Rangkaian kontroler RAMCES -5 Perangkat lunak pengendali RAMCES -5

4.5. Rangkaian kontroler RAMCES -5

Rangkaian kontroler RAMCES -5 terdiri dari tiga bagian penting, yaitu: bagian trafo, regulator, dan mikrokontroler. Bagian trafo dipasangkan s ejajar dan berpasangan sehingga panas yang dihasilkan dapat terbuang dengan baik. Untuk menurunkan tegangan yang dihasilkan trafo digunakan regulator yang dilengkapi dengan heat sink sebagai pembuang panas. Karakteristik regulator yang dipakai ditampilkan pada Lampiran 12. Bagian mikrokontroler diletakkan berdekatan dengan kipas kecil agar tidak terkena panas dari trafo dan regulator. Untuk mengurangi panas yang ada didalam kotak maka dipasangkan kipas pendingin pada bagian sisi depan kontroler. Soket kabel sensor dan servo dijadikan tempat persambungan kabel motor servo dan sensor RAMCES. Bentuk kontroler RAMCES-5 ditampilkan pada Gambar 34. Gambar 34. Tampak atas kontroler RAMCES -5 beserta bagian-bagiannya, Bagian penyearah tegangan AC Bagian Mikrokontroler soket kabel servo Sekring soket kabel sensor Lubang keluaran angin Saklar Kabel power Kipas pendingin 4.6. Hasil perhitungan perangkat keras RAMCES -5 4.6.1. Tegangan keluaran sensor RAMCES -5 Sensor RAMCES-5 memiliki 3 buah kaki berbeda yaitu kaki 1,2, dan 3. Sensor ini terpisah satu sama lainnya sehingga dapat bergerak bebas dan memiliki sudut putar yang berbeda. Hasil uji pengukuran tegangan keluaran sensor ditampilkan pada Tabel 8. Tabel 8. Hasil pengukuran tegangan yang dikeluarkan sensor pada sudut maksimum dan minimum. No Jenis Sensor Sudut Sensor yang dapat dibentuk derajat Tegangan Vinput kaki 1 mili Volt Tegangan yang Keluar Pada Kaki 2 Sensor mili Volt Hasil Pengamatan Kondisi Sensor Tangan 1 Sensor Fingger Max 100 1288 350 Membuka Min 950 Menutup 2 Sensor Wrist Max 120 1288 298 Berputar Min 920 Normal 3 Sensor Arm Max 122 1288 83 Menekuk Min 676 Lurus 4 Sensor Elbow Max 120 1288 230 Menekuk kedada Min 700 Membuka 5 Sensor Shoulder Max 90 1288 260 Mengangkat Min 1030 Normal Data ini menunjukkan bahwa tegangan maksimum untuk kaki 1 sa at kondisi maksimum dan minimum sebesar 1288 mili Volt. Tegangan input semua sensor memiliki nilai yang sama karena tegangan semua masukan potensi meter dihubungkan secara pararel. Rangkaian pararel ini akan membuat arus yang masuk untuk setiap kaki 3 ak an dibagi menjadi 5 bagian sehingga tidak perlu memakai banyak resistor dan kabel untuk sensor. Jika melihat keluaran kaki 2 sensor saat kondisi sudut maksimum maka tegangan terbesar ada pada sensor fingger dengan nilai sebesar 350 mili Volt. Nilai terendah ada pada sensor arm dengan nilai sebesar 83 mili Volt. Hal ini terjasi karena sudut putar maksimum sensor fingger lebih kecil dibandingkan dengan sensor arm. Tegangan terendah saat sudut minimum terdapat pada sensor arm dengan nilai 676 mili Volt sedangkan yang terbesar ada pada sensor shoulder sebesar 1030 mili Volt. Keluaran tegangan terendah ini disebabkan oleh desain gear penghubung pada sensor shoulder yang mampu menghasilkan putaran lebih banyak dibandingkan sensor yang lain. Semua hasil pengukuran tegangan kaki 2 tidak ada nilai yang melebihi batas maksimum Vref. Budiharto 2008 menjelaskan bahwa tegangan referensi internal sebesar 2,56 Volt. Tegangan yang dipakai pada sensor RAMCES -5 kurang dari 2,56 sehingga kita yakin dapat menggunakan tegangan keluaran sensor sebagai input dari ADC tanpa resiko terjadi kerusakan.

4.6.2. Besar sudut servo RAMCES -5 dengan perbedaan lebar pulsa

Setiap servo RAMCES-5 memiliki batas lebar pulsa untuk melakukan gerakan memutar dengan sudut tertentu. Lebar pulsa yang diberikan tidak boleh melebihi apa yang sudah ditentukan dari pabrik pembuatnya. Untuk mendapatkan lebar pulsa maksimum dan minimum pada program maka kita lakukan pengukuran saat motor servo RAMCES -5 terpasang. Hasil dari pengukuran lebar pulsa maksimum dan sudut yang dibentuk diperoleh Tabel 9. Tabel 9. Hasil pengukuran lebar pulsa dan sudut yang dapat dibuat. No Jenis Servo Besar Lebar Pulsa Maksimum dan Minimum Sudut Putaran Pada Servo Keterangan 1 Servo Fingger 550 Keadaan tertutup 1350 67 Keadaan terbuka 2 Servo Wrist 450 90 Memutar kekanan 1500 Normal 3 Servo Arm 600 Normal 2000 120 Mengangkat 4 Servo Elbow 800 Berputar kekiri 2300 160 Berputar kekanan 5 Servo Shoulder 600 100 Mengangkat 1850 Normal Data ini menunjukkan bahwa semua karakteristik gerakan servo berbeda satu sama lainnya. Lebar pulsa yang berbeda untuk setiap servo karena disesuaikan dengan bentuk dan besarnya pergerakan RAMCES -5. Hal ini disebabkan karena perbedaan jenis servo yang dipakai pada RAMCES -5. Hasil perhitungan lebar pulsa yang diberikan terhadap besar sudut putar memperlihatkan terdapat perbedaan antara servo arm dan servo shoulder dimana nilainya berkebalikan saat melakukan gerakan men gangkat. Untuk servo arm membutuhkan lebar pulsa maksimum untuk mengangkat sedangkan servo shoulder membutuhkan lebar pulsa minimum. Hal ini terjadi karena posisi motor servo yang tidak sama sehingga membutuhkan lebar pulsa yang berbeda.

