Pengujian Kinematika Lengan Robot

Tabel 4.2.Lanjutan Data Hasil Perhitungan Kinematika Setiap Titik Acuan Posisi Px cm Py cm OE cm EB cm θ 1 o θ 2 o θ 3 o θ 4 o ψ o Titik 4 18 -4,5 6,5 27 76 94 45 42 7 Titik 5 18 -4,5 6,5 27 76 94 45 51 -2 Titik 6 18 -4,5 6,5 27 76 94 45 60 -11 Titik 7 18 -2 6,5 27 84 94 45 42 7 Titik 8 18 -2 6,5 27 84 94 45 51 -2 Titik 9 18 -2 6,5 27 84 94 45 61 -12 Posisi Karakter 4 Titik 1 18 6,6 27 90 94 45 42 7 Titik 2 18 6,6 27 90 94 45 52 -3 Titik 3 18 6,6 27 90 94 45 60 -11 Titik 4 18 1,5 6,5 27 95 94 45 42 7 Titik 5 18 1,5 6,5 27 95 94 45 50 -1 Titik 6 18 1,5 6,5 27 95 94 45 60 -11 Titik 7 18 3 6,6 27 99 94 45 42 7 Titik 8 18 3 6,6 27 99 94 45 50 -1 Titik 9 18 3 6,6 27 99 94 45 60 -11 Posisi Karakter 5 Titik 1 18 5 7 27 106 93 44 42 7 Titik 2 18 5 7 27 106 93 44 51 -2 Titik 3 18 5 7 27 106 93 44 59 -10 Titik 4 18 6,5 7,2 27 110 92 44 42 7 Titik 5 18 6,5 7,2 27 110 92 44 49 -1 Titik 6 18 6,5 7,2 27 110 92 44 59 -10 Titik 7 18 8 8 27 114 90 41 40 9 Titik 8 18 8 8 27 114 90 41 48 1 Titik 9 18 8 8 27 114 90 41 56 -7 Dari Tabel 4.2 dapat diperoleh nilai sudut setiap joint � 1 , � 2 , � 3 , ��� � 4 yang diperlukan lengan robot untuk menuju titik-titik acuan tersebut. Akan tetapi, dari hasil pengukuran diperoleh hasil berbeda dari hasil perhitungan kinematika. Dari perbedaan tersebut diperoleh persentase error dari hasil perhitungan dengan hasil pengukuran. Seperti yang terlihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3. Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Hasil Pengukuran Posisi Perhitungan o Pengukuran o Error θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 Home 90 111 42 91 90 110 40 90 0 1 5 1 Posisi Karakter 1 Titik 1 52 83 33 34 60 84 35 35 15 1 6 3 Titik 2 52 83 33 45 60 84 35 44 15 1 6 2 Titik 3 52 83 33 51 60 84 35 50 15 1 6 2 Titik 4 53 85 36 48 64 85 35 35 21 0 3 27 Titik 5 53 85 36 47 64 85 35 45 21 0 3 4 Titik 6 53 85 36 52 64 85 35 51 21 0 3 2 Titik 7 59 87 40 38 70 87 35 39 19 0 13 3 Titik 8 59 87 40 47 70 87 35 47 19 0 13 Titik 9 59 87 40 56 70 87 35 56 19 0 13 Posisi Karakter 2 Titik 1 61 90 42 36 72 91 40 37 18 1 5 3 Titik 2 61 90 42 46 72 90 40 47 18 0 5 2 Titik 3 61 90 42 55 72 90 40 55 18 0 5 Titik 4 62 91 43 38 77 91 40 39 24 0 7 3 Titik 5 62 91 43 46 77 91 40 47 24 0 7 2 Titik 6 62 91 43 54 77 91 40 55 24 0 7 2 Titik 7 69 91 43 39 82 91 40 40 19 0 7 3 Titik 8 69 91 43 47 82 91 40 48 19 0 7 2 Titik 9 69 91 43 55 82 91 40 56 19 0 7 2 Posisi Karakter 3 Titik 1 74 94 45 42 98 93 40 42 32 1 11 Titik 2 74 94 45 51 98 93 40 52 32 1 11 2 Titik 3 74 94 45 62 98 93 40 60 32 1 11 3 Titik 4 76 94 45 42 104 94 40 43 37 0 11 2 Titik 5 76 94 45 51 104 94 40 52 37 0 11 2 Titik 6 76 94 45 60 104 94 40 60 37 0 11 Titik 7 84 94 45 42 108 94 40 43 29 0 11 2 Titik 8 84 94 45 51 108 94 40 52 29 0 11 2 Titik 9 84 94 45 61 108 94 40 61 29 0 11 Tabel 4.3.Lanjutan Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Hasil Pengukuran Posisi Perhitungan o Pengukuran o Error θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 θ 1 θ 2 θ 3 θ 4 Posisi Karakter 4 Titik 1 90 94 45 42 114 93 40 43 