Perancangan humanoid robot berbasis ATMEGA128 - USD Repository

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

TUGAS AKHIR
PERANCANGAN HUMANOID ROBOT BERBASIS
ATMEGA128
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro

Oleh:
HAYON CHREIZA AFRI DANIS BERNAD SEMOI
NIM. 095114015

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA
2014
i

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

FINAL PROJECT
HUMANOID ROBOT DESIGN BASED
ATMEGA128
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program

HAYON CHREIZA AFRI DANIS BERNAD SEMOI
NIM. 095114015

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
2014

ii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI

TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya tulis ini kupersembahkan untuk:

Tuhan Yesus GEmbalaku
Bunda Maria dan Para Malaikat Pelindungku
Bapak dan Ibu tercinta, untuk doa serta dukungan moral
maupun materi
Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma

“Waktu akan menjawab semua hasil kerja keras kita
dengan etikat baik, doa dan rasa syukur kepada TUHAN”

vi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN

MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

INTISARI

Kemajuan teknologi dalam bidang robotika telah memasuki berbagai segi
kehidupan manusia mulai dari bidang otomatisasi baik di bidang industri, militer, hiburan
maupun dalam bidang medis. Humanoid robot atau robot humanoid merupakan salah satu
bentuk implementasi teknologi dalam bidang robotika yang memiliki kemampuan
menirukan beberapa kegiatan manusia untuk berjalan dan menggerakan beberapa organ
tubuh layaknya manusia.
Perancangan Humanoid Robot berbasis ATmega128 terdiri dari sistem minimum
yang berfungsi sebagai pengontrol pergerakan motor servo sebagai aktuator robot dan
mengolah data yang dihasilkan sensor gyro sebagai sensor keseimbangan. Sensor
keseimbangan dideteksi untuk mendukung gerakan terlentang, duduk, berdiri hingga
berjalan.
Perancangan Humanoid Robot berbasis ATmega128 sudah berhasil dibuat dan
dapat bekerja dengan baik, dari gerakan terlentang ke gerakan berdiri tingkat keberhasilan

adalah 77,77%, dari gerakan berdiri ke gerakan berjalan tingkat keberhasilan adalah
66,67%. Sensor dapat memberikan titik keseimbangan yang diinginkan. Robot mampu
melakukan gerakan mulai terlentang, duduk, berdiri dan gerakan berjalan.

Kata kunci: Humanoid Robot, ATmega128, Gyro

viii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRACT

An advancement of robotic technology have been come in a variety of life and as
of otomation sector like this industry, militer, consolation, and then medical. Humanoid
robot or automation humanoid implementation is one from of technological robotics has

the ability to mimic some human activities run and move some organs of the body like a
human.
The design of Humanoid Robot based ATmega128 consists of minimum system
controller that doubles as a movement of the servo motor as actuator robot and manipulate
data generated by the sensor gyro sensor as a balance. Balance sensor detected movement
to support sleeping, setting, standing and walking.
The design of Humanoid Robot based ATmega128 has been successfully
established and can work well, of the movement supine to stand the success rate of
movement is 77,77%, of the movement stand to movement running level of success is
66,67%. The sensors can be give a point balance is in want. Robot able to perform a
movement started supine, sitting, standing and walking.

Key words: Humanoid Robot, ATmega128, Gyro

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK

TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv
LEMBAR KEASLIAN KARYA ................................................................................ v
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................................. vii
INTISARI .................................................................................................................. viii

ABSTRACT ................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ................................................................................................. x
DAFTAR ISI ............................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xv
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2

Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................................ 2

1.3

Batasan Masalah .............................................................................................. 2

1.4

Metode Penelitian ............................................................................................ 2

xi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II DASAR TEORI
2.1

Mikrokontroler AVR ATmega128 .................................................................. 4
2.1.1

Arsitektut AVR ATmega128 ............................................................ 4

2.1.2

Deskripsi Mikrokontroler ATmega128 ............................................. 5

2.1.3

Organisasi Memori AVR ATmega128 ............................................. 6
2.1.3.1

Memori Program ................................................................. 6

2.1.3.2

Memori Data ....................................................................... 6

2.1.4

Interupsi ............................................................................................. 7

2.1.5

Timer/Counter ................................................................................... 7
2.1.5.1

Timer/Counter0 ................................................................... 7

2.2

Motor Servo ................................................................................................... 10

2.3

Gyro Sensor GS-12 ....................................................................................... 13

2.4

Teori Robot Humanoid .................................................................................. 13

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN
3.1

Proses Kerja dan Mekanisme Robot Humanoid ............................................ 16

3.2

Perancangan Sistem Robot Humanoid .......................................................... 18
3.2.1

Perancangan Sistem Mekanik ......................................................... 18

3.2.2

Perancangan Sistem Elektronika ..................................................... 19

3.2.3

3.2.2.1

Sensor Keseimbangan ....................................................... 19

3.2.2.2

Pengontrol ......................................................................... 20

Perancangan Sistem Perangkat Lunak ............................................ 23

xii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3.2.3.1

Algoritma Gerakan Robot ................................................ 23

3.2.3.2

Prosedur Bangun ............................................................... 24

3.2.3.3

Prosedur Terlentang .......................................................... 25

3.2.3.4

Prosedur Duduk ................................................................. 25

3.2.3.5

Prosedur Berdiri ................................................................ 28

3.2.3.6

Prosedur Jalan ................................................................... 29

3.2.3.7

Prosedur Melangkah Kaki Kanan ..................................... 30

3.2.3.8

Prosedur Melangkah Kaki Kiri ......................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1

4.2

Implementasi Alat ......................................................................................... 32
4.1.1

Hasil Pengamatan Terhadap Sensor Gyro ....................................... 34

4.1.2

Pengujian Gerakan Awal ................................................................. 34

4.1.3

Pengujian Gerakan Terlentang Ke Gerakan Duduk ........................ 35

4.1.4

Pengujian Gerakan Duduk Ke Gerakan Berdiri .............................. 36

4.1.5

Pengujian Gerakan Terlentang Ke Gerakan Berdiri ....................... 37

4.1.6

Pengujian Gerakan Berdiri Ke Gerakan Berjalan ........................... 37

Pengukuran Motor Servo ............................................................................... 38
4.2.1

