NAMA KELOMPOK 2

SASHA SAFRIDA (2112100004)

EVELYN LOEKITO (2112100032)

VALYA IKA DHANIE (2112100036)

SHERLY OCTAVIA SARASWATI (2112100084)

GUNAWAN ADITAMA (2112100049)

DERIS TRIANA NOOR (2112100115)

TUGAS KELOMPOK MEKATRONIKA

3 SERVO WALKING ROBOT

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini, otomatisasi sangat marak ditemui. Perusahaan-perusahaan banyak

mengganti tenaga kerja manual dengan device/robot. Hal ini dikarenakan, kesalahan produksi

cenderung lebih sering terjadi pada proses yang dikerjakan oleh tenaga kerja manual atau

Human Error. Ketika proses telah di automatisasi, pembuatan suatu produk menjadi lebih

efektif, ukuranya lebih presisi, jumlah produk yang dibuat setiap hari dapat dijaga stabil, dan

kualitas dapat dipertahankan lebih baik. Atas dasar ini, diperlukan pengetahuan mengenai

robotika. Terutama untuk mahasiswa-mahasiswa yang nantinya akan terjun ke dunia industri.

Selain itu dalam berbagai segi kehidupan mulai dari rumah tangga sampai industri.

Namun secara umum kegunaan robot yaitu untuk menggantikan kinerja manusia yang

membutuhkan ketelitian yang tinggi dan mengurangi bahkan menghilangkan risiko

kecelakaan yang cukup tinggi jika manusia melakukan pekerjaan tersebut. Sebagi contoh

pada pabrik pembuatan mobil, mobil-mobil yang dibuat tidak akan memiliki kepresisian yang

tinggi jika proses pengerjaannya dilakukan oleh manusia, karena manusia memiliki rasa lelah

jika bekerja secara terus menerus dan pada saat lelah ketelitian pekerjaan yang dilakukan

dapat berkurang lain halnya jika pekerjaan tersebut dilakukan oleh robot, mobil-mobil yang

dibuat akan memiliki kepresisian cukup baik selain waktu yang diperlukan untuk proses

pembuatan akan relatif lebih cepat jika pekerjaan tersebut dilakukan oleh tangan manusia.

Contoh lain pada tim gegana yang bekerja menjinakan bom, jika tidak berhati-hati maka

bom bisa meledak dan melukai bahkan mungkin bisa membunuhnya tetapi jika pekerjaan

digantikan oleh robot, pekerjaan itu tidak terlalu berbahaya bagi manusia.

Sehingga banyak sekali kegunaan dari robot, yaitu untuk meningkatkan produksi

melalui otomasi di industri, menciptakan tenaga kerja yang berkinerja tinggi dan dapat

bekerja 24 jam, untuk menjalankan pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi,

menggantikan manusia dalam pekerjaan yang bersifat selalu berulang-ulang, dan sebagai alat

bantu manusia dalam melakukan eksperimen ilmiah di luar angkasa .

Pada pembuatan robot, sering kali menggunakan motor servo, karena selain

ukurannya kecil, juga sangat tangguh, sebagai contoh Futaba S3003 mempunyai torsi

56.8 oz/in. (4.1kg.cm), yang artinya adalah motor servo yang dapat mengangkat gaya

sebesar 4.1 kg tiap 1cm permukaannya. Servomotor juga mengkonsumsi daya yang

sebanding dengan beban mekanik (dengan bebabn yang besar namun konsumsidaya

tidak besar).

Untuk aplikasi robot berkaki, gerakan-gerakan yang diinginkan tidak hanya memutar,

namun gerakan sudut lebih banyak diperlukan. Untuk itu dibutuhkan motor servo, yaitu

motor yang bergerak menuju sudut tertentu berdasarkan lebar pulsa PWM yang diterima.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari praktikum ini adalah

1. Bagaimana mengetahui cara kerja robot berkaki menggunakan 3 buah

servomotor?

2. Bagaimana memahami cara mengontrol motor servo dengan mengatur PWM?

3. Bagaimana cara membuat program pada mikrokontroller STM32F030F4 dengan

Keil MDK-ARM?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari tugas ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui bagaimana cara kerja robot berkaki menggunakan 3 buah servomotor.