27 1 11 2 Titik 2 90 94 45 52 115 93 40 52 28 1 11 Titik 3 90 94 45 60 115 93 40 61 28 1 11 2 Titik 4 95 94 45 42 120 94 40 43 26 0 11 2 Titik 5 95 94 45 50 120 94 40 51 26 0 11 2 Titik 6 95 94 45 60 120 94 40 61 26 0 11 2 Titik 7 99 94 45 42 125 93 40 43 26 1 11 2 Titik 8 99 94 45 50 125 93 40 51 26 1 11 2 Titik 9 99 94 45 60 125 93 40 60 26 1 11 Posisi Karakter 5 Titik 1 106 93 44 42 130 92 40 43 23 1 9 2 Titik 2 106 93 44 51 130 92 40 52 23 1 9 2 Titik 3 106 93 44 59 130 92 40 60 23 1 9 2 Titik 4 110 92 44 42 134 91 40 42 22 1 9 Titik 5 110 92 44 49 134 91 40 50 22 1 9 2 Titik 6 110 92 44 59 134 91 40 59 22 1 9 Titik 7 114 90 41 40 140 90 40 40 23 0 2 Titik 8 114 90 41 48 140 90 40 48 23 0 2 Titik 9 114 90 41 56 140 90 40 57 23 0 2 2 Rata-rata Error 24 0 8 2 Dari tabel 4.3 diperoleh bahwa persentase error yang bernilai paling tinggi adalah bagian base � 1 yakni 24. Hal ini dikarenakan mekanik lengan robot mengalami masalah, yakni bagian end-effector yang tidak simetris dengan poros bagian base seperti yang terlihat pada Gambar 4.15 serta transmisi gear yang bermasalah yang mengakibatkan terjadinya speleng. Kedua permasalahan tersebut memberikan pengaruh terhadap nilai sudut � 1 yang mengakibatkan perubahan pada posisi titik acuan. Sedangkan untuk persentase error pada bagian yang lain tidak terlalu tinggi, yakni bagian shoulder dengan rata-rata error 0, bagian elbow dengan rata-rata error 8, dan bagian pitch dengan rata- rata error 2. Gambar 4.15. Permasalahan Mekanik Lengan Robot Dari pengujian kinematika lengan robot diatas diperoleh nilai sudut–sudut yang diperlukan oleh lengan robot dalam menuju titik acuan. Titik-titik acuan inilah yang akan digunakan lengan robot untuk membentuk beberapa garis acuan. Gambar 4.16 merupakan bentuk dan posisi dari garis-garis acuan yang akan dibentuk oleh lengan robot. Garis-garis acuan inilah yang akan digunakan lengan robot untuk membentuk huruf yang tersusun menjadi sebuah kata. Gambar 4.16. Bentuk dan Posisi Garis Acuan Kondisi yang terjadi tidak simetris Poros Kondisi seharusnya simetris End-effector Posisi ke-n Garis ke-n Gambar 4.17. Hasil Implementasi Garis-Garis Acuan Gambar 4.17 merupakan hasil implementasi dari garis-garis acuan. Garis acuan inilah yang akan digunakan untuk membentuk huruf. Dari gambar tersebut terlihat garis diagonal belum dapat terbentuk, hal ini dikarenakan penulis belum menemukan algoritma pemogramman untuk membentuk garis diagonal. Dalam bab perancangan, lengan robot dirancang agar dapat menulis dengan maksimal enam posisi karakter. Akan tetapi, dari Gambar 4.17 terlihat garis-garis acuan pada posisi karakter ke-6 tidak terbentuk. Hal ini dikarenakan end-effector dari lengan robot telah menabrak papan tulis, sehingga tidak memungkinkan lengan robot untuk membentuk garis-garis acuan di posisi karakter ke-6 seperti yang terlihat pada Gambar 4.18. Dengan kata lain, area kerja lengan robot terbatas, yakni hanya maksimal 5 posisi karakter. Gambar 4.18. End-effector Menabrak Papan Tulis Posisi garis diagonal yang belum terbentuk 1 2 3 4 5 End-effector menabrak papan tulis

