Gambar 4.8 Grafik Sudut Shoulder 3.
Elbow Bagian sendi Elbow memiliki sistem penggerak yang agak berbeda dengan yang
lain. hal ini dikarenakan motor penggerak menggunakan metode tuas dalam menggerakkan sendinya. Motor tidak langsung menempel pada sendi seperti yang
lainnya melainkan menggunakan link pembantu sehingga desain motor bisa berada di bawah berdampingan dengan motor Shoulder. Dalam hal ini link pembantu juga
menggunakan prinsip sudut segi 4 sehingga sudut yang dibentuk oleh motor servo sama dengan sudut yang terjadi pada sendi Elbow. Berikut Tabel 4.3 yang berisi hasil
pengambilan data.
0,00 10,00
20,00 30,00
40,00 50,00
60,00 70,00
80,00 90,00
100,00 110,00
120,00 130,00
140,00 150,00
160,00 170,00
180,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120130 140150160 170180 S
UD UT
A K
TU A
L
SUDUT SERVO
SUDUT SERVO DAN AKTUAL SHOULDER
BESAR SUDUT
Tabel 4.3 Tabel Pengambilan Data Elbow
Nama Sendi Sudut pada Servo ˚ Sudut Aktual ˚ Selisih ˚ Error
Elbow Shoulder 40 ˚
35 35,00
0,00 0,00
40 39,00
1,00 2,50
45 44,00
1,00 2,22
50 49,00
1,00 2,00
55 53,50
1,50 2,73
60 58,00
2,00 3,33
65 63,00
2,00 3,08
70 68,00
2,00 2,86
75 73,00
2,00 2,67
80 76,33
3,67 4,58
85 82,00
3,00 3,53
90 86,67
3,33 3,70
95 91,00
4,00 4,21
100 96,00
4,00 4,00
105 100,33
4,67 4,44
110 105,00
5,00 4,55
115 109,83
5,17 4,49
120 114,67
5,33 4,44
125 117,83
7,17 5,73
130 121,83
8,17 6,28
135 125,33
9,67 7,16
140 129,67
10,33 7,38
145 133,83
11,17 7,70
150 137,67
12,33 8,22
155 142,00
13,00 8,39
160 146,50
13,50 8,44
165 150,83
14,17 8,59
170 155,33
14,67 8,63
175 157,00
18,00 10,29
180 158,17
21,83 12,13
Rata-rata 6,82
5,28
Pengambilan data tetap menggunakan kelipatan 5 ˚ untuk jarak datanya. Sehingga
pada sendi Elbow ini ada 30 data yang dapat diambil dari sudut minimal ke sudut maksimal. Sudut input minimal hanya bisa mencapai 35
˚ karena penggerak Elbow
yang bertabrakan dengan motor servo penggerak Base. Sedangkan untuk sudut maksimalnya sampai sudut input 180
˚. Jika melihat error yang terjadi berdasarkan selisih dapat dilihat jika selisih yang terjadi semakin besar ketika pada sudut
maksimal. Hal ini terjadi karena 1 derajat pada serial monitor bukan 1 derajat pada sudut yang terbentuk pada motor servo sehingga pada sudut maksimal selisih tersebut
terakumulasi menjadi besar.
Gambar 4.9 Grafik Perbandiang Sudut Input dan Sudut Aktual Pada Sendi Elbow Sendi ini mengalami pergeseran sendi input dan aktual yang lebih besar dari yang
lainnya khususnya pada sudut maksimal. Satu derajat pada input membentuk 0,88 pada sudut aktualnya. Hal ini terjadi karena kurang fix-nya baut penghubung pada
link-link penggerak yang menyebabkan terjadinya pergeseran sudut. Gambar 4.9 menunjukkan grafik pergeseran dan perbedaan antara sudut input dan sudut aktual
yang diukur terlihat pergeseran cukup besar pada sudut maksimal.
