41
Gambar 29. Grafik validasi jarak translasi joint 3 pergeseran arah bawah dengan perhitungan pulsa encoder
Hasil pengujian kalibrasi awal jarak translasi joint 3 dengan perhitungan perubahan pulsa encoder dari logika 0 ke logika 1 dapat dilihat pada Lampiran 16. Persamaan koreksi kalibrasi
diperoleh dua persamaan yaitu y = 0.1572x – 9.6014 untuk pergerakan arah atas dan y = 0.1296x –
6.1958 untuk pergerakan arah bawah. Persamaan koreksi disubtitusikan ke persamaan kalibrasi awal sehingga diperoleh persamaan kalibrasi y = 0.1502x + 13.2244 untuk pergerakan arah atas serta y =
0.1629x + 8.8612 untuk pergerakan arah bawah dimana y dalam mm dan x adalah jumlah penghoitung. Bentuk program pengendali motor joint 3 perhitungan pulsa encoder dapat dilihat pada
Lampiran 34 dan Lampiran 35. Koreksi persamaan kalibrasi jarak translasi joint 3 dengan pewaktu tidak dilakukan karena
hasil pengujian tidak menghasilkan pola simpangan yang teratur.
5.4. Validasi Masing-masing Joint
1. Tanpa beban
Validasi masing-masing joint dilakukan dengan memasukkan nilai jarak dari perismatik joint dan nilai sudut dari rotasional joint. Masing-masing joint digerakkan tersendiri dan dicatat
besar penyimpangan. y = 0.1296x - 6.1958
R² = 0.9903
-10 10
20 30
40 50
60
100 200
300 400
500
Input mm Aktua
l m m
42
Gambar 30. Simpangan hasil validasi joint 1 putaran arah kiri
Gambar 31. Simpangan hasil validasi joint 1 putaran arah kanan Gambar 30 dan Gambar 31 menunjukkan bersar simpangan pada joint 1. Simpangan
terbesar putaran arah kiri adalah 1°. Rata-rata simpangan joint 1 putaran arah kiri diperoleh 0.1° dengan ketelitian 99.8. Putaran arah kanan menunjukkan simpangan terbesar mencapai
2°. Rata-rata simpangan putaran arah kanan sebesar 0.5° dengan ketelitian 98.8. Data hasil validasi joint 1 dapat dilihat pada Lampiran 5 dan Lampiran 6. Besar simpangan rata-rata joint
1 diperoleh lebih besar dibandingkan dengan penelitian sebelumnya. Simpangan ini disebabkan karena kopel penghubung poros motor stepper sering mengalami kelonggaran sehingga perlu
pemeriksaan jika simpangan membesar. Simpangan yang diperoleh belum memadai untuk memperoleh manipulator yang presisi. Simpangan kurang dari 1° pada joint 1 dan joint 2 sudah
dapat membuat simpangan manipulator pada sumbu-x dan sumbu-y yang cukup besar. Perlu -1.5
-1 -0.5
0.5 1
1.5
5 10
15 20
25 30
35
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
-1.5 -1
-0.5 0.5
1 1.5
2 2.5
5 10
15 20
25 30
35 S
im p
a n
g a
n °
Pengujian ke-
43
ketelitian kurang dari 1° agar diperoleh simpangan manipulator pada bidang xy yang lebih baik. Kecepatan rata-rata joint 1 sebesar 100°detik.
Gambar 32. Simpangan hasil validasi joint 2 putaran arah kiri
Gambar 33. Simpangan hasil validasi joint 2 putaran arah kanan Hasil validasi joint 2 dapat dilihat pada Gambar 32 dan Gambar 33. Simpangan
terbesar joint 2 arah kiri sebesar 8°. Rata-rata simpangan putaran arah kiri adalah 2.7° dengan ketelitian 92.7. Putaran arah kanan memiliki simpangan terbesar sebesar 4°. Rata-rata
simpangan putaran arah kanan adalah 1.9° dengan ketelitian 94.1. Besar simpangan pada joint ini disebabkan oleh momen gaya pada lengan. Momen gaya pada lengan menyebabkan
adanya putaran lanjutan pada motor. Motor yang digunakan tidak dilengkapi rem sehingga lengan 2 dapat terus berputar meskipun motor telah di-off. Data validasi joint 2 dapat dilihat
pada Lampiran 8 dan Lampiran 9. Kecepatan rata-rata joint 2 sebesar 120°detik. -6
-4 -2
2 4
6 8
10
5 10
15 20
25 30
35
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
-4 -3
-2 -1
1 2
3 4
5
5 10
15 20
25 30
35
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
44
Gambar 34. Simpangan hasil validasi joint 3 pergerakan arah atas
Gambar 35. Simpangan hasil validasi joint 3 pergerakan arah bawah Besar perbandingan simpangan joint 3 dengan metode perhitungan logika 1 ,
perhitungan pulsa encoder, dan pewaktu dapat dilihat pada Gambar 34 dan Gambar 35. Metode perhitungan logika 1 yaitu penambahan variabel penghitung jika saat pembacaan pulsa yang
terbaca adalah logika 1. Hasil validasi metode logika 1 memiliki simpangan terbesar gerakan arah bawah adalah 9 mm. Rata-rata simpangan sebesar 3.4 mm dengan ketelitian 96.5.
