) diproyeksikan pada titik citra dengankoordinat homogen P=(u,v,1) [8]:

(18)K adalah matrik interistik kamera :

(19)

u0 dan v0 adalah koordinat piksel-piksel, ku dankv adalah faktor skala pada sepanjang sumbu

dan (piksel/meter). adalah sudut antarasumbu dengan panjang fokus. Gambar 3menunjukkan model perspektif kamera terhadapruang 3D (Fu dkk, 1987)[3].

Gambar 3. Model Perspektif kamera terhadapruang 3D terhadap bidang kamera.

Parameter matrik intrinsik kameratersebut adalah jarak fokus, kerapatan pikseldan sudut optik kamera.

Perubahan posisi objek, mi, dalam bidangcitra memiliki hubungan dengan kecepatankamera v, yang dinyatakan dalam matrikJacobian Citra sebagai berikut:

(20)

Matriks Jacobian Citra untuk sebuah ciricitra berupa titik Oi adalah sebagai berikut:

(21)

Dimana :icJ = Jacobian citra ke i = Panjang fokus kamera

( u , v ) = Koordinat piksel kameraz =Kedalaman benda pada kamera

Matriks Jacobian Citra untuk N buah ciricitra yang diamati adalah sebagai berikut:

(22)

2.6 Komponen Utama Robot2.6.1 Sistem Aktuator

Aktuator adalah perangkat elektro-mekanik yang digunakan untuk melakukangerakan, seperti servomotor DC (Darwison dkk,2011)[1] pada gambar 4.

Page 4: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 18

2.6.2 Servomotor DCServomotor DC adalah motor DC

dengan torsi besar yang memiliki kemampuanyang baik dalam hal posisi, kecepatan danakselerasi.

Secara umum terdapat 2 jenisservomotor, yaitu servomotor standard seringdipakai pada sistim robotika misalnya untukmembuat “ Robot Arm” ( Robot Lengan )sedangkan servomotor Continous sering dipakaiuntuk robot mobil (Pitowarno, 2006)[7].

= 1,5ms

< 1,5ms

18ms – 20ms

> 1,5ms

berhenti

putarkanan

putarkiri

Gambar 4. Penggunaan servomotor DC

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Garis Besar Perancangan SistemAdapun diagram blok penelitian seperti

gambar 5 yang terdiri dari 2 bagian yaituperangkat keras (hardware) yang terdiri daribentuk mekanik dan perancangan perangkatlunak (software) yang berfungsi untukmengendalikan pergerakan dari robotmanipulator.

Mikrokontroler ATMega128L mem-punyai dua buah port serial yang digunakanuntuk berkomunikasi dengan kameraCMUcam3 dan modul Xbee PRO (Xbee,2011)[10] dan port I/O yang difungsikan sebagaioutput untuk menggerakkan servomotor denganmenggunakan sinyal PWM.

Gambar 5. Blok diagram sistem robotmanipulator planar

3.2 Perangkat Keras3.2.1 Mekanik

Robot Manipulator ini mempunyai duabuah joint yang bisa berotasi (revolute joint)dan 1 buah joint yang bisa bertranslasi(prismatic joint). Mekanik Robot manipulatorini sepenuhnya dibuat dengan menggunakanbahan acrylic bening seperti gambar 6.

Gambar 6. Mekanik Robot

3.2.2 Perancangan Sistem MinimumKamera CMUcam3 dihubungkan

dengan mikrokontroler ATMega 128L melaluiconverter RS-232. Mikrokontroller jugadihubungkan dengan komputer melalui modulXbee Pro untuk proses jacobian citra danJacobian robot seperti terlihat pada gambar 7.

Gambar 7. Rangkaian sistem minimumRobot Manipulator Planar

Pada komputer terdapat modul wirelessXbee PRO untuk menerima data titik tengahobjek dan sudut aktual masing-masing jointrobot dari mikrokontroler ATMega 128. Modulini dihubungkan ke port serial RS-232 padakomputer sehingga protokol komunikasi yang

Page 5: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 19

digunakan mengikuti standar RS-232 sepertigambar 8.

Gambar 8. Rangkaian Xbee Serial Adapterpada Komputer

3.3 Perancangan Perangkat LunakPerangkat lunak pada robot manipulator

planar terdiri atas perangkat lunak userinterface pada komputer menggunakanMATLAB 7.04 dan perangkat lunakmikrokontroler ATMega 128L menggunakanCodeVision AVR 1.24.8d Professional berbasisbahasa C. Sesuai dengan rangkaian sistemnya,mikrokontroler ATMega 128L dihubungkandengan kamera CMUcam3, motor DC, motorservo, modul wireless Xbee PRO, dan pushbutton. Adapun flowchart program padamikrokontroller adalah seperti terlihat padagambar 9. Dan gambar 10 berikut merupakanflowchart program pada komputer.