Pengujian Gerak Robot Pada Posisi Terlentang .............................. 40

4.2.2

Pengujian Gerak Robot Pada Posisi Duduk .................................... 41

4.2.3

Pengujian Gerak Robot Pada Posisi BerdiriBerdiri ........................ 43

4.2.4

Pengujian Gerak Robot Melangkah Menggunakan Kaki Kanan .... 44

4.2.5

Pengujian Gerak Robot Melangkah Menggunakan Kaki Kiri ........ 46

xiii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4.2.6
4.3

Gerakan Berjalan ............................................................................. 48

Analisa Program ............................................................................................ 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 54
5.1

Kesimpulan .................................................................................................... 54

5.2

Saran .............................................................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 55
LAMPIRAN ............................................................................................................... 56

xiv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega128 .......................................... 5
Gambar 2. 2 Clear Time on Compare Match (CTC) ..................................................... 9
Gambar 2. 3 Fast PWM ................................................................................................. 9
Gambar 2. 4 Phase Correct PWM ............................................................................... 10
Gambar 2. 5 Motor Servo AX-12 ................................................................................ 11
Gambar 2. 6 Konfigurasi Pin Motor Servo .................................................................. 11
Gambar 2. 7 Gyro Sensor GS-12 ................................................................................. 13
Gambar 2. 8 Support Polygon ..................................................................................... 14
Gambar 2. 9 Support Polygon (a) Double Support Polygon, (b) Double Support Polygon,
(c) Single Support Polygon .......................................................................................... 15
Gambar 3. 1 Struktur Robot Humanoid ....................................................................... 17
Gambar 3. 2 Diagram Blok Sistem .............................................................................. 17
Gambar 3. 3 Perancangan Mekanik Robot Humanoid ................................................ 18
Gambar 3. 1 Bagan Referensi Sudut Data Penelitian .................................................. 20
Gambar 3. 5 Skematik Rangkaian Pengontrol Mikro ATmega128 ............................. 21
Gambar 3. 6 Modul ATmega128 ................................................................................. 21
Gambar 3. 7 Diagram Alir Program Utama ................................................................ 24
Gambar 3. 8 Diagram Alir Sub Program Bangun ....................................................... 25
Gambar 3. 9 Diagram Alir Sub Program Terlentang ................................................... 26
Gambar 3. 10 Bagan Posisi Terlentang ....................................................................... 26

xv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3. 11 Diagram Alir Sub Program Duduk ....................................................... 27
Gambar 3. 12 Bagan Posisi Duduk .............................................................................. 27
Gambar 3. 13 Diagram Alir Sub Program Berdiri ....................................................... 28
Gambar 3. 14 Bagan Posisi Berdiri ............................................................................. 28
Gambar 3. 15 Diagram Alir Sub Program Jalan .......................................................... 29
Gambar 3. 16 Diagram Alir Sub Program Melangkah Kaki Kanan ............................ 30
Gambar 3. 17 Bagan Pergerakan Melangkah Kaki Kanan .......................................... 30
Gambar 3. 18 Diagram Alir Sub Program Melangkah Kaki Kiri ................................ 31
Gambar 3. 19 Bagan Pergerakan Melangkah Kaki Kiri .............................................. 31
Gambar 4. 1 Hasil Implementasi ................................................................................. 32
Gambar 4. 2 Gerakan Terlentang ................................................................................ 35
Gambar 4. 3 Gerakan Duduk ....................................................................................... 35
Gambar 4. 4 Motor Servo Pada Sudut 0o ..................................................................... 38
Gambar 4. 5 Motor Servo Pada Sudut 150o ................................................................. 38
Gambar 4. 6 Grafik Akurasi dan Resolusi Motor Servo ............................................. 40
Gambar 4. 7 Gerakan terlentang ke Gerakan Duduk ................................................... 42
Gambar 4. 8 Gerak Pada Posisi Berdiri ....................................................................... 43
Gambar 4. 9 Gerakan Duduk ke Gerakan Berdiri ....................................................... 44
Gambar 4. 10 Gerak Pada Posisi Melangkah Menggunakan Kaki Kanan .................. 45
Gambar 4. 11 Gerakan Melangkah Kaki Kanan .......................................................... 46
Gambar 4. 12 Gerakan Pada Posisi Melangkah Menggunakan Kaki Kiri .................. 46
Gambar 4. 13 Gerakan Melangkah Kaki Kiri .............................................................. 48

xvi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2. 1 Hubungan Pin dan Interupsi ......................................................................... 7
Tabel 2. 2 Spesifikasi Dynamixel AX-12 .................................................................... 12
Tabel 3. 1 Data Penelitian Awal Sensor ...................................................................... 19
Tabel 3. 2 Penggunaan Port Pada Mikrokontroler ...................................................... 22
Tabel 3. 3 Range Perubahan Sudut .............................................................................. 25
Tabel 4. 1 Penggunaan Motor Servo ........................................................................... 33
Tabel 4. 2 Nilai ADC Sensor Gyro .............................................................................. 34
Tabel 4. 3 Waktu Set-Up Sensor Gyro ........................................................................ 34
Tabel 4. 4 Hasil Pengujian Gerakan Terlentang ke Gerakan Duduk ........................... 36
Tabel 4. 5 Hasil Pengujian Gerakan Duduk ke Gerakan Berdiri ................................. 36
Tabel 4. 6 Hasil Pengujian Gerakan Terlentang ke Gerakan Berdiri .......................... 37
Tabel 4. 7 Hasil Pengamatan Gerakan Berdiri Ke Gerakan Berjalan Robot ............... 38
Tabel 4. 8 Data Pengujian Motor Servo AX-12 .......................................................... 39
Tabel 4. 9 Motor Servo Dalam Posisi Terlentang ....................................................... 41
Tabel 4. 10 Motor Servo Dalam Posisi Duduk ............................................................ 42
Tabel 4. 11 Motor Servo Dalam Posisi Berdiri ........................................................... 44
Tabel 4. 12 Data PMW Motor Servo untuk setiap step Berjalan ................................ 45
Tabel 4. 13 Motor Servo Dalam Posisi Melangkah Menggunakan Kaki Kiri ............ 47