Gerakan ke atas memiliki simpangan terbesar 10 mm. Rata-rata simpangan sebesar 3.7 mm dengan ketelitian 96.3. Data hasil validasi joint 3 dengan perhitungan logika 1 dapat dilihat
pada Lampiran 13 dan Lampiran 14. Besarnya simpangan karena frekuensi pulsa encoder mencapai 25 kHz lebih besar dibandingkan dengan frekuensi program sebesar 1 kHz. Hal ini
menyebabkan ada pulsa yang tidak terhitung. -15
-10 -5
5 10
15
10 20
30 40
logika 1 pulsa
encoder pewaktu
Pengujian ke- Sim
p an
g an
m m
-15 -10
-5 5
10 15
10 20
30 40
logika 1 pulsa encoder
pewaktu
Pengujian ke- Sim
p an
g an
m m
45
Hasil validasi joint 3 dengan perhitungan pulsa encoder memperoleh simpangan terbesar gerakan arah bawah adalah 10 mm. Rata-rata simpangan sebesar 3.7 mm dengan
ketelitian 95.2. Pergerakan joint 3 arah atas memiliki simpangan terbesar 10 mm. Rata-rata simpangan adalah 3.8 mm dengan ketelitian 95.2. Data hasil validasi joint 3 dengan
perhitungan perubahan logika pulsa 0 ke logika 1 dapat dilihat pada Lampiran 17 dan Lampiran 18. Besarnya simpangan karena frekuensi pulsa encoder lebih besar dibanding
frekuensi program. Hal ini menyebabkan ada pulsa yang tidak terhitung. Metode ini lebih banyak pulsa yang tidak terhitung karena penambahan variabel penghitung setelah dilakukan
dua kali pembacaan sensor. Jumlah variabel penghitung akan bertambah jika pembacaan pertama adalah logika 0 dan pembacaan kedua adalah logika 1.
Besar simpangan joint 3 dengan pergerakan metode pewaktu memilik simpangan terbesar untuk gerakan arah bawah adalah 4 mm. Rata-rata simpangan 1.1 mm dengan
ketelitian 98.8. Gerakan arah atas memiliki simpangan terbesar 5 mm. Rata-rata simpangan 1.1 mm dengan ketelitian 98.7. data hasil validasi dapat dilihat pada Lampiran 19 dan
Lampiran 20. Penyebab simpangan pada metode ini adalah kecepatan putar motor berubah- ubah. Kecepatan motor berubah karena tegangan input yang tidak stabil. Tegangan input
diambil dari hasil penyearah tegangan keluaran transformator tanpa melewati rangkaian penstabil tegangan. Kaecepatan rata-rata joint 3 pergerakan arah atas sebesar 25 mmdetik
sedangkan kecepatan arah bawah 30 mmdetik. Hasil ketiga metode pergerakan joint 3 menunjukkan metode pewaktu memiliki
ketelitian tertinggi. Kecepatan pembaca pulsa sebaiknya minimal dua kali lebih besar kecepatan pulsa yang dihasilkan oleh endcoder. Frekuensi pembaca pulsa yang lebih kecil
membuat beberapa pulsa tidak terbaca sehingga menghasilkan error yang besar. Metode pewaktu digunakan untuk pergerakan sumbu vertikal manipulator dipilih karena memiliki
ketelitian yang lebih baik. Besarnya simpangan pada joint 3 disebabkan oleh adanya perbuhan kecepatan putar motor dan perubahan kecepatan pewaktu komputer. Kecepatan putar motor
dipengaruhi oleh tegangan dan beban. Tegangan yang semakin kecil membuat kecepatan putar motor lebih lambat. Semakin besar beban yang diterima oleh motor menyebabkan putaran
motor menjadi lebih lambat. Simpangan juga dapat disebabkan karena perubahan kecepatan pewaktu. Perhitungan pewaktu dilakukan dengan mengitung jumlah looping program.