2. Memahami cara mengontrol motor servo dengan mengatur PWM

3. Mengetahui cara membuat programpada mikrokontroller STM32F030F4

denganKeil MDK-ARM.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari laporan ini adalah

1. Servo yang digunakan adalah sebanyak tiga buah.

2. Ketiga servo bekerja dengan baik.

1.4 Sistematika Laporan

Adapun sistematika laporan robot 3 servo ini adalah

BAB I memuat dasar teori yang berisi latar belakang hingga rumusan masalah

dilakukannya pembuatan robot 3 servo ini.

BAB II berisi dsar teori tentang komponen-komponen robot 3 servo ini.

BAB III disebutkan alat dan bahan yang digunakan untuk membuat robot, beserta

langkah-langkah pembuatan secara sigkat.

BAB IV berisi pembahasan mengenai proses pembuatan robot 3 servo ini secara

keseluruhan, lengkap dengan proses mekanis dan elektris robot tersebut. Pada bagian akhir.

BAB V mencantumkan kesimpulan dan saran.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Motor Servo

Motor Servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan

sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo

posisiputaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol

yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox,

variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi

untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari

sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo

Gambar 2.1 Komponen penyusun servomotor

Gambar 2.2 Bagian servomotor

Motor servo ini terdiri dari beberapa bagian sebagai berikut:

1. Jangkar, untuk menghubungkan motor servo dengan obyek-obyek yang akan

digerakkan.

2. Lubang Jangkar, bagian ini berfungsi untuk menempatkan sekrup yang

mengaitkan jangkar ke obyek-obyek yang akan digerakkan. Pada gambar

tampak lubang jangkar dihubungkan ke obyek dengan sekrup untuk gerakan memutar.

3. Lubang Sekrup, yang berfungsi untuk mengaitkan motor servo dengan tubuh robot

4. Housing Servo, di dalam bagian ini terdapat motor DC, gearbox dan rangkaian

pengatur sudut servo

5. Kabel, kabel yang menghubungkan rangkaian servo dengan pengendali servo

6. Konektor, konektor 3 pin yang terdiri dari input tegangan positif (+), input tegangan

negatif (GND) dan input pulsa (Signal)

Untuk dapat melakukan controling pada servo, kabel signal di sambung langsung pada Salah

satu port Mikrocontroller, dan di set sebagai Output. kemudian servo diberi suplay 5-6V.

Sedangkan nilai sinyal yang di kirm dan sudut yang di hasilkan terlihat sepertiberikut:

Gambar 2.3 hasil pengiriman sinyal pada servomotor

2.1.1 Jenis-jenis sudut putaran motor servo

  Secara umum terdapat 2 jenis motor servo. Yaitu motor servo standard dan motor

servo Continous.

1. Motor servo standard

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CWdan CCW) dengan

defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksisudut dari kanan –

tengah – kiri adalah 180°

2. Motor servo continuous

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW danCCW) tanpa batasan defleksi

sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). Sudut putarannya bisa mencapai 360°.

3. Berdasarkan jenis Horn

Motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistim gear dan

potensiometer sehingga dia dapat menempatkan “horn” servo pada posisi yang

dikehendaki. Karena motor ini menggunakan sistim close loop sehingga posisi “horn”

yang dikehendaki bisa dipertahankan. “Horn” pada servo ada dua jenis. Yaitu Horn “

X” dan Horn berbentuk bulat (seperti pada gambar di bawah ).

Gambar 2.4 horn bulat Gambar 2.5 horn X

2.1.2 Motorservo Futaba S3003

Adapun servomotor yang kami gunakan adalah Futaba S3003 dengan spesifikasi

sebagai berikut

Control System: +Pulse Width Control 1520usec Neutral

Required Pulse: 3-5 Volt Peak to Peak Square Wave

Operating Voltage: 4.8-6.0 Volts

Operating Temperature Range: -20 to +60 Degree C

Operating Speed (4.8V): 0.23sec/60 degrees at no load

Operating Speed (6.0V): 0.19sec/60 degrees at no load

Stall Torque (4.8V): 44 oz/in. (3.2kg.cm)

Stall Torque (6.0V): 56.8 oz/in. (4.1kg.cm)

