PERANCANGAN KAKI ROBOT Perancangan Kaki Robot Humanoid Untuk Robot Penari Gambyong Berbasis Mikrokontroler Atmega8535.
PERANCANG
GAN KAKI ROBOT HUMANOID
OID UNTUK
ROBOT
T PENARI GAMBYONG BERBA
BASIS
MIKR
KROKONTROLER ATMEGA853
8535
HALAMAN DEPAN
TUGAS AKHIR
Disusun sebagai
ai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Jenja
njang Stara 1
padaa Program
P
Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
nik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
MOKH. NURUL HILAL
D 400 080 060
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSI
SITAS MUHAMMADIYAH SURAKA
KARTA
2013
LEMBAR PERSETUJUAN
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir dengan judul “PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID
UNTUK ROBOT PENARI GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535” ini diajukan oleh:
Nama
: MOKH. NURUL HILAL
NIM
: D 400 080 060
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang
pendidikan Stara-Satu (S1) pada fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing 1
Pembimbing 2
( Husni Thamrin, MT, PhD. )
( Muhammad Muslich, ST, M.Eng. )
ii
LEMBAR PENGESAHAN
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan dipertanggung jawabkan di depan Dewan
Penguji Tugas Akhir guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, pada:
Hari
:
Tanggal
:
Dengan Judul :
“PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID UNTUK ROBOT PENARI
GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535”
Dewan Penguji Tugas Akhir :
1. Husni Thamrin, MT, PhD.
(................................ )
2. Muhammad Muslich, ST, M.Eng. ( ..................................... )
3. Muhammad Kusban, ST, MT.
(................................ )
4. Nurgiyatna, ST, M.Sc, PhD.
( ..................................... )
Mengetahui,
Dekan
Fakultas Teknik
Ketua
Jurusan Teknik Elektro
( Ir. Agus Riyanto, MT )
( Ir. Jatmiko, MT )
iii
KATA PENGANTAR
Puji sykur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah
dan inayah-Nya sehingga sampai detik ini masih memberikan kesempatan untuk
menjalani perintah-Nya dan manjauhi larangan-Nya. Sholawat serta salam semoga
tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan
pengikutnya yang selalu setia dan beramal shaleh, Aamiin Ya Rabbal’almin.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran
serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan
kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar – besarnya
kepada:
1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Husni Thamrin, MT, PhD. dan Bapak Muhammad Muslich, ST,
M.Eng. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan
pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Muhammad Kusban ST, MT. dan Bapak Nurgiyatna, ST, M.Sc.
selaku penguji Tugas Akhir.
6. Bapak Umar Hasan, ST, MT. selaku pembimbing akademik.
7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan ilmunya selama
ini kepada kami.
8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah
banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama
menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
iv
9. ‘Papa Tardi’ dan ‘Mama Aisyah’ tercinta yang telah memberikan kasih
sayang, dukungan, doa dan materi kepada Ananda sehigga Ananda mencapai
keberhasilan sejauh ini. Semoga Allah SWT membalas di Yaumil Akhir apa
yang telah kalian berikan kepada Ananda dengan balasan yang baik. Aamiin.
10. ‘Mz Erul’ yang telah meberikan dukungan selama ini.
11. ‘De Indah’ tercinta yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam
penyelesaian tugas akhir ini.
12. Teman - teman di KMTE Robot Research Universitas Muhammadiyah
Surakarta dan teman - teman elektro angkatan 2008, yang telah berbagi dalam
suka duka bersama selama ini.
13. Bapak Yahya di sanggar seni Sriwedari yang telah memberikan waktu dan
pengarahanya tentang tari gambyong sebagai tari tradisional Kota Surakarta.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan.
Semoga karya ini dapat bermanfaat untuk rekan-rekan mahasiswa dan pihak-pihak
yang berkepentingan.
