di komunikasikan lagi ke pengendali dari motor stepper yaitu driver motor GY-4988. Nantinya keluaran dari mikrokontroler adalah pulsa pulsa yang akan langsung dikirim
ke motor servo dari mikrokontroler secara langsung tanpa melalui driver, karena motor servo disini sudah tidak membutuhkan driver lagi. Dan mikrokontroler juga akan
mengirimkan sejumlah data step yang nantinya akan diolah oleh driver motor stepper dan akan dikirim ke motor stepper untuk dirubah menjadi sebuah gerakan yang sesuai dengan
jumlah step atau pulse yang dikirimkan oleh mikrokontroler.
Motor servo merupakan bagian keluaran atau output dari sistem lengan robot, motor servo menggunakan masukan supply sebesar 5volt yang sudah diberikan secara tersendiri
dan tidak menggambil sumber dari mikrokontroler. Masukan motor servo yang berupa pulsa pulsa akan diubah menjadi sebuah gerakan, motor servo berperan sebagai penggerak
pada lengan robot, lebih tepatnya untuk menggerakan bagian pergelangan atau pitch yang tersambung pada bagian end effector yaitu bagian spidol atau alat tulis lainnya. Motor
servo hanya bergerak naik dan turun agar nantinya bagian end effector dapat bekerja dengan baik
Pada lengan robot ini motor stepper berfungsi sebagai keluaran atau output yang digunakan untuk menggerakan sendi atau joint pada bagian dasar atau base lalu pada
bagian bahu atau shoulder dan bagian siku atau elbow. Gerakan motor servo dan motor stepper pada sistem lengan robot memungkinkan untuk lengan robot bergerak dengan 4
derajat kebebasan atau 4 DOF yaitu RRRR atau Rotation
3.1.1.1. Permodelan Mekanik
Pada lengan robot ini memiliki 4 bagian utama sebagai aktuator yang akan digerakan dengan motor servo dan motor stepper empat bagian penting itu berperan
sebagai penggerak dari penghubung atau link
Pada Gambar 3.3. Akan menampilkan keseluruhan desain perancangan mekanik secara 3D lengan robot beserta empat bagian utama pada robot yang berperan sebagai
penghubung atau link yang meliputi :
1. Bagian dasar base 2.
Bagian bahu shoulder 3. Bagian siku elbow
4. Bagian pergelangan pitch 5. Bagian end effector berupa spidol atau alat tulis lainnya pointer
Gambar 3.3. Tampilan Desain 3D Lengan Robot
Pada bagian base atau dasar dibuat berbentuk lingkaran yang memiliki diameter 25 cm. Base terhubung langsung dengan as dari motor stepper yang berada di bawah. Base, motor
stepper yang berada dibawah base berfungsi sebagai penggerak dari base tersebut. Pergerakan base secara rotasi menyebabkan pergerakan pada lengan - lengan penghubung.
Bagian shoulder memiliki panjang 20 cm yang bergerak secara rotasi dan digerakan menggunakan motor stepper. Kemudian panjang dari elbow adalah 15 cm dan bergerak
secara rotasi juga dan digerakan oleh motor stepper.
Pada bagian pitch memiliki panjang lengan 5 cm bergerak secara rotasi dan digerakan menggunakan motor servo. Pada bagian ujung terdapat end effector berupa griper yang
disitu terdapat spidol atau alat tulis yang lain, panjang dari spidol tersebut secara keseluruhan adalah 15 cm, namun yang yang dihitung adalah mulai dari ujung spidol
hingga batang spidol yang yang dicengkram oleh griper adalah 3 cm.
Keseluruhan dari lengan robot dari pangkal shoulder hingga pada ujung spidol adalah 43 cm. Besarnya dimensi berupa panjang link yang dimiliki lengan robot ini menentukan
kemampuan jangkau dari lengan robot ketika sedang melakukan gerakan.
Bagian yang berperan sebagai penggerak pada sendi atau joint yang terhubung dengan motor stepper maupun motor servo ini bergerak secara rotasi yang menyebabkan terjadinya
perbedaan sudut pada setiap link dari titik acuan atau shoulder.
Gambar 3.4. Tampilan Posisi Motor Stepper Pada Desain Lengan Robot
Pada Gambar 3.4. Menampilkan penempatan posisi motor stepper pada rancangan lengan robot
1. Bagian dasar atau base 2. Bagian lengan atau shoulder
3. Bagian siku atau elbow PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.5. Tampilan Posisi Motor Servo Pada Desain 3D Lengan Robot
Gambar 3.5. Menujukan letak dari motor servo yang ditempatkan pada bagian siku atau elbow motor servo disini bekerja sebagai penggerak dari bagian pitch atau bagian
pergelangan. Bagian motor servo ditunjukan pada nomor satu..