4.6.3. Daya cengkram gripper.

Pengujian daya cengkram gripper RAMCES-5 hanya dilakukan sebanyak sepuluh kali dengan obyek yang berbeda. Pengulangan pengambilan obyek sebanyak tiga kali lalu diambil kesimpulan hasil pengamatannya. Hasil dari pengujian ini ditampilkan pada Tabel 10. Tabel 10. Hasil pengujian daya cengkram gripper pada berbagai macam bentuk obyek. U la n ga n Bentuk Obyek yang Dicengkram Dimensi Obyek cm Bobot Obyek gram Kondisi Pemukaan Obyek Hasil Pengamatan Cengkraman Gripper 1 Kotak DMM 12,5 x 6,8 x 2,4 109 Kasar Baik 2 Kotak arkrilik 10 x 4,3 x 10,3 61,7 Licin Agak bergeser 3 Kotak putih 6,5 x 5 x 4 126,3 Kasar Butuh torsi besar 4 Kotak baterai 10 x 5 x 3,2 84,5 Kasar Baik 5 Spidol 14 x 1 6 Licin Baik 6 Silinder besi 6,2 x 3 57,4 Kasar Baik 7 Silinder besi padat 3,5 x 4 168,7 Kasar Butuh torsi besar 8 Tabung obat 10,5 x 2,2 17,7 Kasar Baik 9 Obeng besar 4,5 x 3 60,9 Bergelombang Sedikit goyang 10 Obeng sedang 8,5 x 2 29,3 kasar Baik Keterangan: - kasar, memiliki permukaan yang t idak rata - bergelombang, memiliki permukaan zigzag - licin, memiliki permukaan halus dan rata Data ini kita dapat melihat bahwa gripper akan mengalami kegagalan dalam pencengkraman obyek apabila permukaan obyek licin dan bobotnya cukup besar. Dengan permukaan obyek yang licin akan mengurangi daya cengkram gripper. Saat gripper mencengkram kotak arkrilik terjadi pergeseran posisi cengkraman saat diangkat. Pergeseran yang terjadi tidak sampai membuat benda yang dicengkram jatuh karena permukaan gripper dilengkapi dengan bantalan karet. Bantalan karet ternyata mampu menambah grip pada saat menjepit obyek. Tanpa adanya bantalan karet kemungkinan kotak arkrilik yang licin akan langsung jatuh. Keadaan gripper saat membuka dan menutup capit ditampilkan pada Lampiran 13.

4.7. Perangkat lunak pengendali RAMCES -5

Pembuatan perangkat lunak berupa program kendali gerak mikrokontroler menggunakan software BASCOM-AVR dengan bahasa BASIC. Program yang telah dibuat akan didownload kedalam mikrokontroler menggunakan downlo ader ISP. Program ini akan mengukur besaran tegangan dari sensor lalu akan memberikan respon berupa lebar pulsa yang berbeda kepada motor servo. Kualitas penerimaan data dari sensor ke dala m mikrokontroler secara umum berjalan cukup baik. Hal ini ditunjukkan reaksi gerak motor servo yang sesuai dengan arah gerak sensor. Sintaksis perintah yang ada didalam program ini ditampilkan pada Lampiran 14. RAMCES-5 memiliki prinsip kerja ro bot sama dengan seperti robot buatan Victor Scheinman tahun 1969 yang dikendalikan menggunakan komputer. Lengan robot RAMCES-5 dikendalikan menggunakan prinsip pengendalian yang berbeda karena menggunakan hubungan langsung antara tangan manusia. Prinsip pengendalian robot ini sama seperti metode yang digunakan oleh ilmuan Salt Lake City dan tim peraga film The Lost World tahun 1997 yang menggunakan bagian tubuh manusia untuk mengendalikan robot. RAMCES-5 merupakan robot tangan yang memiliki level pergerakan sebanyak 5 buah 5 Degree Of Freedom. Level pergerakan ini yang memudahkan gerakan RAMCES -5 dalam mengambil obyek benda yang terletak secara horizontal atau vertikal. Pitowarno 2006 menjelaskan gerakan holomonic merupakan sistem gerak yang serupa dengan gerak ujung pensil atau pulpen ke segala arah di permukaan kertas sesuai dengan keinginan. Dengan Degree Of Freedom DOF sebanyak 5 buah membuat RAMCES -5 dapat bergerak dan menjangkau ke segala arah tanpa ada halangan. Hal ini sama dengan gerakan holomonic pada sebuah pensil di atas kertas. RAMCES-5 dapat bergerak kesegala arah dirancang agar mampu mengikuti gerakan tangan manusia yang dapat menjangkau ke semua sudut dimensi. Kelebihan ini membuat RAMCES -5 bergerak sesuai dengan kemauan kita dengan perantara sensor yang terpasang pada tangan manusia. Penggunaan motor servo sebagai alat penggerak memberikan hasil gerakan yang halus dan memiliki sudut yang sama dengan tangan manusia.

5. KESIMPULAN DAN SARAN