3.4 Parameter Robot ManipulatorRobot manipulator ini terdiri dari 2

joint yang bisa berotasi dan 1 joint yang bisatranslasi. Untuk mencari kinematikanyadigunakan metode Denavit- Hartenberg yangmengandung beberapa parameter seperti sudutjoint (θi), jarak joint (di), sudut putaran link(αi), dan panjang link (ai). Untuk dapatmelakukan pergerakan yang terkontrol darirobot manipulator planar ini, diperlukanbeberapa tahapan yaitu:

1. Menentukan parameter link dan joint darirobot manipulator planar sepertiditunjukkan oleh Gambar 11 yangmenunjukkan koordinat masing-masingjoint.

Gambar 9. Flowchart pada mikrokontroler

Gambar 10. Flowchart pada komputer

Page 6: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 20

Gambar 11. Rancangan Parameter joint i dandi

Tabel 1 merupakan parameter yang terdapatpada masing-masing joint dan link dari robotplanar.

Tabel 1. Parameter Robot Manipulator 3-DOF

Joint i i i di(mm) ai(mm)

1 1 0 280 150

2 2 -180 0 1203 0 0 d3=220 0

2. Menentukan matrik transformasihomogen robot manipulator yangmenyatakan hubungan tiap joint adalahsebagai berikut:

Untuk mempermudah penulisan,selanjutnya cos i dan sin idilambangkan Ci dan Si. Berikut iniadalah matrik homogen robotmanipulator planar dengan tiga derajatkebebasan (Zulvi, 2010)[11] untuk tiap-tiap joint :

a. Matrik homogen pada joint 1

0A1 =

1000280100

15001500

111

111

SCSCSC

b. Matrik homogen pada joint 2

1A2 =

10000100

12001200

222

222

SCSCSC

c. Matrik homogen pada joint 3

2A3 =

100022010000100001

Adapun matrik transformasi dari robot planardengan tiga derajat kebebasan:

a. Matrik Transformasi pada joint 10T1 = 0A1

0T1 =

1000280100

15001500

111

111

SCSCSC

b. Matrik Transformasi pada joint 20T2 = 0A1

1A2

=

1000280100

15012001501200

1212121

1212121

SSCSCCSC

c. Matrik Transformasi pada joint 30T3 = 0A1

1A22A3

=

100060100

15012001501200

1212121

1212121

SSCSCCSC

Maka dari matrik diatas didapatkan matrik:

n =

021

21

SC

, s =

021

21

CS

, a =

100

dan matrik p,

p =

60150120150120

121

121

SSCC

3.5 Sistem Kendali Robot Berbasis VisualCitraPada sistem kendali ini ada masukan Pd

sebagai koordinat piksel benda pada kamera, P

Page 7: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 21

sebagai koordinat benda yang diinginkan padakoordinat piksel kamera (titik referensi), dan vmerupakan hasil dari sistem yang berupakecepatan pada masing-masing joint yangharus diberikan seperti gambar 12.

Gambar 12. Diagram sistem kendali robotberbasis visual

Ciri objek yang diambil hanya berupa titiktengah objek, maka:

Pd =

d

d

vu

dan P =

vu

Maka:

e = Pd – p =

vvuu

d

d

Pada sistem pengendalian robot berbasisvisual ini terdiri dari sistem Jacobian Citra danJacobian Robot. Jacobian Robot berfungsiuntuk mentransformasikan posisi koordinatbenda berdasarkan titik acuan menjadiinformasi kecepatan dan arah setiap joint. Padarobot ini terdiri dari 2 buah joint yang diberikankecepatan rotasi dan 1 buah joint diberikankecepatan linier, sehingga θ berupa matrikberdimensi 3x1. Kecepatan ujung lengan robotmanipulator V, terdiri dari kecepatan linier dankecepatan rotasi pada sumbu x,y,z. Vmerupakan matrik berdimensi 6x1. HubunganV dan θ adalah V = JR θ , karena V kecepatanujung lengan robot matrik berdimensi 6x1 danθ adalah kecepatan joint matrik berdimensi 3x1,sehingga:

]13[16 xJx R

Maka JR merupakan matrik berdimensi6x3 dimana JR merupakan matrik jacobianrobot.

.

.

2

.