xvii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi dalam bidang robotika telah memasuki berbagai segi kehidupan
manusia mulai dari bidang otomatisasi industri, militer, hiburan maupun juga dalam bidang
medis. Humanoid robot atau robot humanoid merupakan salah satu bentuk implementasi
teknologi dalam bidang robotika yang memiliki kemampuan menirukan beberapa kegiatan
manusia untuk berjalan dan menggerakan beberapa organ tubuh layaknya manusia.
Humanoid Robot memiliki persendian sama seperti seorang manusia yang disebut
sendi gerak. Sendi gerak yaitu “persendian yang terjadi pada tulang satu dengan tulang
yang lain tidak dihubungkan dengan jaringan sehingga terjadi gerak bebas” [1]. Sendi
pada robot ini dirancang dengan besar derajat kebebasan tertentu sesuai dengan fungsinya.
Humanoid robot ini memiliki sensor keseimbangan yang dapat digunakan sebagai alat
keseimbangan robot, sensor ini berfungsi memantau keseimbangan sumbu vertikal atau
horisontal pada robot ketika robot berjalan atau bergerak.
Gerakan pada humanoid robot dapat dihasilkan dengan cara mengatur putaran motor
servo yang mana berfungsi sebagai sendi pada robot. Sekian banyak motor servo yang
digunakan dapat dikendalikan atau dikontrol dengan menggunakan piranti programable
controller.
Penelitian tentang robot humanoid ini sangat banyak dilakukan, sebagai buktinya
banyak diadakan lomba-lomba untuk tingkat daerah, nasional, hingga tingkat internasional.
Yang biasa diadakan yaitu Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI) dan Kontes Robot Sepak
Bola Indonesia (KRSBI)[2]. Hal ini yang menjadi pemacu penulis untuk mengembangkan
robot tersebut.
Pada penelitian ini hanya akan

melakukan penelitian pergerakan robot dengan

menggunakan sensor keseimbangan (Gyro GS-12) sebagai masukan dan keluaran dapat
dilihat dari pergerakan robot yang dihasilkan oleh motor servo. Robot pada penelitian ini
dapat bergerak dari beberapa posisi seperti posisi terlentang, duduk, dan berdiri.

1

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah membuat humanoid robot dengan kemampuan gerakan
selayaknya orang berjalan dan menjaga keseimbangan ketika melakukan gerakan.
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai dasar untuk mengembangkan robot
humanoid menjadi robot KRSI maupun KRSBI.

1.3 Batasan Masalah
Dengan melihat latar belakang penulisan penelitian ini dan luasnya objek kajian yang
berhubungan dengan ruang lingkup permasalahan, maka perlu adanya batasan-batasan
masalah atau kajian dalam penulisan penelitian ini agar tetap fokus dan sesuai dengan apa
yang akan tercapai.
Batasan masalah yang akan dibahas sebagai berikut:
a. Perancangan gerak pada humanoid robot untuk menghasilkan gerakan selayaknya
orang berjalan dengan cara pengendalian motor servo dan sensor keseimbangan
yang digunakan.
b. Perancangan gerak pada humanoid robot dari posisi jalan, berdiri, terlentang, dan
duduk.
c. Menggunakan ATmega128 dari keluarga AVR.
d. Sensor Keseimbangan (Gyro).
e. 16 buah motor servo.

1.4 Metode Penelitian
Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan maka metode penelitian yang digunakan
adalah sebagai berikut :
a. Observasi atau Studi Lapangan
Dalam hal ini peneliti melakukan percobaan dan pengamatan langsung
terhadap objek yang menjadi bahan penelitian untuk dapat mengumpulkan
data-data yang diperlukan guna mendukung analisa dan pembahasan.
b. Studi Wawancara
Dalam hal ini peneliti memberikan pertanyaan yang telah disiapkan untuk
mendapatkan informasi mengenai hal-hal berkenaan dengan analisa yang
dilakukan guna mendukung penyelesaian penelitian ini. Studi wawancara
ditujukan

kepada

pihak-pihak

yang

berkompeten

diantaranya

dosen

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3

pembimbing, maupun dari pihak pendukung dari University Of Tokyo
(Daigaku).
c. Studi Kepustakaan,
Dalam hal ini peneliti melakukan pencarian dan pengambilan referensi dari
buku-buku dan ditambah dengan literatur-literatur yang berhubungan dengan
masalah-masalah penelitian, serta dari jurnal-jurnal ilmiah.
d. Perancangan Subsistem Hardware dan Software
Tahap ini bertujuan untuk mencari robot humanoid yang optimal dari sistem
yang

akan

dibuat

dengan

mempertimbangkan

dari

berbagai

faktor

permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Perancangan hardware
menggunakan sensor keseimbangan yang dapat mendeteksi percepatan sudut,
memanfaatkan ADC untuk mengubah sinyal masukan menjadi data digital,
menggunakan mikrokontroler yang dapat mengolah data kemudian dapat
memberi keluaran data kepada motor servo. Perancangan software dengan
menggunakan mikrokontroler, sehingga hasil yang dihasilkan dapat sesuai
dengan yang diharapkan.
e. Proses Pengambilan Data
Proses pengambilan data dilakukan dengan cara melihat respon robot
humanoid ketika berjalan dan melakukan posisi terlentang, duduk dan berdiri.
Motor servo dan sensor diuji secara terpisah dahulu kelayakannya sebelum
dipasang ditubuh robot. Hal tersebut dilakukan agar dapat melihar sudut dari
motor servo.
f. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan.
Analisa hasil percobaan dapat dilakukan dengan cara melihat perbandingan
data masukan servo antara teori dan hasil percobaan, yaitu pada kondisi robot
humanoid terlentang, duduk dan berdiri. Penyimpulan hasil dapat dilakuakan
dengan cara melihat

respon robot tersebut dan tingkat keberhasilan robot

dalam melakukan gerakan.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI
2.1

Mikrokontroler AVR ATmega128 [3]
AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS

8-bit yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RICS (Reduced Intruction Set
Computer). Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega128. Hampir
semua intruksi dieksekusi dalam satu siklus clock dan mempunyai 32 register generalpurpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi internal dan eksternal,
serial UART, Programmable Watchdog time, dan Power Saving mode. AVR juga
mempunyai ADC, PWM internal dan In-System Programmable Flash on-chip yang
mengijinkan memori untuk diprogram ulang.

