Gambar 4.6 Pemasangan USB Host Shield dengan Minimum sistem ATmega328
4.2. Hasil Pengujian Hardware 4.2.1. Pengujian Ketepatan Sudut Lengan Robot
Pada bab III motor servo dikatakan mampu berputar hingga 180° namun pada pengujian didapat hasil yang berbeda dari spesifikasi yang sebenarnya, hasil pengujian
ketepatan sudut dapat dilihat pada tabel. Semua pengambilan data yang diambil dengan sudut
kelipatan 5˚ untuk decrement maupun increment sudut melalui program. Kelipatan 5
˚ ini dianggap sudah cukup detil untuk sudut 0-180˚, jika dari minimal sampai maksimal sudut terhitung ada 36 pergerakan.
1. Base Pada motor base seharusnya mampu berputar hingga 180° namun karena terdapat
batasan pada hardware sehingga motor servo tidak dapat berputar secara maksimal. Berikut pengujian yang dilakukan terhadap sendi base dengan mengukur secara aktual
sudut yang terjadi dan dibandingkan dengan perintah yang kirim melalui program yang mana dapat dilihat secara detail melaui serial monitor pada software arduino. Data yang
diambil berjumlah 5 yang mana menggunakan kelipatan 45 ˚ dalam pengambilan data.
Hasil pengambilan data dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Tabel Pengujian Sudut Sendi Base
Nama Sendi Sudut pada Servoserial monitor Sudut aktual Selisih sudut Base
0° 0°
0° 45°
42° 3°
90° 85°
5° 135°
131° 4°
180° 173°
7°
Dari tabel 4.2 yang disajikan terlihat ternyata spesifikasi dan juga program yang diperintahkan berbeda dengan output yang terjadi, dari output dapat dilihat bahwa sudut
maksimal dari motor servo hanya 173 ˚.
Gambar 4.7 Grafik perbandingan sudut Base PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Sudut aktual dari pengukuran dan sudut dari serial monitor dibandingkan oleh grafik pada gambar 4.7. Grafik memperlihatkan bahwa sebenarnya hanya sedikit perbedaan yang
terjadi. Dapat disimpulkan bahwa 1˚ pada serial monitor setara dengan 0,967˚ sudut aktual. 2. Shoulder
Pada sendi shoulder data yang diambil dilakukan pengambilan data sebanyak 5 kali seperti pada sudut base dengan kelipatan tiap sudut 45°. Hasil pengambilan data yang
ditampilkan pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Tabel Pengujian Sudut Shoulder
Nama Sendi
Sudut pada Servoserial monitor
Sudut aktual Selisih sudut Shoulder
0° 0°
0° 45°
41° 4°
90° 84°
6° 135°
130° 3°
170° 166°
4°
Pada motor servo Shoulder hanya mampu mencapai sudut maksimal sebesar 170° dikarenakan keterbatasan rangka lengan robot sudah bertabrakan. Dari sudut maksimal
yang dapat diinput ternyata hanya dapat terbentuk pada sudut 166˚ yang aktual. Jika
dihitung berarti setiap 1 ˚ input maka akan terbentuk 0,98˚ pada aktualnya. Pada sudut ini
sudah merupakan sudut yang cukup akurat karena ha nya terjadi pergeseran sekitar 0,02˚.
Gambar 4.8 amenampilkan grafik antara sudut yang diinput dengan sudut yang terbentuk pada sendi shoulder.