35,00 45,00
55,00 65,00
75,00 85,00
95,00 105,00
115,00 125,00
135,00 145,00
155,00 165,00
175,00 185,00
35 40
45 50
55 60
65 70
75 80
85 90
95 10
10 5
11 11
5 12
12 5
13 13
5 14
14 5
15 15
5 16
16 5
17 17
5 18
S UD
UT A
K TU
A L
SUDUT SERVO
SUDUT SERVO DAN AKTUAL ELBOW
BESAR SUDUT
4. Gripper
Pada bagian Gripper seperti yang telah disebutkan pada bab III bahwa untuk melakukan gerakan membuka dan menutup diperlukan gerakan roda gigi 90˚ , namun
putaran roda gigi Gripper tidak linier dengan putaran motor servo, yang menurut bab III berdasarkan simulasi diperoleh perbandingan 1: 2,37˚.
Tabel 4.4 Tabel Data Gripper
Nama Sendi Sudut pada Servo ˚ Sudut Aktual ˚
Gripper 0,00
5 0,00
10 10,00
15 34,67
20 46,33
25 56,00
30 62,00
35 69,67
40 93,33
Pada hasil pengambilan data Gripper membuka dan menutup hanya dengan gerakan motor servo 40
˚ saja. Dan roda gigi Gripper telah membentuk 93,3˚. Data yang diambil dapat dilihat pada Tabel 4.4. Jadi dapat dibuat perbandingan dari
pengambilan data ini yakni sudut motor servo dan sudut aktual adalah kira-kira 1: 2,3 ˚.
4.2.2. Pengujian Kinematika Lengan Robot
Pengujian kinematika lengan robot didasarkan pada perangcangan pada bab III yakni menggunakan sumbu X dan Y untuk menentukan posisi. Pengambilan data dimulai
dengan sudut Shoulder yang paling kecil kemudian mengubah sudul Elbow ke minimal sampai maksimal kemudian akan diambil titik X dan Y. Kemudian dilanjutkan dengan
sudul Shoulder yang lebih besar hingga ke maksimal. Data yang akan diambil akan dibatasi oleh lantai sebagai batas bawah. Hasil dari X dan Y tersebut kemudian
dibandingkan dengan hasil perhitungan menggunakan rumus forward kinematika. Pengambilan data pada lengan robot dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.10 Sumbu X Dan Y pada Lengan Robot Tabel 4.5 Data Forward Kinematik Lengan Robot
Shoulder Elbow
X Aktual
Y Aktual
X Perhitungan
Y Perhitungan
Sudut Servo
Sudut Aktual
Θ Sudut Min
Max Servo Sudut Min
Max Aktual Θ
15 ˚
5 ˚
40 ˚
15 ˚
29 -1
29,51 -1,45
50 ˚
21 ˚
28,8 -2,4
29,15 -3,03
60 ˚
29 ˚
28,1 -4,5
28,41 -5,06
70 ˚
35 ˚
27,1 -6,5
27,67 -6,50
30 ˚
21 ˚
35 ˚
25 ˚
28,3 4,3
28,81 4,04
40 ˚
26 ˚
28,4 3,1
28,79 3,77
50 ˚
36 ˚
28 0,5
28,32 1,11
60 ˚
44 ˚
26,8 -1,7
27,62 -0,93
70 ˚
52 ˚
25,8 -3,9
26,64 -2,86
80 ˚
59 ˚
24,6 -5,8
25,56 -4,42
85 ˚
65 ˚
23,7 -6,7
24,50 -5,64
60 ˚
45 ˚
35 ˚
51 ˚
24 10,7
25,53 8,49
40 ˚
53 ˚
23,9 9,5
25,46 7,95
50 ˚
65 ˚
23,7 6,8
24,68 4,81