4.2.3. Pengujian repeatabilitas lengan robot

Pengujian repeatabilitas lengan robot dilakukan untuk mengetahui ketepatan lengan robot dalam menuju satu titik apabila dilakukan secara berulang. Hal ini penting dilakukan untuk mengetahui ketepatan lengan robot dalam menuju titik acuan yang akan membentuk garis acuan untuk menulis sebuah kata yang akan dilakukan terus menerus yang akan berpengaruh pada bentuk huruf yang akan ditulis. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan perintah kepada lengan robot untuk bergerak menuju sebuah titik acuan lalu kembali pada posisi home lalu bergerak kembali menuju titik acuan. Hal ini dilakukan dengan melakukan 10 kali percobaan. Dari 10 kali percobaan diperoleh data bahwa lengan robot mulai mengalami error yang tinggi pada percobaan ke 8 dengan rata-rata error 2 seperti yang terlihat pada Tabel 4.4. Tabel 4.4. Hasil Pengujian Repeatabilitas Lengan Robot Percobaan Koordinat titik acuan cm Koordinat terukur cm Error X Y Z X Y Z X Y Z 1 18 -4,5 30 18 -4,5 30 2 18 -4,5 30 18 -4,5 30,2 1 3 18 -4,5 30 17,9 -4,4 30,1 1 2 4 18 -4,5 30 17,9 -4,5 30,2 1 1 5 18 -4,5 30 17,9 -4,4 30,2 1 2 1 6 18 -4,5 30 17,9 -4,5 30,2 1 1 7 18 -4,5 30 17,9 -4,5 30,2 1 1 8 18 -4,5 30 17,8 -4,4 31 1 2 3 9 18 -4,5 30 17,8 -4,4 31 1 2 3 10 18 -4,5 30 17,9 -4,4 30,5 1 2 2