Gambar 4.8 Grafik sudut shoulder 3. Elbow
Pada bagian sendi elbow menggunakan metode penggerak tuas untuk menggerakkan sendinya, jadi motor tidak langsung menggerakkan sendinya seperti pada
bagian lengan robot yang lain. Bagian sendi elbow 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 4.4 yang
berisi hasil pengambilan data. Tabel 4.4 Tabel Pengujian Sudut Elbow
Nama Sendi
Sudut pada Servoserial monitor
Sudut aktual Selisih Sudut
Elbow Shoulder 55°
35° 35°
0° 65°
63° 2°
95° 91°
4° 125°
120° 5°
155° 145°
10° 165°
150° 15°
Data yang diambil sebanyak 6 data dengan kelipatan untuk setiap sudut 30°, sehingga pada sendi elbow data yang dapat diambil dari sudut minimal ke sudut maksimal. Sudut input
minimal hanya bisa mencapai 35˚ karena penggerak elbow sudah mencapai batas maksimal hardware dengan motor servo penggerak base. Sedangkan untuk sudut maksimalnya
hanya terbatas pada sudut input 165˚. Hal ini juga karena keterbatasan rancangan
hardware antara link penggerak elbow dan lengan shoulder.
Gambar 4.9 Grafik Data perbandingan sudut input dan sudut aktual sendi Elbow Sendi elbow mengalami pergeseran pada sendi input dan aktual yang lebih besar dari yang
lainnya khususnya pada sudut maksimal. Pada input sudut 1 ˚ membentuk sudut 0,88° pada
sudut aktualnya. Hal ini terjadi karena baut penghubung pada link-link penggerak yang kurang sempurna 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.
4. Gripper Pada bab III telah dijelaskan bahwa gripper difungsikan untuk membuka dan
menutup saja dengan 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˚. Pada hasil pengambilan data gripper membuka dan menutup hanya dengan gerakan motor servo 45˚ saja. Dan roda gigi gripper telah membentuk 95˚. Data
yang diambil dapat dilihat pada tabel 4.5. Jadi dapat dibuat perbandingan dari pengambilan data ini yakni su
dut motor servo dan sudut aktual adalah 1: 2,11˚. Tabel 4.5 Tabel Pengujian Sudut Gripper
Nama Sendi Sudut pada Servo
serial monitor Sudut aktual
Gripper ˚
˚ 10
˚ 40
˚ 20
˚ 65
˚ 30
˚ 83
˚ 35
˚ 105
˚
4.2.2. Pengujian Kinematika Lengan Robot
Pengujian kinematika lengan robot didasarkan pada perancangan pada bab 3 yakni menggunakan sumbu x dan y untuk menentukan posisi. Pengambilan data dimulai dengan
sudut shoulder paling minimal kemudian mengubah sudut elbow ke minimal sampai maksimal kemudian akan diambil titik x dan y. Kemudian dilanjutkan dengan sudut
shoulder yang lebih besar hingga ke maksimal. Data yang akan diambil akan dibatasi oleh rancangan hardware paling bawah 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 4.10.
Gambar 4.10 Sumbu x dan y pada Lengan Robot PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.6 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
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
Tabel 4.6 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 4.6 dapat dilihat nilai x y aktual dan nilai x y perhitungan. Tidak ada yang sama persis nilainya namun perbedaannya juga tidak besar.
Jika dibuat rata-rata dari selisih antara perhitungan dan aktual maka nilai x memiliki selisih 0,96 cm dan nilai y memiliki selisih yang lebih besar yakni 1,48 cm.
Gambar 4.11 Ruang kerja lengan robot secara x dan y Dari tabel 4.6 menampilkan hasil nilai x dan y aktual sehingga dapat dibuat ruang kerja
dari lengan robot. Ruang kerja adalah batasan-batasan gerakan dari lengan robot yang dalam gambar 4.11 ditampilkan 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 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
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 4.7 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.
4.2.4 Pengujian Repeatability Gerakan Lengan Robot
Untuk dapat melihat tingkat kestabilan pergerakan lengan robot dalam setiap pergerakannnya dapat dilakukan pengujian ini. Pergerakan yang akan diuji berdasarkan
sudut yang diberikan dari mikrokontroler dengan input mouse. 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.