Kecepatan looping dipengaruhi oleh kecepatan pemrosesan komputer. 2.
Pembebanan 900 g dan 2200 g Validasi dengan pembebanan dilakukan untuk memperoleh besar simpangan masing-
masing joint karena variasi pembebanan. Beban 900 g digunakan sebagai perkiraan massa minimum end-effector, sedangkan beban 2200 g merupakan beban maksimum yang dapat
diangkat oleh motor joint 3. Pembebanan 2200 g juga digunakan untuk menguji kekuatan link horisontal dan plat beton pemberat. Beban maksimum kekuatan link horisontal yang
46
direncanakan sebesar 5000 g serta beban maksimum yang dapat ditopang oleh manipulator sebesar 4000 g. Simpangan validasi masing-masing joint diambil dari pengujian manipulator
secara keseluruhan. Hasil validasi joint 1 dengan pembebanan 900g putaran dapat dilihat pada Gambar 36 dan Gambar 37 sedangkan hasil pembebanan 2200g dapat dilihat pada Gambar 38
dan Gambar 39.
Gambar 36. Simpangan hasil validasi joint 1 pembebanan 900 g putaran arah kiri
Gambar 37. Simpangan hasil validasi joint 1 pembebanan 900 g putaran arah kanan Simpangan terbesar hasil validasi joint 1dengan pembebanan 900g putaran arah kiri 2°
dan simpangan pada putaran arah kanan 3°. Simpangan rata-rata putaran arah kiri sebesar 0.6° dengan ketelitian 99 sedangkan simpangan rata-rata putaran arah kanan sebesar 0.8° dengan
ketelitian 98. -2.5
-2 -1.5
-1 -0.5
5 10
15 20
25
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
-1.5 -1
-0.5 0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
5 10
15 20
Pengujian ke- S
im p
a n
g a
n °
47
Gambar 38. Simpangan hasil validasi joint 1 pembebanan 2200 g putaran arah kiri
Gambar 39. Simpangan hasil validasi joint 1 pembebanan 2200 g putaran arah kanan Simpangan terbesar hasil validasi joint 1dengan pembebanan 2200g putaran arah kiri 2°
dan simpangan pada putaran arah kanan 4°. Simpangan rata-rata putaran arah kiri sebesar 0.4° dengan ketelitian 99 sedangkan simpangan rata-rata putaran arah kanan sebesar 0.8° dengan
ketelitian 94. Hasil validasi joint 1 dengan pembebanan terlihat bahwa adanya pembebanan tidak
mempengaruhi simpangan joint 1. Hal ini berarti tidak terjadi perubahan kecepatan putar motor joint1. Kecepatan putar motor ditentukan oleh besar frekuensi pulsa yang dikirimkan ke motor
stepper. -2.5
-2 -1.5
-1 -0.5
0.5 1
1.5
5 10
15 20
25
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
-3 -2
-1 1
2 3
4 5
5 10
15 20
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
48
Simpangan joint 2 hasil validasi dengan pembebanan 900g dapat dilihat pada Gambar 40 dan Gambar 41 sedangkan hasil validasi dengan pembebanan 2200g dapat dilihat pada
Gambar 42 dan 43.
Gambar 40. Simpangan hasil validasi joint 2 pembebanan 900 g putaran arah kanan
Gambar 41. Simpangan hasil validasi joint 2 pembebanan 900 g putaran arah kiri Simpangan terbesar hasil validasi joint 2dengan pembebanan 900g putaran arah kanan
11° dan simpangan pada putaran arah kiri 13°. Simpangan rata-rata putaran arah kanan sebesar 8.8° dengan ketelitian 91 sedangkan simpangan rata-rata putaran arah kiri sebesar 8.8°
dengan ketelitian 72. 2
4 6
8 10
12
5 10
15 20
25 Pengujian ke-
Si m
p a
n g
a n
°
2 4
6 8
10 12
14
5 10
15 20
Pengujian ke- S
im p
a n
g a
n °
49
Gambar 42. Simpangan hasil validasi joint 2 pembebanan 2200 g putaran arah kanan
Gambar 43. Simpangan hasil validasi joint 2 pembebanan 2200 g putaran arah kiri Simpangan terbesar hasil validasi joint 2dengan pembebanan 2200g putaran arah
kirikanan 17° dan simpangan pada putaran arah kiri 21°. Simpangan rata-rata putaran arah kanan sebesar 12.9° dengan ketelitian 87 sedangkan simpangan rata-rata putaran arah kiri
sebesar 10.8° dengan ketelitian 66. 2
4 6
8 10
12 14
16 18
5 10
15 20
25 Pengujian ke-
S im
p a
n g
a n
°
5 10
15 20
25
5 10
15 20
Pengujian ke- Si
m p
a n
g a
n °
50
Gambar 44. Perubahan simpangan joint 1 dan joint 2 putaran arah kiri akibat pembebanan
Gambar 45. Perubahan simpangan joint 1 dan joint 2 putaran arah kanan akibat pembebanan Gambar 44 dan Gambar 45 menunjukkan perubahan simpangan joint 1 dan joint 2
akibat beberapa pembebanan. Simpangan joint 1 memiliki perubahan simpangan yang kecil. Pertambahan simpangan joint 1 disebabkan penghubung poros yang sedikit longgar.