2.1.1

Arsitektur AVR ATmega128 [3]
Mikrokontroler ATmega128 memiliki arsitektur sebagai berikut :
a. Saluran IO sebanyak 56 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D, Port E,
Port F, Port G.
b. ADC 10 bit sebanyak 8 Saluran
c. 2 buah Timer/Counter 8 bit dan 2 buah Timer/Counter 16 bit
d. 2 buah PWM 8 bit
e. Watchdog Timer dengan osilator internal
f. Internal SRAM sebesar 4Kbytes
g. Memori flash sebesar 128Kbytes
h. Interupsi Eksternal
i. Port antarmuka SPI
j. EEPROM sebesar 4Kbytes
k. Real time counter
l. 2 buah Port USART untuk komunikasi serial
m. Enam kanal PWM
n. Tegangan operasi sekitar 4.5 V sampai dengan 5.5 V.

4

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
5

2.1.2

Deskripsi Mikrokontroler ATmega128 [3]
Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega128 dengan kemasan TQFT dan MLF

dapat dilihat pada gamabar 2.1. Untuk memaksimalkan performa dan paralelisme, AVR
menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan
data). Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan maka interuksi berikutnya diambil dari
memori program.

Gambar 2. 1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega128
Mikrokontroler ATmega128 memiliki konfigurasi pin sebagai berikut:
a. VCC, power supply
b. GND, ground
c. PORT A (PA7..PA0), Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up
d. PORT B (PB7..PB0), Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up
e. PORT C (PC7..PC0), Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up
f. PORT D (PD7..PD0), Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
6

g. PORT E (PE7..PE0), Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up
h. PORT F (PF7..PF0), Input Analog pada ADC (Analog Digital
Converter). Port F juga berfungsi Port I/O 8-bit dua arah.
i. PORT G (PG4..PG0), Port I/O 5-bit dua arah dengan resistor internal
pull-up
j. RESET, Reset Input
k. XTAL1, Input Oscillator
l. XTAL2, Output Oscillator
m. AVCC, pin penyedia tegangan untuk Port F dan ADC
n. AREF, pin referensi untuk ADC
o. PEN, pemrograman untuk mengaktifkan pin untuk SPI mode
Pemrograman Serial dan secara internal pull high

2.1.3

Organisasi Memori AVR ATmega128 [3]
AVR arsitektur mempunyai dua ruang memori utama yaitu memori data dan

memori program.

2.1.3.1 Memori Program
Kode Program disimpan dalam flash memory, yaitu memori jenis non-volantile
yang tidak akan hilang datanya meskipun catu daya dimatikan [7]. Dalam Atmega128
terdapat 128Kbyte On-Chip di dalam sistem Memory Flash Reprogrammable untuk
menyimpan program. Untuk keamanan perangkat lunak, flash memori dibagi menjadi
dua bagian, yaitu boot program dan bagian aplikasi program.[3]

2.1.3.2 Memori Data
Memori data adalah memori RAM (Random Access Memory) yang digunakan
untuk keperluan program. Memori data terbagi menjadi 4 bagian yaitu : 32 General
Puphose Register, Yang mana General Puphose Register adalah register khusus yang
bertugas untuk membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmatich Logic Unit).
I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang difungsikan khusus
untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin, port,
timer/counter.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
7

2.1.4

Interupsi [3]
Interupsi adalah suatu kondisi dimana mikrokontroler akan berhenti sementara

dari program utama untuk melayani instruksi-instruksi pada interupsi kemudian kembali
mengerjakan interupsi program utama setelah instruksi-instruksi pada interupsi selesai
dikerjakan.
Tabel 2. 1 Hubungan Pin dan Interupsi
Jenis Interupt Konfigurasi Pin

2.1.5

INT0

PD0

INT1

PD1

INT2

PD2

INT3

PD3

INT4

PE4

INT5

PE5

INT6

PE6

INT7

PE7

Timer/Counter [3]
Atmega128 memiliki empat modul timer yang terdiri dari dua buah

timer/counter 8 bit dan dua buah timer/counter 16 bit. Keempat modul ini dapat diatur
dalam mode yang berbeda-beda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu
sama lain. Selain itu semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber
interupsi.

2.1.5.1 Timer/Counter0 [3]
Timer/counter0 merupakan modul timer/counter 8 bit dengan fitur sebagai
berikut:
a. Timer/counter 1 kanal
b. Auto reload yaitu timer akan dinolkan kembali saat match compare
c. Dapat menghasilkan pulsa PWM (pulse with modulation) dengan glitch
free
d. Frequency Generator

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8

e. Prescaler 10-bit untuk timer
f. Membangkitkan interupsi saat timer overflow atau compare match
interrupt
Perhitungan Timer Overflow sebagai pembangkit PWM ditunjukkan pada
persamaan 2.1 dan 2.2 berikut [4]:
(2.1)
(2.2)
Berikut merupakan mode-mode operasi timer:
a. Mode Normal, timer digunakan untuk menghitung saja, membuat delay,
dan menghitung selang waktu.
b. Clear Time on Compare Match (CTC), register counter (TCNT0) akan
mencacah naik kemudian di-reset atau kemabali menjadi 0x00 pada saat
nilai TCNT0 sama dengan OCR0. Sebelumnya OCR diset dulu, karena
timer 0 dan 2 maksimumnya 255, maka range OCR 0-255.
c. Fast PWM, untuk mode ini hampir sama dengan mode phase correct
PWM, hanya perbedaannya adalah register counter TCNT0 mencacah naik
saja dan tidak pernah mencacah turun seperti terlihat pada Gambar 2.3.
d. Phase Correct PWM, digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM dimana
nilai register counter (TCNT0) yang mencacah naik dan turun secara terus
menerus akan selalu dibandingkan dengan register pembanding OCR0.
Hasil perbandingan register TCNT0 dan OCR0 digunakan untuk
membangkitkan sinyal PWM yang dikelurkan pada OC0 seperti
ditunjukkan pada Gamabar 2.4.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9