Operating Angle: 45 Deg. one side pulse traveling 400usec

Continuous Rotation Modifiable: Yes

Direction: Counter Clockwise/Pulse Traveling 1520-1900usec

Current Drain (4.8V): 7.2mA/idle

Current Drain (6.0V): 8mA/idle

Motor Type: 3 Pole Ferrite

Potentiometer Drive: Indirect Drive 

Bearing Type: Plastic Bearing

Gear Type: All Nylon Gears

Connector Wire Length: 12"

Dimensions: 1.6" x 0.8"x 1.4" (41 x 20 x 36mm)

Weight: 1.3oz. (37.2g)

Gambar 2.1 Futaba S3003

2.2 Mikrokontroler STM32F030F4

Mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam

sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam

sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler umumnya juga telah berisi komponen

pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O, sedangkan di

dalam mikroprosesor umumnya hanya berisi CPU saja.

STM32F030F4 mikrokontroler menggabungkan kinerja tinggi ARM Cortex ™ -

M0 32-bit RISC inti yang beroperasi pada frekuensi maksimum 48 MHz, kecepatan tinggi

tertanam kenangan (hingga 32 Kbytes memori Flash dan hingga 4 Kbytes SRAM), dan

berbagai peripheral ditingkatkan dan I / Os. Semua perangkat menawarkan antarmuka

komunikasi standar (satu I2C, SPI satu, satu I2S, dan satu USART), satu 12-bit ADC, hingga

lima tujuan umum timer 16-bit, timer 32-bit dan maju kontrol PWM Timer .

STM32F030F4 mikrokontroler beroperasi di -40 sampai +85 ° C dan -40 sampai

105 ° C suhu berkisar, dari pasokan 2,0-3,6 V listrik. Sebuah seperangkat mode hemat daya

memungkinkan desain aplikasi-daya rendah.

STM32F030F4 mikrokontroler termasuk perangkat dalam empat paket yang

berbeda mulai dari 20 pin untuk 48 pin. Tergantung pada perangkat yang dipilih, set yang

berbeda dari peripheral disertakan. Keterangan di bawah ini memberikan gambaran tentang

rangkaian lengkap STM32F030F4 peripheral yang diusulkan.

Fitur-fitur ini membuat mikrokontroler STM32F030F4 cocok untuk berbagai

macam aplikasi seperti pengendalian aplikasi dan user interface, peralatan genggam,

penerima A / V dan TV digital, peripheral PC, game dan GPS platform, aplikasi industri,

PLC, inverter, printer, scanner , sistem alarm, interkom video, dan HVACs.

Kalkulasi timer yang diaplikasika pada lampu berkedip pada STM32 dapat di

dilihat dari cara kerja mikrokontroler STM32F103RBT6 terdapat 6 buah timer 16-bit, 2 buah

Advanced-Control Timer (TIM1 dan TIM8) dan 4 buah General Purpose Timer (TIM2 –

TIM5). Pada skematik rangkaian STM32F103RB Development Board, terdapat dua buah

LED yang terhubung pada GPIOB pin 8 dan 9. Apabila kita lihat datasheet

STM32F103RBT6, diketahui bahwa GPIOB PB8 memiliki fungsi sebagai Timer 4 Channel 3

dan GPIO PB9 memiliki fungsi sebagai Timer 4 Channel 4. Dengan demikian sekarang kita

akan membuat LED berkedip dengan memanfaatkan fungsi dari Timer 4.

Pada Reference Manual RM0008, Sub bab APB1 perpheral clock enable register

(RCC_APB1ENR), menjelaskan pengaturan APB1ENR periferal clock enable register.

Terlihat bahwa TIM4EN berada pada posisi bit ke 2. Dengan demikian, untuk mengaktifkan

timer 4 ini, bit ke 2 pada register APB1ENR harus kita berikan logika 1 dengan cara sebagai

berikut :

1RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM4EN

Sistem clock pada development board kita adalah 72 MHz. Dan sekarang kita ingin

menyalakan LED L1 dan L2 bergantian dengan frekuensi 1 Hz. Ini berarti Setiap L1 dan L2

akan menyala selama 500 ms dan juga akan mati selama 500 ms.