Surakarta, April 2013
MOKH. NURUL HILAL
v
MOTTO
“Apabila telah ditunaikan shalat, maka bertebaranlah kamu di muka bumi; dan
carilah karunia Allah dan ingatlah Allah banyak-banyak supaya kamu
beruntung.” (QS Al Al Jumu'ah (62):10 )
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya
sesudah kesulitan itu ada kemudahan.” (QS Alam Nasyrah(94):5-6 )
“Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrahpun, niscaya dia akan
melihat (balasan)nya”. (QS Al Zalzalah(99):7)
“Jangan katakan pertolongan Allah datang terlambat. Boleh jadi kita sendiri
yang terlambat menjemput pertolongan itu.” (Aa Gym)
“Banyak orang sedikit beramal tapi disebut-sebutnya banyak baramal.
Merendahlah, engkau akan seperti bintang-bintang berkilau dipandang orang
diatas riak air dan bintang pun jauh tinggi.
Janganlah seperti asap yg mengangkat tinggi dilangit padahal dirinya
rendah.” (K.H. Rahmat ‘Abdullah)
“Tuhan tidak akan memberi kita kekuatan untuk bermimpi besar, kalau Dia
tahu kita tidak akan bisa menggapainya” (Mario Teguh)
vi
PERSEMBAHAN
Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Allah SWT, yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, yang
mengijinkanku untuk terus berkarya hingga pada titik ini.
2. Bapak dan Ibuku tercinta, berjuta kata sayang, maaf dan terima kasih
takkan mampu membalas jasa dan pengorbanan kalian kepadaku. Terima
kasih ya ALLAH, lindungilah mereka selalu.
3. Kakak-kakakku, yang telah memberi nasihat, motivasi dan do’anya.
4. Sahabat – sahabatku Geng Bunga Matahari, Dedi, Dwi, Fajar, Udin,
Said, Joko, Akbar, Mohtar dan semua teman – teman elektro’08, yang
langsung maupun tidak telah membantu penyelesaian tugas Akhir ini.
5. Teman - teman KMTE Robot Research UMS, yang telah berjuang
bersama untuk memajukan Robotika di UMS.
vii
DAFTAR KONTRIBUSI
Dalam mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Kaki
Robot humanoid Untuk Robot Penari Gambyong Berbasis Mikrokontroler
ATmega8535”, saya menyatakan bahwa :
1. Judul tugas akhir ini merupakan ide saya sendiri, yang merupakan sub
tema dari tugas akhir ‘Mz Said Hamdani’.
2. Perancangan mekanik merupakan hasil desain ‘Mz Said Hamdani’
dengan dibantu dari ‘Mz Apriyanto’ dalam pembuatannya.
3. Perancangan jalur rangkaian pada PCB saya gambar menggunakan
Diptrace versi 2.2.
4. Simulasi dan gambar rangkaian dengan menggunakan Proteus v7.4.
5. Pemrograman Robot humanoid ini saya kerjakan bersama ‘Mz Said
Hamdani’ dengan menggunakan CodeVisionAVR v1.25.3.
6. Pemrograman mikrokontroler saya menggunakan perangkat Downloader
K-125R dari Creative Vision.
7. Motor Servo saya dapatkan dari Forum Jual Beli Kaskus.us.
8. Proses perakitan Robot humanoid saya kerjakan di ruang KMTE Robot
Research dan Laboraturium Teknik Elektro sedangkan penyusunan
laporan tugas akhir ini saya kerjakan di kost.
viii
Demikian daftar
daf
kontribusi ini saya buat dengan se
sejujurnya, Saya
bertanggung jawab ata
atas isi dan kebenarannya.