1

d

Jvvv

R

z

y

x

z

y

x

dengan

JR = 321 JJJ

Pergerakan joint bersifat revolute danprismatik maka matrik jacobian robotberbentuk:

0 01 1

1

1

( )jika joint i bersifat revolute

Jika joint i bersifat prismatic0

i i

ii

i

z x p pz

Jz

Untuk membentuk matrik jacobian robotini diperlukan matrik p dan matrik z pada setiapjoint yaitu:

000

0p ,

280150150

1

1

1 SC

p ,

280

150)(120150)(120

12121

12121

2 SSCCSCSSCC

p

maka,

60

150)(120150)(120

12121

12121

SSCCSCSSCC

p

dan

100

0Z ,

100

1Z dan

100

2Z

Maka matrik Jacobian Robot yang terbentukadalah sebagai berikut:

a. Matrik Jacobian Robot untuk joint 1(revolute joint) adalah:

J1=Z0x(p–p0)

Pd Sistem

KendaliRobot

BerbasisVisual

P

v

Page 8: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 22

=

1000

150)(120150)(120

12121

12121

CSSCCSSCCS

b. Matrik Jacobian Robot untuk joint 2(revolute joint) adalah:

J2=Z1x(p–p1)

=

1000

)(120)(120

2121

2121

SSCCSCCS

c. Matrik Jacobian Robot untuk joint 3(prismatic joint) adalah:

J3=

01iZ =

0001

00

02Z

Maka Matrik Jacobian Robot untukRobot Planar dengan tiga derrajat kebebasanadalah:

Sedangkan sistem Jacobian Citraberfungsi untuk mentransformasikan posisikoordinat berdasarkan piksel menjadi posisikoordinat berdasarkan titik acuan. Hubungan ṗ

dan Vc adalah ṗ = Jc.Vc , ṗ adalah kecepatanposisi piksel matrik berdimensi 3x1 dan Vcadalah kecepatan kamera atau ujung lenganberdimensi 6x1, sehingga

16.13 xJx c.p =Jc.Vc

cz

cy

cx

cz

cy

cx

c

VVV

Jzvu

.

.

.

0000

1

.

.

cz

cy

cx

cz

cy

cx

c

VVV

Jvu

Vektor kecepatan perubahan posisi pikselkamera dinormalisasi sehingga ż = 1 danpergerakan linier kamera hanya pada sumbu zserta kamera tidak bisa berotasi sehingga Vcz =0, ωcx= 0, ωcy= 0, ωcz= 0 dan Jc berdasarkanpersamaan diatas adalah:

Jc=

uvuvzv

z

vuvuzu

z

.0

.022

22

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil PengujianPada pengujian ini sistem bekerja secara

otomatis dengan menggunakan sensor berupakamera CMUcam3 untuk mendeteksi objekberwarna yang akan memberikan informasi titiktengah objek (piksel) sebagai umpan balik bagisistem robot. Adapun hasil pengujian sebagaiberikut:a. Dengan posisi Pd = [102 137] yang

merupakan koordinat piksel hasil tangkapankamera dan P = [87 143] yang merupakankoordinat piksel referensi, dengan nilaifaktor kedalaman Z = 1 dan objek diam.

Page 9: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 23

Percobaan 1

-30-20-100102030

1 4 7 10 13 16 19 22 25

Waktu (detik) (z=1)

Gal

at (p

ikse

l)

euev

Gambar 13. Percobaan 1: kesalahan pikseltitik 1 terhadap waktu(detik)

Posisi objek pada titik Pd menjadi inputpada sistem kendali ini dan titik P diharapkanberada pada posisi objek atau titik P akanberhimpit dengan titik Pd dalam koordinatpiksel kamera. Dengan nilai Z = 1 sistemmengalami osilasi piksel 27 sampai -21 danmulai menuju objek yang dituju pada detik ke 7dengan error piksel terkecil [-1 0] sepertigambar 13.

b. Untuk posisi Pd = [109 145] dan P = [87143] dengan Z = 1 serta objek bergerakdihasilkan seperti gambar 14.

Percobaan 2

-100

-50

0

50

100

1 4 7 10 13 16 19 22 25

Waktu (detik) (z=1)

Gal

at (p

ikse

l)

euev

Gambar 14. Percobaan 2: kesalahan pikseltitik 2 terhadap waktu(detik)

Dengan nilai Z = 1 sistem mengalamiosilasi piksel 61 sampai -58 dan sampai keobjek yang dituju pada detik ke 23 dengan errorpiksel terkecil adalah [3 3].

c. Untuk Z=5 dan objek diam, sistemmengalami osilasi piksel 32 sampai -13serta robot sampai ke objek yang ditujupada detik ke 7 dengan error piksel terkecil[5 5] seperti pada gambar 15 dan objekbergerak seperti pada gambar 16.