60 ˚
73 ˚
22,9 4,4
23,80 2,83
70 ˚
81 ˚
21,8 2,3
22,65 1,00
80 ˚
88 ˚
20,3 0,2
21,45 -0,46
90 ˚
92 ˚
18,8 -1,6
20,68 -1,22
100 ˚
108 ˚
16,6 -3
17,15 -3,70
l1 l2
Px,y
x dalam cm y dalam cm
Tabel 4.5 Lanjutan Data Forward Kinematik Lengan Robot Shoulder
Elbow X
Aktual Y
Aktual X
Perhitungan Y
Perhitungan Sudut
Servo Sudut
Aktual Θ1
Sudut Min
Max Servo
Sudut Min Max
Aktual Θ2
60 ˚
45 ˚
110 ˚
111 ˚
14,8 -4
16,42 -4,05
120 ˚
126 ˚
12,5 -4,8
12,54 -5,20
130 ˚
135 ˚
10,5 -5,2
10,11 -5,39
140 ˚
145 ˚
8,2 -5,3
7,42 -5,15
150 ˚
150 ˚
6,1 -5
6,10 -4,86
160 ˚
157 ˚
4,5 -4,4
4,31 -4,26
90 ˚
88 ˚
35 ˚
84 ˚
16,7 14,6
15,96 15,37
40 ˚
85 ˚
17,1 14,2
15,98 15,10
50 ˚
93 ˚
16,8 9,7
15,94 12,94
60 ˚
101 ˚
16 7,3
15,60 10,80
70 ˚
108 ˚
15 5,2
15,06 8,99
80 ˚
118 ˚
13,5 3,2
13,92 6,54
90 ˚
126 ˚
11,5 1,4
12,71 4,75
100 ˚
136 ˚
9,4 -0,1
10,87 2,77
110 ˚
144 ˚
7,2 -1,2
9,17 1,44
120 ˚
152 ˚
4,9 -1,9
7,29 0,36
125 ˚
156 ˚
4,5 -2
6,31 -0,08
120 ˚
112 ˚
35 ˚
115 ˚
9,6 12,9
10,12 12,45
40 ˚
116 ˚
9,5 11,6
10,11 12,18
50 ˚
124 ˚
9,1 8,6
9,80 10,04
60 ˚
130 ˚
8,4 6,3
9,38 8,47
70 ˚
138 ˚
7,2 4
8,57 6,46
80 ˚
147 ˚
5,5 1,7
7,34 4,37
90 ˚
158 ˚
3,9 5,41
2,11 150
˚ 135
˚ 35
˚ 137
˚ 3,6
7,9 5,38
9,57 40
˚ 140
˚ 3,5
6,5 5,33
8,76 50
˚ 150
˚ 3,2
3,5 4,86
6,10 55
˚ 155
˚ 2,8
2,1 4,45
4,81 170
˚ 157
˚ 35
˚ 158
˚ 1,7
3 2,33
5,32
Dari data yang telah ditampilkan pada Tabel 4.5 dapat dilihat nilai XY aktual dan nilai XY perhitungan. Tidak ada yang sama persis nilainya namun perbedaannya juga tidak
besar. Berikut adalah perhitungan rata-rata selisih pada X dan Y: Rata-rata selisih X =
∑
=
∑
= 0,97 cm Rata-rata selisih Y =
∑
=
∑
= 1,48 cm Setelah dibuat rata-rata dari selisih antara perhitungan dan aktual maka nilai X
memiliki selisih 0,97 cm dan nilai Y memiliki selisih yang lebih besar yakni 1,48 cm. Pada lampiran telah disertai tabel dengan besar error dalam persen, namun besar error tidak
relevan ketika data yang diuji terlalu kecil atau dekat dengan nilai 0 nol. Oleh karena itu nilai selisih merupakan cara terbaik untuk melihat error yang terjadi pada pergerakan XY
ini.
Gambar 4.11 Ruang Kerja Lengan Robot dalam X dan Y Dari Tabel 4.5 yang menampilkan nilai X dan Y aktual dapat dibuat ruang kerja
dari lengan robot. Ruang kerja adalah batasan-batasan gerakan dari lengan robot yang dalam Gambar 4.11 disajikan dalam ruang 2D pada sumbu X dan Y. Jadi lengan robot
tidak dapat menjangkau titik di luar wilayah ruang kerjanya.