Surakar
arta, Maret 2013
Dosen Pem
embimbing,
Penulis,,
( Husni Thamr
mrin, MT. PhD )
( Mokh. Nurul
rul Hilal )
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN DEPAN ............................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
MOTTO….. ........................................................................................................... vi
PERSEMBAHAN ................................................................................................. vii
DAFTAR KONTRIBUSI..................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
ABSTRAKSI ........................................................................................................ xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.4. Batasan Masalah .............................................................................. 4
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Penelitian ............................................................................. 6
2.2. LandasanTeori ................................................................................. 8
2.2.1. Sejarah Ilmu Robot ................................................................ 8
2.2.2. Pengertian Robot .................................................................. 12
x
2.2.3. Klasifikasi Robot.................................................................. 13
2.2.4. Beberapa Jenis Robot ........................................................... 13
2.2.5. Mikrokontroler ATmega8535 .............................................. 15
2.2.6. Motor Servo ......................................................................... 17
2.2.7. Software CodeVisionAVR ................................................... 19
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 31
3.2. Peralatan dan Bahan Perancangan Tugas Akhir ............................ 31
3.3. Alur Penelitian ............................................................................... 33
3.4. Perancangan Sistem ....................................................................... 35
3.4.1. Perancangan Sistem Mekanik .............................................. 36
3.4.2. Perancangan Sistem Elektronika .......................................... 37
3.4.3. Perancangan Perangkat Lunak ............................................. 40
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 43
4.2. Analisa Hasil Penelitian ................................................................ 46
4.2.1. Pengujian Keypad ................................................................ 46
4.2.2. Pengujian Motor Servo ........................................................ 47
4.2.3. Pengujian Pergerakan Kaki Robot Tanpa Badan ................. 50
4.2.4. Pengujian Pergerakan Kaki Robot yang Dilengkapi dengan
Badan ................................................................................... 57
xi
4.2.5. Pengujian Pergerkan Kaki Robot Ketika Badan Melakukan
Tarian Gambyong ................................................................ 62
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 63
5.2. Saran .............................................................................................. 64
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema Pin Mikrokontroler ATmega8535 ................................. 16
Gambar 2. 2 Sistem Mekanik Motor Servo ...................................................... 18
Gambar 3. 1 Alur Penelitian Tugas Akhir........................................................ 33
Gambar 3. 2 Blok Diagram Sistem Kerja Kaki Robot humanoid ................... 35
Gambar 3. 3 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Depan ................ 36
Gambar 3. 4 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Samping ............ 37
Gambar 3. 5 Sistem Minimum ATmega8535 ................................................... 38
Gambar 3. 6 Rangkaian Minimum Sistem ATmega8535 ............................... 39
Gambar 3. 7 Rangkaian Keypad ........................................................................ 40
Gambar 3. 8 Flowchart Program Menu Utama ............................................... 41
Gambar 4. 1 Blok Diagram Proses Kerja Sistem ............................................. 43
Gambar 4. 2 Robot Humanoid dilihat dari 3 Sisi. (a) Belakang. (b) Depan. (c)
Kiri ................................................................................................................ 44
Gambar 4. 3 Kaki Robot humanoid Tampak dari (a) Depan (b) Belakang (c)
Samping........................................................................................................ 45
Gambar 4. 4 Rangkaian Pengujian Keypad ...................................................... 46
Gambar 4. 5 Tampilan LCD ketika Tombol Tidak Ditekan .......................... 47
Gambar 4. 6 Tampilan LCD ketika Tombol A4 Ditekan ................................ 47
Gambar 4. 7 Prinsip Kerja Motor Servo .......................................................... 48
Gambar 4. 8 Program Pengujian Servo ............................................................ 49
Gambar 4. 9 Posisi Sudut Poros Servo .............................................................. 50
Gambar 4. 10 Lintasan robot maju lurus dalam jarak 40 cm ........................ 51
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Daftar Gerakan pada Tombol .......................................................... 44
Tabel 4. 2 Pengujian Motor Servo ..................................................................... 50
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Gerak Maju Lurus ................................................ 52
Tabel 4. 4 Hasil pengujian dengan dilengkapi badan ...................................... 57
xiv
ABSTRAKSI
Saat ini hampir semua orang mengenal robot. Ada banyak jenis robot
yang sudah popular, salah satunya adalah robot humanoid. Robot juga dapat
membantu mengatasi tugas manusia yang berat, bahaya, dan kaotor, seperti di
bidang produksi, bidang pertambangan, bidang hiburan, dan sebagainya. Pada
tugas akhir ini, penulis ingin mengkolaborasikan robot humanoid dengan tarian
tradisional di Indonesia. Penulis ingin memperkenalkan tarian tradisional yang
ada di Indonesia dan meningkatkan cinta tanah air karena Indonesia memiliki
banyak jenis tarian tradisional tetapi banyak orang Indonesia yang tidak
mengetahui tarian-tarian tradisional bahkan mereka tidak suka tarian tradisional
melainkan mereka lebih suka tarian modern. Tarian yang digunakan oleh penulis
yaitu Tari Gambyong yang berasal dari Surakarta, Jawa Tengah.