Simpangan joint 2 akibat pembebanan mengalami kenaikan. Semakin bersarnya simpangan disebabkan oleh peningkatan momen gaya akibat beban yang semakin besar. Momen gaya
yang besar menyebabkan putaran joint masih berputar saat motor diberhentikan. Untuk mengurangi besar simpangan akibat pembebanan dapat dilakukan kalibrasi ulang pada joint 2.
Simpangan joint 3dengan metode pewaktu hasil validasi dengan pembebanan 900g dapat dilihat pada Gambar 46 dan Gambar 47 sedangkan hasil validasi dengan pembebanan
2200g dapat dilihat pada Gambar 48 dan Gambar 49. 2
4 6
8 10
12 14
900 2200
joint 1 joint 2
Beban g Si
m p
a n
g a
n °
Beban g
51
Gambar 46. Simpangan hasil validasi joint 3 pembebanan 900 g pergerakan arah atas
Gambar 47. Simpangan hasil validasi joint 3 pembebanan 900 g pergerakan arah bawah Simpangan terbesar hasil validasi joint 3dengan pembebanan 900g pergerakan arah atas
31 mm dan simpangan pada pergerakan arah bawah 28 mm. Simpangan rata-rata pergerakan arah atas sebesar 9.9 mm dengan ketelitian 96 sedangkan simpangan rata-rata pergerakan
arah bawah sebesar 6.8mm dengan ketelitian 96. Simpangan akan semakin besar jika jarak input pergerakan semakin besar karena terjadi perubahan kecepatan pergerakan joint 3.
Kecepatan joint 3 pergerakan arah atas 23 mmdetik dan pergerakan arah bawah 33mmdetik. -35
-30 -25
-20 -15
-10 -5
5 10
15 20
25
Pengujian ke- Sim
p an
g an
m m
-5 5
10 15
20 25
30
2 4
6 8
10 12
14 Pengujian ke-
Sim p
an g
an m
m
52
Gambar 48. Simpangan hasil validasi joint 3 pembebanan 2200 g pergerakan arah atas
Gambar 49. Simpangan hasil validasi joint 3 pembebanan 2200 g pergerakan arah bawah Simpangan terbesar hasil validasi joint 3dengan pembebanan 2200 g pergerakan arah
atas 45 mm dan simpangan pada pergerakan arah bawah 29 mm. Simpangan rata-rata pergerakan arah atas sebesar 19.8 mm dengan ketelitian 91 sedangkan simpangan rata-rata
pergerakan arah bawah sebesar 12 mm dengan ketelitian 96. Simpangan akan semakin besar jika jarak input pergerakan semakin besar karena terjadi perubahan kecepatan pergerakan joint
3. Kecepatan joint 3 pergerakan arah atas 20 mmdetik dan pergerakan arah bawah 34 mmdetik.
-50 -45
-40 -35
-30 -25
-20 -15
-10 -5
5 10
15 20
25
Pengujian ke- Sim
p an
g an
m m
5 10
15 20
25 30
35
2 4
6 8
10 12
14 Pengujian ke-
Sim p
an g
an m
m
53
Gambar 50. Perubahan simpangan joint 3 akibat pembebanan Besar perubahan simpangan pada joint 3 akibat pembebanan dapat dilihat pada Gambar
50. Akibat dari pembebanan menyebabkan kecepatan pergerakan joint 3 berubah. Kelemahan dari metode pewaktu adalah simpangan dipengaruhi oleh perubahan kecepatan motor. Salah
satu penyebab kecepatan motor berubah adalah besar beban.
5.5. Pengujian Manipulator dari Posisi Switch Limit ke Koordinat Tujuan
