23
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas tentang langkah-langkah perancangan sistem kontroler
software
untuk mengenerate G-code ke dalam mikrokontroler Arduino Uno R3. lengan robot penggambar bidang dua dimensi dengan 4 DOF yang dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino
Uno R3 berdasarkan masukan dari program G code. Dalam perancangan sistem yang akan dibahas perangkat lunak sistem kontroler.
Perancangan ini meliputi diagram blok dan perancangan perangkat lunak
software
. Pembahasannya sebagai berikut :
3.1. Perancangan kontroler Robot.
Secara garis besar perancangan kontroler robot untuk menyusun sebuah sistem lengan robot penggambar dua dimensi berbasis mikrokontroler meliputi beberapa komponen utama
yaitu komponen
input
, komponen piranti pengendali
controller
dan komponen
output
. Komponen utama pada perangkat keras lengan robot penggambar bidang dua dimensi berbasis
mikrokontroler.
Gambar 3.1 Sistem Blok Diagram Perancangan Controller Gambar 3.1 merupakan sistem blok diagram dari perancangan controller robot.
Berdasarkan perancangan sistem pada Gambar 3.1,
personal computer
PC memiliki peranan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
sebagai pemberi masukan atau
input
pada sistem. Bagian
input
memberi keluaran atau
output
dari PC ke perangkat pengendali
controller
.
Output
yang dikeluarkan PC berupa data
serial
yang dikirm menuju piranti pengendali dengan sistem komunikasi
serial
melalui koneksi USB
Universal Serial Bus
. PC memberikan
output
data
serial
dari program berupa
G-code
yang membuat perintah sebagai acuan kerja
prototype
lengan robot penggambar dua dimensi untuk menggambar bidang dua dimensi pada area tulis.
Berdasarkan Gambar 3.1 piranti perancangan sistem pengendali adalah mikrokontroler dan stepper kontroler. Mikrokontroler digunakan sebagai piranti pengendali pertama yang
mengolah perintah dan data dari
output G-code
agar dapat dibaca oleh pengendali kedua yaitu stepper kontroler. Perintah dan data akan diolah mikrokontroler menjadi data-data berupa posisi
gerakan motor stepper yang kemudian dikirim menuju stepper kontroler untuk diolah menjadi keluaran pulsa-pulsa digital yang digunakan untuk mengendalikan putaran motor stepper.
Mikrokontroler yang digunakan pada sistem lengan robot penggambar bidang dua dimensi adalah
ATmega 328
yang sudah teraplikasikan pada sebuah papan kontroler yaitu
Arduino Uno R3
. Motor steeper dan motor RC servo merupakan keluaran atau
output
dari sistem lengan robot penggambar bidang dua dimensi. Motor stepper dan motor servo dapat bergerak setelah
mendapatkan
power supply max 15 volt
dan masukkan berupa pulsa-pulsa digital yang merupakan keluaran papan
A4988 stepper motor driver
. Sebagai salah satu penyusun pada sistem lengan robot, motor stepper berperan sebagai penggerak
actuator
dengan gerakan rotasi pada sudut-sudut tertentu sesuai dengan besarnya pulsa digital yang diterima sehingga gerakan
rotasi ini memungkinkan lengan robot dapat bergerak pada 3 sumbu axis yaitu X, Y dan Z. Sifat gerakan putaran sudut motor stepper dimanfaatkan sebagai sendi-sendi
joint
yang menghubungkan lengan satu dengan lengan yang lainnya.
Pada sistem lengan robot berdasarkan Gambar 3.1 piranti pengendali motor stepper digunakan untuk mengaktifkan 3 buah motor stepper dan 1 motor RC servo. Setiap motor
stepper bertugas untuk menggerakkan sendi
joint
pada bagian dasar
base
, bahu
shoulder
dan siku
elbow
. Sedangkan motor servo bertugas untuk mengerakkan pergelangan lengan
pitch
. Gerakan sendi-sendi
joint
pada sistem lengan robot memungkinkan
prototype
lengan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
robot penggambar bidang dua dimensi dapat bergerak dengan 4 derajat kebebasan
4 DOF
yaitu RRRR R=
Rotation
.
3.1.1 Perancangan Rangkaian Elektrik Sistem Pengendali
Perancangan rangkaian elektrik sistem pengendali lengan robot penggambar bidang dua dimensi berbasis pc dan mikrokontroler seperti pada Gambar 3.3 terdiri dari beberapa bagian
yang menyusun suatu sistem berupa perangkat komponen masukkan
input,
komponen pengendali
controller
dan komponen keluaran
output.
Perangkat masukan
input
dalam rangakian elektrik ini berasal dari
personal computer
pc. Komponen pengendali
controller
yang digunakan berupa mikrokontroler
Arduino Uno R3
dan
servo motor controller A4988 stepper motor driver
. Sedangkan komponen keluaran
output
berupa tiga buah motor stepper dan sebuah motor RC servo yang terdapat pada sendi
joint. Personal Computer
PC digunakan untuk membuat, menampilkan dan mengolah program berupa masukkan dari antarmuka perangkat lunak
software
.Mikrontroler digunakan sebagai komponen pengendali utama dari
prototype
lengan robot. Pemilihan mikrokontroler
Arduino UNO R3
karena sistem yang akan dibuat tidak memerlukan banyak IO, menggunakan komunikasi
serial
yang memiliki keunggulan
open source
untuk memudahkan dalam pengaplikasian pada sistem.
Gambar 3.2 Rangkaian elektrik sistem pengendali PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Keterangan Gambar 3.2 : 1.
Pe
r
sonal Computer PC.
2. Mikrontroler Arduino Uno R3
3.
A4988 stepper motor driver
4. Motor Stepper
5. Motor RC servo
3.2 Perancangan Perangkat Lunak
Kategori