Koreografi tari Gambyong sebagian besar berpusat pada penggunaan
gerak kaki, tubuh, lengan dan kepala. Pergerakan kaki itu sendiri membutuhkan
keseimbangan agar robot tidak jatuh ketika bergerak melakukan garakan tari
Gambyong. Oeleh sebab itu, penulis fokus meneliti pada bagian kaki robot
humanoid dengan 10 DOF(degree of freedom) / derajat kebebasan berbasis
Mikrokontroler ATmega8535. Penulis berharap robot humanoid tersebut dapat
berjalan maju dengan melakukan gerakan tari pada upbody.
Robot dengan dimensi 58cm x 24cm x 13cm memiliki dua puluh satu DOF
(degree of freedom) / derajat kebebasan yang tersusun atas empat belas buah
motor servo TowerPro MG995 dan tujuh buah motor servo TowerPro MG90.
Pergerakan Robot didasarkan pada inputan keypad kemudian melakukan gerkan
yang telah diprogram sebelumnya Robot dapat melakukan gerakan-gerakan
dasar seperti berjalan maju lurus, mundur, berbelok ke kanan, dan berbelok ke
kiri. Pergerakan kaki robot humanoid tanpa badan dengan bergerak maju lurus
sepanjang jarak 40 cm, error penyimpangan rata – rata diperoleh sebesar 11,9°
ke arah kiri dengan percobaan sebanyak 10 kali. Dan dengan ditambah badan
tingkat error meningkat menjadi 21%.
Kata kunci : kaki robot, humanoid, tari,Gambyong, servo, mikrokontroler.
xv
GAN KAKI ROBOT HUMANOID
OID UNTUK
ROBOT
T PENARI GAMBYONG BERBA
BASIS
MIKR
KROKONTROLER ATMEGA853
8535
HALAMAN DEPAN
TUGAS AKHIR
Disusun sebagai
ai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Jenja
njang Stara 1
padaa Program
P
Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
nik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
MOKH. NURUL HILAL
D 400 080 060
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSI
SITAS MUHAMMADIYAH SURAKA
KARTA
2013
LEMBAR PERSETUJUAN
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir dengan judul “PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID
UNTUK ROBOT PENARI GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535” ini diajukan oleh:
Nama
: MOKH. NURUL HILAL
NIM
: D 400 080 060
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang
pendidikan Stara-Satu (S1) pada fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing 1
Pembimbing 2
( Husni Thamrin, MT, PhD. )
( Muhammad Muslich, ST, M.Eng. )
ii
LEMBAR PENGESAHAN
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan dipertanggung jawabkan di depan Dewan
Penguji Tugas Akhir guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, pada:
Hari
:
Tanggal
:
Dengan Judul :
“PERANCANGAN KAKI ROBOT HUMANOID UNTUK ROBOT PENARI
GAMBYONG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535”
Dewan Penguji Tugas Akhir :
1. Husni Thamrin, MT, PhD.
(................................ )
2. Muhammad Muslich, ST, M.Eng. ( ..................................... )
3. Muhammad Kusban, ST, MT.
(................................ )
4. Nurgiyatna, ST, M.Sc, PhD.
( ..................................... )
Mengetahui,
Dekan
Fakultas Teknik
Ketua
Jurusan Teknik Elektro
( Ir. Agus Riyanto, MT )
( Ir. Jatmiko, MT )
iii
KATA PENGANTAR
Puji sykur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah
dan inayah-Nya sehingga sampai detik ini masih memberikan kesempatan untuk
menjalani perintah-Nya dan manjauhi larangan-Nya. Sholawat serta salam semoga
tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan
pengikutnya yang selalu setia dan beramal shaleh, Aamiin Ya Rabbal’almin.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran
serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan
kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar – besarnya
kepada:
1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Husni Thamrin, MT, PhD. dan Bapak Muhammad Muslich, ST,
M.Eng. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan
pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Muhammad Kusban ST, MT. dan Bapak Nurgiyatna, ST, M.Sc.
selaku penguji Tugas Akhir.