4.2.4. Pengujian keseluruhan sistem

Lengan robot akan mulai menulis huruf apabila sudah memperoleh masukkan dari aplikasi pada Android. Hal pertama yang dilakukan adalah menghubungkan bluetooth smartphone Android dengan bluetooth HC-05 yang telah terintegrasi dengan mikrokontroler seperti yang terlihat pada Gambar 4.19. Setelah kedua bluetooth terhubung, user akan membuka aplikasi Arduino Bluetooth Terminal pada smartphone Android, kemudian menghubungkan aplikasi Arduino Bluetooth Terminal dengan bluetooth HC-05 yang telah terintegrasi dengan mikrokontroler seperti yang terlihat pada Gambar 4.20 . Gambar 4.19 Konfigurasi Bluetooth pada Smartphone Gambar 4.20. Tampilan Awal Aplikasi Arduino Bluetooth Terminal Bluetooth pada smartphone Android Bluetooth pada mikrokontroler Nama bluetooth yang terintegrasi dengan mikrokontroler Memulai koneksi antar bluetooth Gambar 4.21. Tampilan Aplikasi Arduino Bluetooth Terminal Gambar 4.21 merupakan tampilan antarmuka dari aplikasi Arduino Bluetooth Terminal pada smartphone Android. Seperti yang telah dijelaskan di bab perancangan pada diagram alir Android dan program menulis, bagian ini meliputi masukkan untuk pemilihan posisi karakter dan masukkan untuk data huruf yang akan ditulis oleh lengan robot. Gambar 4.22 merupakan hasil implementasi bentuk huruf A pada posisi karakter pertama yang terdiri dari tujuh garis acuan. Gambar 4.22. Bentuk Huruf A pada Posisi Karakter Pertama Gambar 4.23. Bentuk Huruf A pada Setiap Posisi Karakter Data huruf yang akan dikirim input Tombol untuk mengirim data Data dari mikrokontroler Gambar 4.23 merupakan hasil implementasi dari bentuk huruf A pada setiap posisi karakter. Lengan robot menulis kata ini dapat menulis hingga 26 karakter huruf di setiap posisi karakternya yakni huruf A hingga huruf Z. Hasil dari keseluruhan huruf yang dapat ditulis oleh lengan robot dapat dilihat pada bagian lampiran. Tabel 4.5 merupakan hasil pengujian keberhasilan dari penulisan bentuk huruf oleh lengan robot dengan persentase keberhasilan mencapai 62. Tabel 4.5. Hasil Pengujian Keberhasilan Bentuk Huruf Huruf Posisi Karakter 1 2 3 4 5 A 1 1 1 1 1 B 1 1 1 1 1 C 1 1 1 1 1 D 1 1 1 1 1 E 1 1 1 1 1 F 1 1 1 1 1 G 1 1 1 1 1 H 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 K L 1 1 1 1 1 M N O 1 1 1 1 1 P 1 1 1 1 1 Q R S 1 1 1 1 1 T 1 1 1 1 1 U 1 1 1 1 1 V W X Y Z Total huruf 130 Huruf yang terbaca 80 Huruf yang tidak terbaca 50 Presentase Keberhasilan huruf yang terbaca 62 0 = Tidak terbaca, 1 = terbaca Tolak ukur huruf yang terbaca dan tidak terbaca dilihat dari pembentukan garis acuan yang terjadi. Huruf dikatakan terbaca apabila pembentukan garis acuan terjadi dengan sempurna seperti yang terlihat pada Gambar 4.24. Sebagai contoh huruf P, huruf P terdiri dari 5 garis acuan dan lengan robot berhasil menulis kelima garis acuan tersebut hingga membentuk huruf P. Gambar 4.25 merupakan bentuk dari huruf N, huruf N seharusnya terdiri dari 6 garis acuan akan tetapi lengan robot hanya dapat menulis 4 garis acuan sehingga tidak dapat membentuk huruf N yang seharusnya. Hal inilah yang dimaksud huruf yang tidak terbaca. Gambar 4.24. Ilustrasi Bentuk Huruf yang Terbaca Gambar 4.25. Ilustrasi Bentuk Huruf yang Tidak Terbaca Gambar 4.26. Beberapa Huruf yang Membentuk Sebuah Kata Gambar 4.26 merupakan hasil implementasi dari keseluruhan sistem lengan robot menulis kata. Dimana, user dapat memilih jumlah karakter dan posisi karakter dengan cara memberi masukan dari aplikasi pada android dan mengirimkan data huruf satu per satu. Garis acuan yang tidak terbentuk 4.3. Pembahasan Perangkat Lunak 4.3.1. Inisialisasi Inisialisasi pada lengan robot menulis kata ini berisi tentang pendefinisian dari fungsi library dan variabel yang digunakan dalam proses pengoperasian data. Seperti pada bab perancangan pada diagram alir program, bagian dari inisialisasi meliputi input dan output yang digunakan serta setup untuk komunikasi serial dan I 2 C serta setup motor servo pada servo controller. Listing program inisialisasi dari lengan robot menulis kata ini dapat dilihat seperti pada gambar 4.27. Gambar 4.27. Listing Program Inisialisasi Lengan Robot Menulis Kata

4.3.2. Program Home

Listing program home dapat dilihat pada Gambar 4.28. Posisi home merupakan kondisi aman lengan robot sebelum dan sesudah menulis. Lengan robot akan menulis dengan cara menggabungkan garis-garis acuan. Setiap huruf terdiri dari beberapa garis acuan, dimana setelah menulis garis acuan robot akan bergerak ke posisi aman dan kemudian melanjutkan menulis garis acuan yang berikutnya.