pada perancangan lengan robot motor stepper dan motor servo yang digunakan pada setiap joint, berdasarkan pada kemampuannya yang harus dimiliki setiap joint untuk
mengangkat beban. Beban dapat berupa lengan penghubung atau link dan benda yang diangkat. Kemampuan motor dalam berputan dengan beban tersebut dinamakan torsi,
perkiraan beban pada perancangan lengan robot dapat dilihat pada keterangan penghubung atau link seperti pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Keterangan Lengan Penghubung link No
Link Panjang lengan
Berat lengan Beban diangkat
1 Base
25 cm diameter 208 gr
208 gr 2
Shoulder 20 cm
135 gr 228 gr
3 Elbow
25 cm 75 gr
93 gr 4
Pitch 5 cm
8 gr 18 gr
5 Pointer
3 cm 10 gr
10 gr PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Pada Tabel 3.1. Adalah perkiraan dari beban lengan yang merupakan total berat dari material lengan tanpa terbeban dari motor stepper, karena motor stepper diletakan pada
base sehingga gerak lengan yang diangkat akan lebih ringan dan karena base ditumpu oleh frame dasar dan diberi bearing pada setiap penyangga maka beban kerja dari motor stepper
penggerak base menjadi lebih ringan juga. Desain ini bertujuan agar kinerja motor stepper tidak menjadi berat, sehingga saat pemilihan spesifikasi dari motor stepper tidak
diperlukan spesifikasi yang tinggi, sehingga biaya pembuatan juga bisa lebih menjadi terjangkau.
Bahan utama dari setiap lengan pada lengan robot ini menggunakan bahan acrylic yang ringan dam mudah dalam pembuatan bentuk dari setiap lengan.
Gambar 3.6. Tampilan End Effector Berupa Pointer Dengan Spidol
Pada Gambar 3.6. Menunjukan beban yang diangkat pada bagian pointer adalah spidol atau alat tulis lainya yang ber ukuran sedang dan menurut Tabel 3.1. Beban pointer
memiliki berat sekitar 10 gram
Pada bagian pitch beban yang nantinya akan diangkat adalah sekitar 18 gram. Karena selain mengangkat beban pada bagian pitch sekitar 8 gram juga mengangkat beban pointer
sekitar 10 gram, sehingga beban total dari bagian pitch adalah 18 gram . Serta panjang dari pangkal pitch hingga pointer adalah 8 cm
Sehingga untuk perhitungan pemilihan kebutuhan torsi motor dari motor servo untuk PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
menggerakan bagian pitch berdasarkan persamaan 2-3 dan 2-4 :
Kg.cm 0,1472
cm 8
Kg 0,0184
L W
Kg 0,0184
N 18
, 10
Kg 0,018
cm 8
Kg 0,018
gram 8
1 m
2
s m
g m
W L
Pada bagian elbow beban yang harus diangkat adalah 93 gram, sedangkan panjang dari pangkal elbow hingga ke ujung pointer adalah 33 cm maka kebutuhan torsi pada motor
stepper yang digunakan pada bagian elbow dapat dihitung menggunakan persamaan 2-3 dan 2-4
Kg.cm 3,128
cm 33
Kg 0,0948
L W
Kg 0,0948
N 93
, 10
Kg 0,093
cm 3
3 Kg
0,093 gram
3 9
m
2
s m
g m
W L
Karena pada bagian elbow menggunakan gir reduksi maka perhitungan ratio gear dapat dihitung menggunakan rumus dari persamaan 2-23
2 :
1 Gear
Ratio 2
1 118
59 spur
Gear pinion
Gear Gear
Ratio 118
spur Gear
59 pinion
Gear
Karena ratio gear 1:2 , 1 adalah bagian elbow dan 2 adalah bagian motor stepper maka perhitungan torsi menjadi :
cm kg.
564 ,1
2 128
, 3
Pada bagian shoulder beban yang harus diangkat motor stepper adalah 228 gram sedangkan panjang dari pangkal shoulder hingga ujung pointer adalah 43 cm maka
kebutuhan dari torsi motor stepper dapat dihitung menggunakan rumus dari persamaan 2- PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3 dan 2-4 sebagai berikut :
Kg.cm 804
, 9
cm 3
4 Kg
0,228 L
W 0,228Kg
N 28
, 2
10 Kg
228 ,
cm 43
Kg 0,228
gram 228
m
2
s m
g m
W L
Karena pada bagian shoulder menggunakan gir reduksi maka perhitungan ratio gear dapat dihitung menggunakan rumus dari persamaan 2-23
3 :
1 Gear
Ratio 3
1 177
59 spur
Gear pinion
Gear Gear
Ratio 177
spur Gear
59 pinion
Gear
Karena ratio gear 1:3 , 1 adalah bagian shoulder dan 3 adalah bagian motor stepper maka perhitungan torsi menjadi :
cm kg.
2 ,
3 3
8 ,
9
Beban maksimal yang bisa diangkat adalah
Kg X
Kg cm
X Kg
X Kg
Kg Kg
088 ,
4 ,
4 3
43 .
218 ,
beban Berat
218 ,
010 ,
228 ,
beban tanpa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.7. Tampilan Sumbu Axis X,Y,Z pada Gambar 3.7. Menunjukan tampilan sumbu koordinat dari lengan robot untuk
melakukan gerakan rotasi, yaitu rotasi terhadap sumbu X,Y dan Z. Pada base, rotasi yang terjadi menimbulkan perubahan pada sumbu Y kemudian rotasi pada shoulder, pitch dan
elbow menimbulkan perubahan pada sumbu X dan Z. Keempat bagian itu tadi menunjukan bahwa lengan robot ini memiliki 4 DOF atau 4 degree of freedom atau 4 derajat kebebasan.
Jarak antara base lengan robot hingga ke meja penggambar sekitar 5cm, jarak ini bisa dipakai sebagai titik referensi untuk menggambar. Spesifikasi dari meja yang dipakai untuk
menggambar akan ditunjukan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8. Panjang Dan Lebar Dari Meja Gambar PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3.1.1.2. Pemodelan Inverse Kinematics