6. Bapak Umar Hasan, ST, MT. selaku pembimbing akademik.
7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan ilmunya selama
ini kepada kami.
8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah
banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama
menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
iv
9. ‘Papa Tardi’ dan ‘Mama Aisyah’ tercinta yang telah memberikan kasih
sayang, dukungan, doa dan materi kepada Ananda sehigga Ananda mencapai
keberhasilan sejauh ini. Semoga Allah SWT membalas di Yaumil Akhir apa
yang telah kalian berikan kepada Ananda dengan balasan yang baik. Aamiin.
10. ‘Mz Erul’ yang telah meberikan dukungan selama ini.
11. ‘De Indah’ tercinta yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam
penyelesaian tugas akhir ini.
12. Teman - teman di KMTE Robot Research Universitas Muhammadiyah
Surakarta dan teman - teman elektro angkatan 2008, yang telah berbagi dalam
suka duka bersama selama ini.
13. Bapak Yahya di sanggar seni Sriwedari yang telah memberikan waktu dan
pengarahanya tentang tari gambyong sebagai tari tradisional Kota Surakarta.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan.
Semoga karya ini dapat bermanfaat untuk rekan-rekan mahasiswa dan pihak-pihak
yang berkepentingan.
Surakarta, April 2013
MOKH. NURUL HILAL
v
MOTTO
“Apabila telah ditunaikan shalat, maka bertebaranlah kamu di muka bumi; dan
carilah karunia Allah dan ingatlah Allah banyak-banyak supaya kamu
beruntung.” (QS Al Al Jumu'ah (62):10 )
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, Sesungguhnya
sesudah kesulitan itu ada kemudahan.” (QS Alam Nasyrah(94):5-6 )
“Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrahpun, niscaya dia akan
melihat (balasan)nya”. (QS Al Zalzalah(99):7)
“Jangan katakan pertolongan Allah datang terlambat. Boleh jadi kita sendiri
yang terlambat menjemput pertolongan itu.” (Aa Gym)
“Banyak orang sedikit beramal tapi disebut-sebutnya banyak baramal.
Merendahlah, engkau akan seperti bintang-bintang berkilau dipandang orang
diatas riak air dan bintang pun jauh tinggi.
Janganlah seperti asap yg mengangkat tinggi dilangit padahal dirinya
rendah.” (K.H. Rahmat ‘Abdullah)
“Tuhan tidak akan memberi kita kekuatan untuk bermimpi besar, kalau Dia
tahu kita tidak akan bisa menggapainya” (Mario Teguh)
vi
PERSEMBAHAN
Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Allah SWT, yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, yang
mengijinkanku untuk terus berkarya hingga pada titik ini.
2. Bapak dan Ibuku tercinta, berjuta kata sayang, maaf dan terima kasih
takkan mampu membalas jasa dan pengorbanan kalian kepadaku. Terima
kasih ya ALLAH, lindungilah mereka selalu.
3. Kakak-kakakku, yang telah memberi nasihat, motivasi dan do’anya.
4. Sahabat – sahabatku Geng Bunga Matahari, Dedi, Dwi, Fajar, Udin,
Said, Joko, Akbar, Mohtar dan semua teman – teman elektro’08, yang
langsung maupun tidak telah membantu penyelesaian tugas Akhir ini.
5. Teman - teman KMTE Robot Research UMS, yang telah berjuang
bersama untuk memajukan Robotika di UMS.
vii
DAFTAR KONTRIBUSI
Dalam mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Kaki
Robot humanoid Untuk Robot Penari Gambyong Berbasis Mikrokontroler
ATmega8535”, saya menyatakan bahwa :
1. Judul tugas akhir ini merupakan ide saya sendiri, yang merupakan sub
tema dari tugas akhir ‘Mz Said Hamdani’.