Gambar 2. 2 Clear Time on Compare Match (CTC)

Gambar 2. 3 Fast PWM

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10

Gambar 2. 4 Phase Correct PWM

2.2

Motor Servo [4]
Motor servo biasanya digunakan untuk robot berkaki, lengan robot atau sebagai

aktuator pada mobil robot. Motor servo adalah sebuah motor dengan umpan balik
tertutup dimana posisi motor akan diinformasikan kembali ke rangkain kontrol yang ada
di dalam motor servo. Motor servo sendiri terdiri dari sebuah motor DC, beberapa gear,
sebuah potensiometer, sebuah output shaft dan sebuah rangkaian kontrol elektronik.
Ada dua jenis motor servo yaitu:[5]
1. Motor servo standard, yaitu mampu bergerak CW (clockwise) dan CCW
(counter clockwise) dengan sudut operasi tertentu, misalnya 60 o, 90o atau 180o.
2. Motor servo continious, motor servo yang mampu bergerak CW dan CCW
tanpa batasan sudut operasi (berputar secara kontinyu).

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11

Gambar 2. 5 Motor Servo AX-12
Motor servo dikemas dalam bentuk kotak segiempat seperti ditunjukkan pada
Gambar 2. 5, terdiri dari tiga kabel konektor yaitu power (Vdd), control (I/O pin) dan
ground (Vss) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6. Gear motor servo ada yang terbuat
dari plastik, metal atau titanium. Di dalam motor servo terdapat potemsiometer yang
digunakan sebagai sensor posisi. Potensiometer tersebut dihubungkan dengan output
shaft untuk mengetahui posisi aktual shaft. Ketika motor dc berputar maka output shaft
juga berputar dan sekaligus memutar potensiometer. Rangkain kontrol dapat membaca
kondisi potensiometer tersebut untuk mengetahui posisi aktual shaft. Jika posisinya
sesuai dengan yang diinginkan, maka motor dc akan berhenti.

Gambar 2. 6 Konfigurasi Pin Motor Servo
Dynamixel AX-12 merupakan motor servo serial yang digunakan dalam
melakukan perancangan robot bilateral. Dynamixel AX-12 merupakan hal produksi dari
ROBOTIS, yaitu sebuah perusahaan yang mengkhususkan diri dalam pengembangan
robot humanoid. D ynamixel-12 memiliki kemampuan untuk mendeteksi kondisi dari
motor itu sendiri karena memiliki kemampuan untuk mendeteksi kondisi dari motor itu
sendiri.
Spesifikasi Dynamixel AX-12 seperti pada tabel 2.2:

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
12

Tabel 2. 2 Spesifikasi Dynamixel AX-12
Keterangan

AX-12

Berat (gram)

55

Ratio Gear

1/254

Tegangan Masukan (V)

7

10

Maks Tahanan Torsi (kgf.cm)

12

16.5

0.269

0.196

Detik/600
Resolusi
Rentang Sudut Operasi
Temperatur
Sinyal Perintah

0,3 derajat
300 derajat, berputar kontinyu
-5 ~ +85℃℃
Paket dalam bentuk digital
Komunikasi serial Half Duplex

Protocol
Asynchronous (8 bit,1 stop, no parity)
Koneksi

TTL Multi Drop

ID

254 ID (0~253)

Komunikasi

7343bps ~ 1 Mbps
Posisi, Temperatur, beban, torsi,

Feedback
tegangan input

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13

2.3

Gyro Sensor GS-12 [6]
Gyro Sensor GS-12 merupakan salah satu aplikasi sensor gyroscope.

Gyroscope merupakan salah satu alat navigasi dari banyak alat bantu lain seperti
kompas dan GPS. Gyroscope merupakan suatu modul sensor kecepatan sudut yang
memiliki keluaran yang peka terhadap kecepatan sudut dari arah sumbu X yang
nantinya akan menjadi sudut phi (roll), dan dari sumbu Y nantinya menjadi sudut theta
(pitch).

Gambar 2. 7 Gyro Sensor GS-12
Spesifikasi sensor Gyro GS-12:
a. Tegangan kerja 5VDC
b. Output yang proporsional terhadap kecepatan sudut
c. Respon sensor pada sumbu X dan Y

2.4

Teori Robot Humanoid[8][9][10]
Dilihat dari unsur pembentuk katanya, robot humanoid terdiri dari kata robot

dan humanoid. Definisi robot adalah perangkat cerdas mekanik atau virtual yang dapat
melakukan tugas secara otomatis atau dengan bimbingan user (pengguna), sedangkan
definisi humanoid adalah segala sesuatu yang memiliki struktur ataupun bentuk
menyerupai manusia. Maka dapat disimpulkan bahwa definisi robot humanoid adalah
sebuah perangkat cerdas mekanik atau virtual yang memiliki bentuk dan sejumlah
karakteristik yang hampir menyerupai manusia baik secara keseluruhan struktur
maupun pergerakan yang dapat melakukan tugas secara otomatis atau dengan
bimbingan.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14

Faktor penting dalam merancang robot humanoid adalah faktor keseimbangan.
Secara sederhana kestabilan dapat dicapai dengan menyeimbangkan semua gaya-gaya
yang bekerja (membuat menjadi nol). Titik pada posisi jumlah semua gaya-gaya yang
bekerja menjadi nol dapat disebut titik keseimbangan atau center of gravity.
Keseimbangan dapat dicapai dengan merancang postur stabil dari setiap gerakan atau
manover robot humanoid. Kestabilan yang paling banyak dipengaruhi robot adalah
bagian kaki. Salah satu teknik yang baik dari beraneka ragam teknik untuk membuat
robot seimbang ketika berjalan adalah teknik support polygon. Teknik Support polygon
ialah daerah berbentuk segi banyak yang merupakan daerah di antara kedua kaki
dengan bantuan garis lurus yang ditarik dari siku luar masing-masing kaki. Prinsip
kerjanya adalah menempatkan proyeksi vertikal dari titik keseimbangan pada robot
humanoid untuk selalu berada di dalam support polygon seperti yang ditunjukkan
Gambar 2.8.