Percobaan 3

-20-10010203040

1 4 7 10 13 16 19 22 25

Waktu (detik) (z=5)

Gala

t (pi

ksel

)

euev

Gambar 15. Percobaan 3: kesalahan pikseltitik 3 terhadap waktu(detik)

Percobaan 4

-60

-40

-20

0

20

40

1 4 7 10 13 16 19 22 25

Waktu (detik) (z=5)

Gal

at (p

ikse

l)

euev

Gambar 16. Percobaan 4: kesalahan pikseltitik 4 terhadap waktu(detik)

V. KESIMPULAN

1. Robot mampu menuju titik yang ditujutanpa berosilasi adalah sesudah 6s denganerror piksel terkecil [-1 0].

2. Semakin besar nilai Z keakuratan posisiujung lengan robot semakin rendah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Darwison, M. Ilhamdi Rusydi dan ImilHamda Imran, Perancangan danPembuatan sistem Kontrol KecepatanServomotor Continous Parallax denganPID. Teknika No.35 Vol.1 thn.XVIII,Universitas Andalas Padang (2011).

[2] Ermadi, Ade, Perancangan danImplementasi Robot Mobil Pendeteksidan Pemadam Api Menggunakan SensorUltraviolet dan Ultrasonik BerbasiskanMikrokontroler Renesas R8c/13,Universitas Andalas Padang (2009).

[3] Fu, K.S, dkk., Robotics : Control,Sensing, Vision, and Intelligence.New York, The McGraw-HillCompanies (1987).

[4] Goncalves, Paulo dkk., ComparingVisual Servoing Architecture for PlanarRobot(2007), Diunduh pada 11 mei 2011pukul 15:14 WIB darihttp://med.ee.nd.edu/MED10/pdf/349.pdf

Page 10: KONTROL POSISI ROBOT MANIPULATOR PLANAR TIGA …

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 24

[5] L.Lewis, Frank., Robot ManipulatorControl Theory and Practice”. U.S.A:Mercel Dekker inc(2004).

[6] Monjaraz, J. Cid dkk. , A Visual ServoingController for Robot manipulator,(2007). diunduh tanggal 27 mei 2011pukul 19.38 wib darihttp://www.naun.org/journals/circuitssystemssignal/cssp-39.pdf.

[7] Pitowarno, Endra, Robotika Desain,Kontrol, dan Kecerdasan Buatan,Yogyakarta, CV.Andi Offset(2006).

[8] Rusydi, Muhammad Ilhamdi,Perancangan dan Simulasi AlgoritmaVisual Servoing Berdasarkan Citra PadaRobot Scara Adeptone, Tesis. PadaJurusan Teknik Elektro, InstitutTeknologi Bandung, Bandung(2008).

[9] Sciavicco, Lorenzo dan Bruno Siciliano,Modelling and Control of RobotManipulator, The McGraw-HillCompanies, New York (1996).

[10] Xbee PRO Datasheet, diunduh padatanggal 30 Mei 2011 pukul 19.36 wibdarihttp://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee-Manual.pdf.

[11] Zulvi, Adilson, Tugas Akhir:Perancangan dan Implementasi VisualServoing Penjejak Garis Pada RobotLengan 3 Derajat Kebebasan DenganPengendali Proporsional. UniversitasAndalas, Padang(2010).

Biodata PenulisDarwison, dilahirkan di Payakumbuh,

Sumatera Barat Indonesia. Pendidikan SDsampai SMA dilalui di kota Padang SumateraBarat. Lulus SMA melanjutkan S1 TeknikElektro bidang studi Elektronika ke ITSSurabaya. Selama mengikuti perkuliahan di ITSbanyak pengalaman praktik yang didapatmelalui sebagai asisten Praktikum, lomba danTugas Akhir Pernah mendapat pengalamanelektronika di beberapa perusahaan yangmemproduksi antara lain semen, plastik, obatnyamuk bakar dan lain-lain. Tahun 1995diterima sebagai dosen S1 Teknik Elektro diUniversitas Andalas Padang sampai sekarang.Tahun 2002 menyelesaikan S2 Teknik Elektrobidang studi Sistem Isyarat Elektronik di UGMYogyakarta. Aktif di laboratorium untukpenelitian di bidang kontrol, mekatronika danbiomedika, pembimbing penelitian PKMTmahasiswa. Tahun 2002 sebagai kepala laborElektronika Industri sampai 2012. Mata kuliahyang diajarkan di Jurusan Teknik Elektro danFakultas lain di Unand adalah Elektronika,Sistem kontrol, Interface, OperasionalAmplifier, Sistem Digital dan Mikroprosesor &Mikrokontroller. Penelitian yang dilakukanmasih berkaitan dengan mikrokontroller,antara lain kontrol PLTB (Bayu), akses MovingSign via HP, robot, petir, plasma dan gempa.Pengabdian di Pauh, PKBM Karang Putih danKKN, mengadakan pelatihan interface &Mikrokontroller untuk mahasiswa / umum, danpembinaan & pelatihan perancangan &pembuatan moving sign.