2. Perancangan mekanik merupakan hasil desain ‘Mz Said Hamdani’
dengan dibantu dari ‘Mz Apriyanto’ dalam pembuatannya.
3. Perancangan jalur rangkaian pada PCB saya gambar menggunakan
Diptrace versi 2.2.
4. Simulasi dan gambar rangkaian dengan menggunakan Proteus v7.4.
5. Pemrograman Robot humanoid ini saya kerjakan bersama ‘Mz Said
Hamdani’ dengan menggunakan CodeVisionAVR v1.25.3.
6. Pemrograman mikrokontroler saya menggunakan perangkat Downloader
K-125R dari Creative Vision.
7. Motor Servo saya dapatkan dari Forum Jual Beli Kaskus.us.
8. Proses perakitan Robot humanoid saya kerjakan di ruang KMTE Robot
Research dan Laboraturium Teknik Elektro sedangkan penyusunan
laporan tugas akhir ini saya kerjakan di kost.
viii
Demikian daftar
daf
kontribusi ini saya buat dengan se
sejujurnya, Saya
bertanggung jawab ata
atas isi dan kebenarannya.
Surakar
arta, Maret 2013
Dosen Pem
embimbing,
Penulis,,
( Husni Thamr
mrin, MT. PhD )
( Mokh. Nurul
rul Hilal )
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN DEPAN ............................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
MOTTO….. ........................................................................................................... vi
PERSEMBAHAN ................................................................................................. vii
DAFTAR KONTRIBUSI..................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
ABSTRAKSI ........................................................................................................ xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.4. Batasan Masalah .............................................................................. 4
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan ...................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Penelitian ............................................................................. 6
2.2. LandasanTeori ................................................................................. 8
2.2.1. Sejarah Ilmu Robot ................................................................ 8
2.2.2. Pengertian Robot .................................................................. 12
x
2.2.3. Klasifikasi Robot.................................................................. 13
2.2.4. Beberapa Jenis Robot ........................................................... 13
2.2.5. Mikrokontroler ATmega8535 .............................................. 15
2.2.6. Motor Servo ......................................................................... 17
2.2.7. Software CodeVisionAVR ................................................... 19
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 31
3.2. Peralatan dan Bahan Perancangan Tugas Akhir ............................ 31
3.3. Alur Penelitian ............................................................................... 33
3.4. Perancangan Sistem ....................................................................... 35
3.4.1. Perancangan Sistem Mekanik .............................................. 36
3.4.2. Perancangan Sistem Elektronika .......................................... 37
3.4.3. Perancangan Perangkat Lunak ............................................. 40
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 43
4.2. Analisa Hasil Penelitian ................................................................ 46
4.2.1. Pengujian Keypad ................................................................ 46
4.2.2. Pengujian Motor Servo ........................................................ 47
4.2.3. Pengujian Pergerakan Kaki Robot Tanpa Badan ................. 50
4.2.4. Pengujian Pergerakan Kaki Robot yang Dilengkapi dengan
Badan ................................................................................... 57
xi
4.2.5. Pengujian Pergerkan Kaki Robot Ketika Badan Melakukan
Tarian Gambyong ................................................................ 62
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................... 63
5.2. Saran .............................................................................................. 64
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema Pin Mikrokontroler ATmega8535 ................................. 16
Gambar 2. 2 Sistem Mekanik Motor Servo ...................................................... 18