Gambar 2. 8 Support Polygon
Terdapat dua macam support polygon yang dapat terbentuk pada robot
humanoid, yaitu:
a. Double Support Polygon
Double Support Polygon adalah kondisi kedua kaki bertumpu atau kondisi pada
saat robot bertumpu pada satu kaki-nya, tetapi permukaan kaki-nya tidak harus
menempel penuh pada dasar. Double Support Polygon dapat dilihat pada Gambar
2.9a dan 2.9b.
b. Single Support Polygon
Single Support Polygon adalah kondisi pada saat robot hanya bertumpu pada salah
satu telapak kaki saja seperti pada Gambar 2.9c.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
15

Gambar 2. 9 Support Polygon: (a) Double Support Polygon, (b) Double Support Polygon,
(c) Single Support Polygon

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB III
PERANCANGAN PENELITIAN
Dalam bab III ini akan dibahas mengenai perancangan perangkat keras dan
perancangan perangkat lunak. Pembahasan ini meliputi :
a. Proses kerja dan mekanisme robot humanoid
b. Perancangan mekanik
c. Perancangan perangkat keras
d. Perancangan perangkat lunak

3.1

Proses Kerja dan Mekanisme Robot Humanoid
Pada tugas akhir ini, akan dibuat sebuah robot humanoid yang bertujuan untuk

mengetahui unjuk kerja robot humanoid yang meliputi gerakan selayaknya orang berjalan
dan menggerakkan organ tubuh lain selayaknya manusia serta menjaga keseimbangan
ketika melakukan gerakan. Sistem mekanik robot humanoid ini dirancang agar dapat
menyerupai struktur tubuh manusia dengan 10 sendi seperti yang ditunjukan pada Gambar
3.1 dengan keterangan sebagai berikut :
1 Sendi pangkal betis roll

6

Sendi pinggul

2 Sendi pangkal betis pitch

7

Sendi perut

3 Sendi Lutut

8

Sendi badan

4 Sendi pangkal paha pitch

9

Sendi pundak pitch

5 Sendi pangkal paha roll

10 Sendi pundak roll

16

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17

Gambar 3. 1 Struktur Robot Humanoid
Sistem elektronik robot humanoid untuk menggerakkan sendi-sendi robot yang
berupa motor servo dan mendeteksi jatuhnya robot menggunakan sensor DT-Sense Yaw
Gyroscope (keseimbangan). Keseluruhan proses ini dikendalikan sebuah pengontrol mikro
ATMEGA128. Diagram blok sistem elektronika pada robot ini dapat dilihat pada Gambar
3.2.

Gambar 3. 2 Diagram Blok Sistem
Sensor keseimbangan diprogram untuk mendeteksi keadaan robot pada saat
terjatuh. Pertama kali, sensor keseimbangan mulai mendeteksi keadaan robot yang telah di
tentukan sebagai set poin, keadaan awal robot yang digunakan sebagai set poin yaitu pada
saat berdiri. Setelah proses deteksi awal selesai, sensor akan secara terus menerus

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18

mendeteksi keadaan atau posisi dari robot tersebut dan mengirimkan data serial ke
pengolah atau pengontrol berupa data-data keadaan yang direpresentasikan oleh sensor
keseimbangan.

Pengolah

mikro

ATmega128

mengambil

data-data

dari

sensor

keseimbangan kemudian digunakan untuk dapat menentukan arah gerak robot. Sistem
gerak pada badan robot digerakkan oleh motor servo yang dikontrol oleh mikro
ATmega128 berupa posisi dan kecepatan setiap servo.

3.2

Perancangan Sistem Robot Humanoid
Perancangan robot humanoid ini dibagi menjadi 3 (tiga) bagian yaitu perancangan

sistem mekanik, elektronika, dan perangkat lunak (pemrograman).

3.2.1 Perancangan Sistem Mekanik
Struktur robot humanoid dirancang agar sesuai dengan bentuk tubuh manusia.
Rangka yang digunakan terbuat dari bahan, alumunium dan akrilik. Bahan alumunium
digunakan untuk menyambung sendi-sendi robot dan bahan akrilik untuk badan robot.
Robot ini memiliki tinggi maksimal 48,8 cm.Penampang kaki dengan panjang 12
cm dan lebar 7,5 cm. memiliki rentang tangan 57 cm, rentang kaki 48 cm.

Gambar 3. 3 Perancangan Mekanik Robot Humanoid

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
19

3.2.2 Perancangan Sistem Elektonika
Sistem elektronika pada robot humanoid ini terbagi atas 2 (dua) bagian yaitu
sensor keseimbangan dan pengontrol.

