17
B. RANCANGAN FUNGSIONAL
Manipulator yang dibuat berfungsi untuk menjangkau benda dalam
ruang tiga dimensi sesuai dengan koordinat yang diinginkan. Karena merupakan robot pemanen maka benda disini merupakan buah yang masih
terdapat di pohonnya, sehingga ujung manipulator ini nantinya akan dipasangi dengan end-effector untuk memanen buah tersebut.
Untuk mendukung fungsi tersebut maka diperlukan komponen- komponen lain yang saling berkaitan agar manipulator yang dibuat dapat
bekerja sesuai dengan fungsinya. Komponen-komponen tersebut beserta fungsinya antara lain:
1. Dudukan Bawah
Dudukan bawah berfungsi sebagai tempat menopang seluruh bagian manipulator
. Dudukan bawah terdiri dari komponen dengan fungsi masing- masing antara lain:
•
Roda bebas caster Roda bebas caster berfungsi untuk mempermudah dalam
pemindahan manipulator portable.
•
Plat Besi Plat besi berfungsi sebagai dudukan dari gearbox, sehingga
boleh dikatakan plat besi ini menopang seluruh bagian manipulator. 2.
Joint Sudut
Joint sudut berfungsi memutar manipulator pada sumbu putar atau
titik poros pada bidang datar horizontal. Bidang datar horizontal mencakup koordinat x dan y juga koordinat –x dan y. Sehingga titik poros putaran
manipulator merupakan titik acuan yaitu koordinat 0,0. Komponen yang
menyusun joint sudut antara lain:
•
Gearbox Gearbox
berfungsi untuk merubah arah putaran poros dari arah mendatar menjadi tegak lurus terhadap sumber putaran. Gearbox juga
berfungsi sebagai sumbu putar atau titik poros dari manipulator. Gearbox
juga mereduksi putaran yang dihasilkan oleh motor stepper dengan perbandingan 1 : 10.
18
•
Motor stepper Motor stepper berfungsi sebagai actuator pada joint sudut yang
memutar manipulator pada sumbu putar atau titik poros pada bidang datar horizontal.
•
Dudukan motor stepper Dudukan motor stepper berfungsi untuk menahan motor
stepper sehingga dapat menyalurkan dayanya ke gearbox.
•
Kopel Kopel berfungsi menghubungkan poros motor stepper yang
berdiameter 8 mm dengan poros gearbox yang berdiameter 10 mm.
•
Plat poros besi Plat poros besi berfungsi menggabungkan poros output dari
gearbox dengan plat dudukan dari link vertikal.
3. Link Vertikal
Link vertikal berfungsi sebagai dudukan dari link horizontal. Link
vertikal menopang link horizontal yang bekerja naik atau turun untuk
menjangkau koordinat dalam arah vertikal koordinat z. Komponen- komponen penyusun link vertikal antara lain:
•
Plat dudukan Plat dudukan terdapat dibagian atas maupun bagian bawah dari
link vertikal. Plat dudukan ini berfungsi sebagai dudukan bearing
penopang ulir dan plat siku penopang slider vertikal.
•
Plat siku Plat siku berfungsi sebagai penumpu dari slider vertikal.
•
Bantalan bearing Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban,
sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur Sularso dan Suga, 1987.
Bantalan pada rancangan ini berfungsi sebagai komponen yang menumpu poros ulir.
19
•
Slider Vertikal Slider vertikal
berfungsi sebagai track lintasan bagi gerakan naik dan turunnya link horizontal.
•
Ulir Ulir berfungsi sebagai sistem transmisi pendorong turun atau
naik bagi joint horizontal. Putaran dari ulir ini yang dapat menyebabkan joint horizontal dapat bergerak naik atau turun.
4. Joint
Vertikal Joint
vertikal berfungsi memutar poros ulir, sehingga dudukan dari link
horizontal dapat bergerak naik atau turun. Joint vertikal menggerakkan link
horizontal naik atau turun untuk menjangkau koordinat dalam arah vertikal
koordinat z. Joint vertikal terdiri dari:
•
Motor servo DC Motor servo DC berfungsi sebagai actuator pada joint vertikal
yang memutar poros berulir melalui worm-gear. Motor servo DC sudah dilengkapi encoder dan brake rem. Encoder berfungsi untuk
mengetahui sudut putar dari motor servo DC, sehingga pergerakan joint
horizontal dalam arah vertikal dapat diketahui atau diukur. Rem berfungsi untuk menghentikan, mengatur dan mencegah putaran yang
tidak dikehendaki pada putaran motor servo DC.