4.2.3. Analisa Pergerakan Link
Pergerakan link-link yang dimaksud adalah link-link yang menggunakan prinsip kerja sudut segi 4. Dimana jumlah dari dua sisi yang berbeda adalah 180
˚ sehingga jika setiap sudut memiliki sudut yang kembar maka jumlah sudut segi 4 adalah 360
˚. Dari prinsip segi 4 maka diambillah data sudut pada link-link lengan robot yang ada pada
Gambar 4.12.
Gambar 4.12 Nama Sudut Link Segi 4 pada Lengan Robot Dalam pengambilan data ini dilakukan penentuan posisi secara acak karena tujuan
dari data yang diambil hanyalah besar sudut dari segi 4 yang bervariasi. Oleh karena itu diambil 5 kali percobaan dengan posisi yang berbeda-beda pula.
Tabel 4.6 Sudut Link Segi 4 Lengan Robot No Sudut A Sudut B Sudut C Sudut D Sudut E Sudut F
1 40
˚ 140
˚ 127
˚ 61
˚ 85
˚ 95
˚ 2
90 ˚
90 ˚
88 ˚
92 ˚
70 ˚
107 ˚
3 70
˚ 110
˚ 130
˚ 55
˚ 50
˚ 130
˚ 4
18 ˚
165 ˚
145 ˚
35 ˚
86 ˚
90 ˚
5 150
˚ 30
˚ 110
˚ 68
˚ 30
˚ 147
˚
Setiap dua sudut yang diambil merupakan bagian dari 1 segi 4. Jadi sudut A dan B merupakan sudut segi 4 dari link pembantu Elbow, kemudian sudut C dan D merupakan
sudut dari segi 4 link pembantu Shoulder, dan yang terakhir adalah sudut E dan F merupakan sudut segi 4 dari link pembantu Gripper.
Tabel 4.7 Analisa Sudut Link Segi 4 Lengan Robot
No Jumlah
Sudut A dan B
Jumlah Sudut
segi 4 AB Error
Jumlah Sudut C
dan D Jumlah
Sudut segi 4 CD
Error Jumlah
Sudut E dan F
Jumlah Sudut
segi 4 EF Error
1 180
˚ 360
˚ 188
˚ 376
˚ 4,44
180 ˚
360 ˚
2 180
˚ 360
˚ 180
˚ 360
˚ 177
˚ 354
˚ 1,67
3 180
˚ 360
˚ 185
˚ 370
˚ 2,78
180 ˚
360 ˚
4 183
˚ 366
˚ 1,67
180 ˚
360 ˚
176 ˚
352 ˚
2,22 5
180 ˚
360 ˚
178 ˚
356 ˚
1,11 177
˚ 354
˚ 1,67
Dari data yang didapatkan pada Tabel 4.7 terlihat error yang terjadi pada pergerakan sudut pada lengan robot. Untuk segi 4 AB memiliki rata-rata error 0,33, segi
4 CD memiliki rata-rata error 1,67, dan segi 4 EF memiliki rata-rata error 1,11.
4.2.4. Pengujian Repeatability Gerakan Lengan Robot
Pengujian ini dilakukan untuk melihat tingkat kestabilan lengan robot dalam melakukan pergerakan. Pergerakan yang akan diuji berdasarkan sudut yang diberikan dari
mikrokontroler dengan input Gamepad. Pengujian dilakukan dengan cara memberi input tertentu pada masing-masing axis lengan robot yang mana akan diberikan secara berulang
sebanyak 10 kali. Dari input tersebut akan diukur sudut aktual yang terjadi pada lengan robot. Membentuk sudut acuan dilakukan secara acak CW atau CCW.
1. Base
Tabel 4.8 Repeatability Gerak Sendi Base
Percobaan Sudut acuan Sudut aktual Selisih Error 1
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 2
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 3
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 4
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 5
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 6
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 7
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 8
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 9
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 10
80 ˚
73 ˚
7 ˚
8,75 Rata-rata
7 ˚ 7
˚ 8,57