3.2.2.1

Sensor Keseimbangan
Sensor keseimbagan yang digunakan adalah Gyro Sensor GS-12 dalam Tugas

Akhir ini digunakan untuk memberikan informasi kemiringan 2 sumbu (x dan y) yang
terjadi pada robot berupa nilai ADC. Kemiringan tersebut digunakan untuk mengetahui
robot terjatuh atau tidak. Sensor membutuhkan catu daya sebesar 5 volt yang diambil dari
keluaran tegangan pengontrol mikro dan memberikan keluaran sensor berupa tegangan
dengan range 0,23 sampai 2,23 volt seperti pada Tabel 3.1 data percobaan awal sensor.
Peletakkan sensor ini berada pada titik keseimbangan robot yang diasumsikan berada di
perut dengan posisi seperti pada Gambar 3.4 (a).
Tabel 3. 1 Data Penelitian Awal Sensor
Sudut ( )

Tegangan (V)

Sudut ( )

Tegangan (V)

0

1,23

0

1,22

30

1,32

-30

1,04

60

1,42

-60

0,95

90

1,50

-90

0,86

120

1,60

-120

0,77

150

1,69

-150

0,68

180

1,77

-180

0,59

210

1,86

-210

0,50

240

1,96

-240

0,41

270

2,04

-270

0,32

300

2,22

-300

0,22

Gambar 3.4 merupakan bagan sudut-sudut yang diambil untuk keperluan
penelitian data awal sensor.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
20

Gambar 3. 4 Bagan Referensi Sudut Data Penelitian: Pada Sudut (a) 0o, (b) 90o,
(c) 180o, (d) 300o

3.2.2.2

Pengontrol

Pengontrol yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah pengontrol mikro
ATmega128. Skematik rangkaian pengontrol mikro ATmega128 dapat dilihat pada
Gambar 3.5. karena ATmega128 hanya tersedia dalam bentuk TQFP, maka didesain
sebuah papan rangkaian khusus (modul ATmega128 dari produk innovative electronics)
sehingga mudah untuk dilakukan penggantian jika terjadi kesalahan. Modul ATmega128
dapat dilihat pada Gambar 3.6.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
21

Gambar 3. 5 Skematik Rangkaian Pengontrol Mikro ATmega128

Gambar 3. 6 Modul ATmega128

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
22

Tabel 3. 2 Penggunaan Port Pada Mikrokontroler
Fungsi

PORT Mikro

INPUT

PORT A.0 – A.2

Keterangan

Singkatan

Masukkan nilai ADC dari
sensor keseimbangan

OUTPUT

OUTPUT

PORT D.0

Pundak kiri pitch

M16

PORT D.1

Pundak kanan pitch

M15

PORT D.2

Pundak kiri roll

M14

PORT D.3

Pundak kanan roll

M13

PORT D.4

Badan

M12

PORT D.5

Perut

M11

PORT D.6

Paha kiri pitch

M10

PORT D.7

Paha kanan pitch

M9

PORT E.7

Paha kiri roll

M8

PORT E.6

Paha kanan roll

M7

PORT E.5

Lutut kiri

M6

PORT E.4

Lutut kanan

M5

PORT E.3

Betis kiri Pitch

M4

PORT E.2

Betis kanan Pitch

M3

PORT E.1

Betis kiri roll

M2

PORT E.0

Betis kanan roll

M1

Pada rangkaian pengontrol mikro ATmega128 terdapat IC LM7805 yang
digunakan untuk meregulasi daya yang masuk ke ATmega128 sebesar 5 volt. Clock yang
digunakan berasal dari crystal sebesar 7,372800 MHz dan kapasitor sebesar 22pF seperti
yang dianjurkan oleh Atmel. Nilai crystal ini dianggap cukup untuk dapat menghasilkan
kesalahan 0% pada komunikasi serial dengan baudrate 115,200. PORT A.0 sampai PORT
A.2 digunakan untuk masukkan nila ADC dari sensor keseimbangan. PORT D.0 sampai
PORT D.7 dan PORT E.0 sampai PORT E.7 digunakan untuk keluaran, keluaran berupa
data dan pulsa guna menggerakkan atau mengendalikan 16 motor servo. Pengontrol mikro
ATmega128 ini diletakkan pada bagian badan robot humanoid. Tabel 3.2 menunjukkan
penggunaan port pada pengontrol mikro yang digunakan sebagai input dan output dari
sensor keseimbangan dan motor servo.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
23

3.2.3 Perancangan Sistem Perangkat Lunak
ATmega128 mengatur pergerakan-pergerakan pada robot dengan memberikan
perintah berupa posisi servo dan kecepatan servo yang dikehendaki. Pergerakan pada robot
humanoid ini semuanya diatur secara program. Robot humanoid ini memiliki 3 gerakan
yaitu berdiri, persiapan berjalan dan bangkit berdiri. Gerakan-gerakan tersebut diperoleh
dengan cara mengatur pergerakan dari 16 buah servo pada robot.
ATmega128 juga selalu membaca nilai ADC untuk mengetahui kemiringan pada
robot. Jika robot pada posisi jatuh maka ATmega akan memberika perintah untuk bangkit
berdiri. Algoritma-algoritma program pada pengontrrol ATmega128 yaitu:

3.2.3.1 Algoritma Gerakan Robot
Gambar 3.7 menunjukkan program utama proses kerja mikrokontroler secara
keseluruhan. Proses diawali dengan inisialisasi port pada mikrokontroler lalu proses
pengaturan posisi robot dalam keadaan berdiri, pada posisi ini motor servo diatur pada
posisi sudut putar yang berbeda-beda. Kemudian dilanjutkan proses pembacaan sensor
keseimbangan. Setelah pembacaan sensor keseimbangan, maka mikrokontroler mulai
menjalankan intruksi untuk menggerakkan motor servo. Pengaturan sudut putar servo
tergantung dari sensor keseimbangan. Ketika data sensor keseimbangan tidak sama dengan
posisi berdiri maka posisi robot dikatakan jatuh. Sehingga mikrokontroler akan
memberikan intruksi untuk bangun. Setelah proses bangun sensor keseimbangan akan
memberikan data kepada mikrokontroler posisi robot dalam keadaan berdir.
Ketika posisi berdiri sama dengan data yang dibaca sensor keseimbangan, maka
mikrokontroler akan memberikan intruksi untuk menentukan arah gerak dan berjalan.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
24