Gambar 3. 1 Alur Penelitian Tugas Akhir........................................................ 33
Gambar 3. 2 Blok Diagram Sistem Kerja Kaki Robot humanoid ................... 35
Gambar 3. 3 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Depan ................ 36
Gambar 3. 4 Kerangka Kaki Robot humanoid Dilihat dari Samping ............ 37
Gambar 3. 5 Sistem Minimum ATmega8535 ................................................... 38
Gambar 3. 6 Rangkaian Minimum Sistem ATmega8535 ............................... 39
Gambar 3. 7 Rangkaian Keypad ........................................................................ 40
Gambar 3. 8 Flowchart Program Menu Utama ............................................... 41
Gambar 4. 1 Blok Diagram Proses Kerja Sistem ............................................. 43
Gambar 4. 2 Robot Humanoid dilihat dari 3 Sisi. (a) Belakang. (b) Depan. (c)
Kiri ................................................................................................................ 44
Gambar 4. 3 Kaki Robot humanoid Tampak dari (a) Depan (b) Belakang (c)
Samping........................................................................................................ 45
Gambar 4. 4 Rangkaian Pengujian Keypad ...................................................... 46
Gambar 4. 5 Tampilan LCD ketika Tombol Tidak Ditekan .......................... 47
Gambar 4. 6 Tampilan LCD ketika Tombol A4 Ditekan ................................ 47
Gambar 4. 7 Prinsip Kerja Motor Servo .......................................................... 48
Gambar 4. 8 Program Pengujian Servo ............................................................ 49
Gambar 4. 9 Posisi Sudut Poros Servo .............................................................. 50
Gambar 4. 10 Lintasan robot maju lurus dalam jarak 40 cm ........................ 51
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Daftar Gerakan pada Tombol .......................................................... 44
Tabel 4. 2 Pengujian Motor Servo ..................................................................... 50
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Gerak Maju Lurus ................................................ 52
Tabel 4. 4 Hasil pengujian dengan dilengkapi badan ...................................... 57
xiv
ABSTRAKSI
Saat ini hampir semua orang mengenal robot. Ada banyak jenis robot
yang sudah popular, salah satunya adalah robot humanoid. Robot juga dapat
membantu mengatasi tugas manusia yang berat, bahaya, dan kaotor, seperti di
bidang produksi, bidang pertambangan, bidang hiburan, dan sebagainya. Pada
tugas akhir ini, penulis ingin mengkolaborasikan robot humanoid dengan tarian
tradisional di Indonesia. Penulis ingin memperkenalkan tarian tradisional yang
ada di Indonesia dan meningkatkan cinta tanah air karena Indonesia memiliki
banyak jenis tarian tradisional tetapi banyak orang Indonesia yang tidak
mengetahui tarian-tarian tradisional bahkan mereka tidak suka tarian tradisional
melainkan mereka lebih suka tarian modern. Tarian yang digunakan oleh penulis
yaitu Tari Gambyong yang berasal dari Surakarta, Jawa Tengah.
Koreografi tari Gambyong sebagian besar berpusat pada penggunaan
gerak kaki, tubuh, lengan dan kepala. Pergerakan kaki itu sendiri membutuhkan
keseimbangan agar robot tidak jatuh ketika bergerak melakukan garakan tari
Gambyong. Oeleh sebab itu, penulis fokus meneliti pada bagian kaki robot
humanoid dengan 10 DOF(degree of freedom) / derajat kebebasan berbasis
Mikrokontroler ATmega8535. Penulis berharap robot humanoid tersebut dapat
berjalan maju dengan melakukan gerakan tari pada upbody.
Robot dengan dimensi 58cm x 24cm x 13cm memiliki dua puluh satu DOF
(degree of freedom) / derajat kebebasan yang tersusun atas empat belas buah
motor servo TowerPro MG995 dan tujuh buah motor servo TowerPro MG90.
Pergerakan Robot didasarkan pada inputan keypad kemudian melakukan gerkan
yang telah diprogram sebelumnya Robot dapat melakukan gerakan-gerakan
dasar seperti berjalan maju lurus, mundur, berbelok ke kanan, dan berbelok ke
kiri. Pergerakan kaki robot humanoid tanpa badan dengan bergerak maju lurus
sepanjang jarak 40 cm, error penyimpangan rata – rata diperoleh sebesar 11,9°
ke arah kiri dengan percobaan sebanyak 10 kali. Dan dengan ditambah badan
tingkat error meningkat menjadi 21%.
Kata kunci : kaki robot, humanoid, tari,Gambyong, servo, mikrokontroler.
xv