Makalah tubes meka PDF

Preview

Summary

Pick and Place Object Using Robotic Arm with Ultrasonic SensorLaporan diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Mekatronika dan Robotika oleh:R. Naufal Fadlurrochman (NIM 1102170059) Aliva Intan Safitri (NIM 1102174108)PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS TELKOMBANDUNG2020B...

Description

Pick and Place Object Using Robotic Arm with Ultrasonic Sensor

Laporan diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Mekatronika dan Robotika oleh:

R. Naufal Fadlurrochman

(NIM 1102170059)

Aliva Intan Safitri

(NIM 1102174108)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS TELKOM BANDUNG 2020

BAB 1 DESIGN ROBOT

Gambar 1. design robot Perancangan robot ini terdiri dari tiga komponen yaitu komponen input, komponen pengendali (controller), dan komponen output. Robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak ini memiliki dimensi lebar 150 mm tinggi 300 mm, dan bahan materialnya terbuat dari kayu. Robot ini dirancang agar barang dapat diambil sesuai dengan jarak barang tersebut dan dipindahkan ke tempat yang sudah ditentukan. Pada komponen input terdapat Sensor Ping HC-SR04, sensor ini memiliki peran sebagai pemberi masukan atau input pada sistem. Komponen pengendali (controller) pada sistem perangkat keras adalah mikrokontroler, mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno R3 sebagai pengendali (controller) yang menerima data dari sensor ping (HC-SR04) dan mengolah perintah untuk data yang diterima dari sensor. Kemudian komponen output merupakan bagian keluaran pada sistem robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak, yang menjadi komponen output adalah aktuator. Pada sistem robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak, aktuator berperan sebagai penggerak dengan gerakan rotasi dengan sudut-sudut tertentu sesuai dengan besarnya pulsa digital yang telah diterima. Pergerakan robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak memiliki lima bagian utama yang akan digerakkan dengan motor servo. Kelima putaran sendi tersebut adalah pada bagian dasar/ bawah (base), bagian bahu (shoulder), bagian siku (elbow), bagian pergelangan (wrist) dan bagian pencengkeram (gripper).

Gambar 2. design lengan robot Pada gambar 2 memperlihatkan desain perancangan mekanik lengan robot pemindah barang berdasarkan jarak dengan lima bagian utama yang berperan sebagai penghubung. 1. Bagian dasar/bawah (base) 2. Bagian bahu(shoulder) 3. Bagian siku (elbow) 4. Bagian design pergelangan (wrist) 5. Bagian pencengkeram (gripper)

Gambar 3. daerah kerja robot Perancangan dearah kerja robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak ditunjukkan pada Gambar 3 1. Sensor Ping HC-SR04 2. Barang yang akan dipindahkan 3. Robot Lengan 4. Tempat barang

BAB 2 SISTEM KONTROL 2.1 High-Level Control Robotic arm yang akan dibuat memiliki sistem yang akan mendeteksi sebuah barang yang ada didepannya secara otomatis. Cara mendeteksi barang menggunakan sebuah sensor ultrasonik yang dipasang didepan robot tersebut yang dapat dilihat pada desain robot pada BAB 1. Setelah barang dapat dideteksi melalui sensor tersebut, sensor akan mengirim sinyal ke sebuah mikrokontroler dan mikrokontroler tersebut akan memproses melalui algoritma yang telah diprogram sebelumnya. Setelah diproses oleh mikrokontroler, mikrokontroler tersebut mengirimkan sinyal kepada aktuator untuk bergerak sesuai algoritma mikrokontroler untuk memindahkan barang ke titik yang telah ditentukan didalam algoritma tersebut. Secara singkat sistem kerja robotic arm tersebut dapat dilihat melalui flowchart dibawah ini :

2.2 Low-Level Control Servo 1 (Base Servo)

Servo 2 (Elbow Servo)

Servo 3 (Shoulder Servo)

Servo 4 (Gripper Servo)

BAB 3 WIRING DAN SPESIFIKASI ALAT

3.1 Wiring Diagram

Dalam wiring diagram memakai empat servo untuk aktuator yang akan disambungkan ke Arduino UNO sebagai mikrokontroler. Empat sevo tersebut dihubungkan dengan pin 5, pin 6, pin 7, dan pin 8 dalam Arduino tersebut melalui project board dan sumber tegangan yang dipakai adalah tegangan 5V dari Arduino tersebut. Lalu, sensor ultrasonik akan memakai pin 12 untuk pin trigger pada sensor ultrasonik dan pin 11 untuk pin echo pada sensor ultrasonik. Pada sensor ultrasonik memakai sumber tegangan dari Arduino sebesar 3.3V. 3.2 Sensor

Sensor yang digunakan pada robot ini adalah sensor Ping (HC-SR04), Sensor Ping (HC-SR04) merupakan perangkat keras sebagai pendeteksi jarak benda yang menjadi acuan kerja robot lengan pemindah barang berdasarkan jarak untuk memindahkan barang ke tempat yang sudah ditentukan. Sensor Ping (HC-SR04) merupakan sensor ultrasonic, sensor ini berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan

frekuensi tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut. Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. 3.3 Miktrokontroler

Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno R3 sebagai pengendali (controller). Arduino Uno R3 adalah mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P. Board ini memiliki 14 digital input / ouput pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai ouput PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik dan tombol reset. Pin – pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tekanan bisa didapat dari adaptor AC – DC atau baterai untuk menggunakannya. Arduino Uno R3 berbeda dengan semua board sebelumnya karena Arduino Uno R3 ini tidak menggunakan chipdriver FTDI USB-to-serial. Melainkan menggunakan fitur dari ATMega 16U2 yang diprogram sebagai konverterUSB-to-serial. 3.4 Aktuator

Aktuator yang digunakan pada robot ini adalah Motor Servo Tower Pro sg90. Motor servo merupakan motor listrik dengan sistem closed loop yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan, akselerasi dan posisi akhir dari sebuah motor listrik dengan keakuratan yang tinggi. Robot arm ini menggunakan 4 motor servo sebagai penggerak. Bab 4 CODING SOFTWARE

4.1 Source Coding #include

const int trigPin = 11; const int echoPin = 12; long duration; int distance; int safetyDistance;

int pos1, pos2, pos3, pos4;

Servo servo1; Servo servo2; Servo servo3; Servo servo4;

void setup() { pinMode (trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); Serial.begin(9600); servo1.attach(5); servo2.attach(6); servo3.attach(7); servo4.attach(8); delay(3000);

pos1 = 0;

pos2 = 0; pos3 = 90; pos4 = 0; }

void loop() { digitalWrite (trigPin, LOW); delayMicroseconds (2); digitalWrite (trigPin, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (trigPin, LOW);

duration = pulseIn (echoPin, HIGH);

distance = duration*0.034/2;

safetyDistance = distance;

Serial.print("Distance in cm: "); Serial.println(safetyDistance);

if (safetyDistance...