1. Base Tabel 4.8 Repeatability Gerak Sendi Base
Percobaan Sudut acuan Sudut aktual Selisih 1
80 ˚
73 ˚
7 ˚
2 80
˚ 73
˚ 7
˚ 3
80 ˚
73 ˚
7 ˚
4 80
˚ 73
˚ 7
˚ 5
80 ˚
73 ˚
7 ˚
6 80
˚ 73
˚ 7
˚ PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.8 lanjutan Repeatability Gerak sendi Base Percobaan Sudut acuan Sudut aktual Selisih
7 80
˚ 73
˚ 7
˚ 8
80 ˚
73 ˚
7 ˚
9 80
˚ 73
˚ 7
˚ 10
80 ˚
73 ˚
7 ˚
Rata-rata 73 ˚
7 ˚
Berdasarkan pengambilan data yang telah dilakukan pada Tabel 4.8 sendi Base melakukan pergerakan sudut yang sangat stabil hingga tidak terjadi perubahan dalam
kestabilannya. 2.
Shoulder Tabel 4.9 Repeatability Gerak Sendi Shoulder
Percobaan Sudut acuan Sudut aktual Selisih sudut 1
60 ˚
54 ˚
6 ˚
2 60
˚ 54
˚ 6
˚ 3
60 ˚
53 ˚
7 ˚
4 60
˚ 54
˚ 6
˚ 5
60 ˚
53 ˚
7 ˚
6 60
˚ 53
˚ 7
˚ 7
60 ˚
54 ˚
6 ˚
8 60
˚ 54
˚ 6
˚ 9
60 ˚
54 ˚
6 ˚
10 60
˚ 54
˚ 6
˚ Rata-rata
53,7 ˚
6,3 ˚
Dari percobaan yang ditampilkan pada Tabel 4.9 gerakan sendi Shoulder lumayan stabil hanya terjadi 3 perbedaan dari 10 kali percobaan yang dilakukan. Perbedaaan
yang terjadi pun tidak terlalu mencolok yakni hanya 1˚ yang paling besar. 3.
Elbow Tabel 4.10 Repeatability Gerak Sendi Elbow
Percobaan Sudut acuan Sudut aktual Selisih 1
50 ˚
49 ˚
1 ˚
2 50
˚ 49
˚ 1
˚ PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3 50
˚ 48
˚ 2
˚ 4
50 ˚
47,5 ˚
2,5 ˚
5 50
˚ 48
˚ 2
˚ 6
50 ˚
47,5 ˚
2,5 ˚
7 50
˚ 47,5
˚ 2,5
˚ 8
50 ˚
47,5 ˚
2,5 ˚
9 50
˚ 47,5
˚ 2,5
˚ 10
50 ˚
48 ˚
2 ˚
Rata-rata 47,95
˚ 2,05
˚
Tabel 4.10 memperlihatkan kestabilan gerak sendi Elbow. Dari 10 kali percobaan yang dilakukan ada 3 variasi sudut yang terjadi yakni 49˚, 48˚, dan 47,5˚. Selisih dari 3
posisi tersebut yang paling besar adalah 2,5˚.
4. Gripper
Tabel 4.11 Repeatability Gerak Gripper Percobaan Sudut acuan Sudut aktual
1 15
˚ 45
˚ 2
15 ˚
55 ˚
3 15
˚ 45
˚ 4
15 ˚
55 ˚
5 15
˚ 45
˚ 6
15 ˚
55 ˚
7 15
˚ 45
˚ 8
15 ˚
55 ˚
9 15
˚ 45
˚ 10
15 ˚
55 ˚
Bebeda dari semua sendi yang ada, hasil dari percobaan Gripper ada pengecualian. Desain yang Gripper membuat sudut acuan tidak akan sama dengan sudut aktual. Pada
Tabel 4.11 ditunjukkan hasil percobaan kestabilan dari Gripper, ternyata gerakan sudut yang dilakukan tidak dapat stabil. Ada 2 variasi sudut yang terjadi pada
pengambilan data. Perbedaan tersebut terjadi ketika motor berputar CCW dan CW. Selisih sudutnya pun cukup besar yakni mencapai 10˚. Ketidakstabilan ini terjadi
karena roda gigi yang menghubungkan penjepit Gripper memiliki kelonggaran yang cukup besar yang mana ketika digerakkan membuat gerakan tidak presisi.
4.3 Analisa SoftWare