•
Dudukan motor servo DC Dudukan motor servo DC berfungsi untuk menahan motor
servo sehingga dapat menyalurkan dayanya ke worm-gear.
•
Worm-gear Worm-gear
berfungsi mereduksi putaran dari motor servo DC untuk disalurkan ke poros berulir.
5. Link
Horizontal Link
horizontal berfungsi menjangkau koordinat dari sasaran r melalui gerakan translasi. Koordinat r merupakan titik pada koordinat x dan
y. Titik ujung dari link horizontal merupakan tempat dudukan dari end- effector
. Komponen yang menyusun link horizontal antara lain:
20
•
Kotak segiempat Kotak segiempat berfungsi sebagai penghubung antara link
vertikal dengan link horizontal. Kotak segiempat juga berfungsi
sebagai dudukan motor servo AC dan dudukan dari slider horizontal.
•
Slider Horizontal Slider horizontal
berfungsi sebagai track lintasan bagi gerakan maju dan mundurnya rack.
6. Joint horizontal
Joint horizontal berfungsi menggerakkan rack dan slider horizontal
maju atau mundur. Joint horizontal terdiri dari:
•
Motor servo AC Motor servo AC berfungsi sebagai actuator pada joint
horizontal yang terhubung ke rack-pinion. Motor servo AC sudah
dilengkapi encoder dan brake rem. Encoder berfungsi untuk mengetahui sudut putar dari motor servo AC, sehingga pergerakan
joint horizontal dalam arah horizontal dapat diketahui atau diukur.
Rem berfungsi untuk menghentikan, mengatur dan mencegah putaran yang tidak dikehendaki pada putaran motor servo AC.
•
Rack-pinion Rack-pinion
berfungsi merubah gerak rotasi pinion dari putaran motor servo AC menjadi gerak translasi rack.
7. Sistem Kendali
•
Power supply Power supply
berfungsi memberikan catu daya bagi rangkaian- rangkaian elektronika penunjang dan motor-motor penggerak pada
manipulator .
•
Rangkaian pengendali motor stepper Rangkaian pengendali motor stepper berfungsi mengendalikan
motor stepper melalui amplifier dari motor stepper dalam hal pemberian sinyal pulsa dan arah putaran motor. Rangkaian ini
dilengkapi limit switch untuk keamanan dan titik acuan.
21
•
Rangkaian pengendali motor servo AC Rangkaian
pengendali motor
servo AC
berfungsi mengendalikan motor servo AC melalui amplifier dari motor servo AC
dalam hal pemberian sinyal pulsa dan arah putaran motor. Rangkaian ini juga mengendalikan secara langsung brake, dan limit switch untuk
keamanan dan sebagai titik acuan.
•
Rangkaian pengendali motor servo DC Rangkaian
pengendali motor
servo DC
berfungsi mengendalikan motor servo DC dalam hal penyalaan, arah putaran,
brake atau rem, dan limit switch untuk keamanan dan sebagai titik
acuan.
•
Rangkaian penghitung pulsa encoder Rangkaian penghitung pulsa encoder berfungsi menghitung
atau mencacah pulsa keluaran dari encoder.
•
Rangkaian pembaca pulsa penghitung encoder Rangkaian pembaca pulsa penghitung encoder berfungsi
membaca pulsa yang sudah dihitung oleh rangkaian penghitung pulsa encoder
.
•
Rangkaian pengendali lama putaran motor servo DC Rangkaian pengendali lama putaran motor servo DC berfungsi
mengunci atau membandingkan antara nilai heksadesimal yang dimasukkan untuk pergerakan joint atau putaran motor dengan nilai
heksadesimal hasil keluaran dari rangkaian penghitung pulsa encoder, jika bernilai sama maka pergerakan joint atau putaran motor akan
dihentikan. 8.
Sistem Interface Interface
berfungsi sebagai penghubung antara komputer controller dengan rangkaian luar seperti rangkaian pengendali motor
dan rangkaian pembaca pulsa encoder. 9.
Kontroller Kontroller berfungsi sebagai pengendali seluruh kinerja dari
manipulator .
22
C. RANCANGAN STRUKTURAL