Gambar 3. 7 Diagram Alir Program Utama

3.2.3.2 Prosedur Bangun
Pada prosedur bangun terdiri dari tiga posisi yaitu posisi terlentang, posisi duduk,
posisi berdiri. Setiap posisi tersebut di dapatkan dari hasil keluaran data pada sensor
keseimbangan, ketika data yang diberi ke mikrokontroler dalam range sudut antara 80o
sampai dengan 130o maka posisi dalam range sudut tersebut adalah posisi terlentang.
Ketika data yang diterima mikrokontroler dalam range sudut antara 20o sampai dengan 79o
maka posisi dalam range sudut tersebut adalah posisi duduk, sedangkan untuk posisi
berdiri range data yang diterima mikrokontroler dari sensor pada range sudut 0o sampai
dengan 15o. Jika tidak ada range sudut yang didapat maka sensor akan membaca ulang
keadaan sudut sekarang, sedangkan jika sensor membaca sudut pada posisi terlentang,
duduk, dan berdiri maka proses selanjutnya adalah masuk ke subrutin dari posisi yang telah
dicapai seperti pada Gambar 3.8.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
25

Gambar 3. 8 Diagram Alir Sub Program Bangun

3.2.3.3 Prosedur Terlentang
Pada prosedur terlentang posisi yang didapat oleh setiap sendi berbeda-beda yaitu,
sendi perut pada posisi turun pada sudut 0o, sendi paha pitch baik kanan dan kiri pada
posisi turun pada sudut yang sama yaitu 0o, sendi lutut baik kanan dan kiri pada posisi nilai
tengah yaitu pada sudut 90 o, dan sendi betis pitch baik kanan dan kiri pada posisi turun
yaitu pada sudut yang sama 30 o. Agar lebih jelas untuk kedudukan posisi dan range sudut
setiap posisi dapat dilihat pada Tabel 3.3 dan Gambar 3.9 serta Gambar 3.10
Tabel 3. 3 Range Perubahan Sudut
Posisi

Sudut (o)

Naik

100-180

Nilai Tengah

90

Turun

0-75

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
26

Gambar 3. 9 Diagram Alir Sub Program Terlentang

Gambar 3. 10 Bagan Posisi Terlentang

3.2.3.4 Prosedur Duduk
Pada prosedur ini posisi sendi berbeda-beda yang tetap hanya pada sendi lutut
baik kiri dan kanan yaitu pada posisi turun dengan sudut 0 o dan pada sendi paha baik kiri
dan kanan pada posisi nilai tengah yaitu pada sudut 90o, serta sendi betis pitch baik kiri dan
kanan pada posisi turun dengan sudut 30o. Sendi-sendi yang mengalami perubahan meliput
sendi pundak pitch baik kiri dan kanan, sendi perut. Untuk sendi pundak pitch mengalami
perubahan dari awalnya pada posisi nilai tengah pada sudut 90o menjadi posisi turun pada
sudut 0o, sendi perut tetap pada posisi turun namun hanya berubah sudutnya dari awalnya
pada sudut 0o menjadi 60o.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
27

Gambar 3. 11 Diagram Alir Sub Program Duduk

Gambar 3. 12 Bagan Posisi Duduk

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
28

3.2.3.5 Prosedur Berdiri
Prosedur ini merupakan salah satu prosedur yang terpenting, karena posisi berdiri
merupakan posisi ideal untuk memberi perintah guna melakukan gerakan berjalan. Posisi
ideal berdiri yang diharapkan seperti Gambar 3.14 dan subrutin program untuk posisi
berdiri seperti pada Gambar 3.13, dimana kondisi setiap sendi pada posisi nilai tengah atau
dalam sudut 90o. Dan hanya sendi lutu yang dalam posisi naik atau dalam sudut 120o.

Gambar 3. 13 Diagram Alir Sub Program Berdiri

Gambar 3. 14 Bagan Posisi Berdiri

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
29

3.2.3.6 Prosedur Jalan
Ketika prosedur berdiri telah selesai dilakukan maka akan masuk ke prosedur
terakhir yaitu prosedur melangkah. Pada prosedur ini data yang diberikan sensor
keseimbangan sama dengan posisi berdiri maka robot akan melakukan proses angkat kaki
kakanan setelah proses tersebut selesai dilanjutkan proses angkat kaki kiri. Proses angkat
kaki kanan dan kiri dilakukan sebanyak lima (5) kali atau melakukan proses melangkah
sebanyak 5 kali. Setelah proses melangkah sebanyak 5 kali telah selesai program akan
berakhir seperti pada Gambar 3.12

Gambar 3. 15 Diagram Alir Sub Program Jalan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
30

3.2.3.7 Prosedur Melangkah Kaki Kanan
Pada prosedur ini terjadi perubahan sudut dari dari dua sendi yaitu sudut pada
paha kanan dan lutut kanan seperti pada Gambar 3.13 dan Gambar 3.14. Perubahan sudut
pada paha kanan terjadi dalam range sudut dari 0o sampai 30o, sedangkan pada lutut dalam
range 0o sampai dengan 40o. Perubahan sudut pada betis kanan terjadi pada range 95o
sampai dengan 130o pada posisi naik seperti pada Gambar 3.17.

Gambar 3. 16 Diagram Alir Sub Program Melangkah Kaki Kanan

Gambar 3. 17 Bagan Pergerakan Melangkah Kaki Kanan

3.2.3.8 Prosedur Melangkah Kaki Kiri
Pada prosedur ini terjadi perubahan sudut dari dari dua sendi yaitu sudut pada
paha kiri dan lutut kiri seperti pada Gambar 3.15 dan Gambar 3.16. Perubahan sudut pada
paha kiri terjadi dalam range sudut dari 0o sampai 30o, sedangkan pada lutut dalam range

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
31

0o sampai dengan 40o. Perubahan sudut pada betis kiri terjadi pada range 95o sampai
dengan 130o pada posisi naik seperti pada Gambar 3.19.

Gambar 3. 18 Diagram Alir Sub Program Melangkah Kaki Kiri

Gambar 3. 19 Bagan Pergerakan Melangkah Kaki Kiri

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, hasil pengujian motor servo,
pengujian sensor keseimbangan, dan pembahasan tentang program untuk masing-masing
gerakan. Data yang akan dibahas terdiri dari data utama dan dat