Pada Sub bab 14.3.1 terdapat pengaturan register pre-scaler bagi timer dan nilai auto-reload

nya. Pemberian nilai pre-scaler adalah -1 dari nilai yang diharapkan. Misalkan kita ingin

timer bekerja dengan frekuensi 1/12 dari frekuensi sistem, maka nilai pre-scaler harus kita isi

dengan 11. untuk menghasilkan frekuensi timer 4 sebesar 2000 Hz (1/36000 dari frekuensi

sistem) maka nilai pada pre-scalernya harus kita isi dengan :

1TIM4->PSC=35999;

Pada Reference Manual, sub bab TIM1 status register (TIMx_SR), terlihat sebagai berikut :

Dan agar setiap 500 ms terjadi notifikasi pada TIM4 status register, pada bit Update Interrupt

Flag (UIF), maka nilai Auto-Reload Register (ARR) kita isi dengan :

1TIM4->ARR=1000;

Selanjutnya, pada Reference Manual, sub bab TIM1 control register (TIMxCR1), terlihat

sebagai berikut :

CKD[1:0] : Clock DivisionARPE : Auto-Reload Preload EnableCMS [1:0] : Center-aligned Mode SelectionDIR : Direction (Up/Down counter)OPM : One Pulse ModeURS : Update Request SourceUDIS : Update DisableCEN : Counter Enable

Jadi untuk mengaktifkan counternya, dilakukan pengaturan pada TIM4 Control Register 1

pada bit ke 0 (CEN).

1TIM4->CR1=TIM_CR1_CEN;

Dengan demikian, selesailah pengaturan kerja timer ini. Selanjutnya pada bagian program

utamanya kita cukup membaca nilai flag pada UIF dan melakukan perubahan logika pada

keluaran apabila flag bernilai 1 dan dikarenakan bit ini di-set oleh hardware dan untuk clear-

nya melalui software, maka tidak lupa flag kembali kita clear setelah terjadi notifikasi flag.

1234

If(TIM4->SR & TIM_SR_UIF)  {TIM4->SR &= ~TIM_SR_UIF;L1_GPIO->ODR ^= (1<<L1);L2_GPIO->ODR ^= (1<<L2);

Dari perintah diatas terlihat bahwa setiap terjadi auto-reload (500 ms), maka kondisi L1 dan

L2 akan berubah dari keadaan sebelumnya. Agar L1 dan L2 bisa menyala bergantian, maka

sebelum baris diatas perlu diatur kondisi yang berbeda antara L1 dan L2;

12L1_GPIO->BSRR=(1<<L1);L2_GPIO->BRR=(1<<L2);

Berikut program lengkapnya :

123456789101112131415161718192021222324252627

#include "stm32f10x.h"#include "antilib_gpio.h"#define L1_GPIO GPIOB#define L1 9#define L2_GPIO GPIOB#define L2 8 int main(void){  RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN;  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM4EN;

   #if (L1 > 7)    L1_GPIO->CRH = (L1_GPIO->CRH & CONFMASKH(L1)) |                   GPIOPINCONFH(L1,                   GPIOCONF(GPIO_MODE_OUTPUT2MHz,                   GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL));  #else    L1_GPIO->CRL = (L1_GPIO->CRL & CONFMASKL(L1)) |                   GPIOPINCONFL(L1,                   GPIOCONF(GPIO_MODE_OUTPUT2MHz,                   GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL));  #endif

   #if (L2 > 7)    L2_GPIO->CRH = (L2_GPIO->CRH & CONFMASKH(L2)) |                   GPIOPINCONFH(L2,                   GPIOCONF(GPIO_MODE_OUTPUT2MHz,                   GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL));  #else    L2_GPIO->CRL = (L2_GPIO->CRL & CONFMASKL(L2)) |                   GPIOPINCONFL(L2,

2829303132333435363738394041424344

                   GPIOCONF(GPIO_MODE_OUTPUT2MHz,                   GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL));  #endif

   TIM4->PSC=35999;  TIM4->ARR=1000;  TIM4->CR1=TIM_CR1_CEN;

   L1_GPIO->BSRR=(1<<L1);  L2_GPIO->BRR=(1<<L2);  while(1)  {    if(TIM4->SR & TIM_SR_UIF)    {      TIM4->SR &= ~TIM_SR_UIF;      L1_GPIO->ODR ^= (1<<L1);      L2_GPIO->ODR ^= (1<<L2);    };  };}

2.3 Keil MDK ARM

The MDK-ARM adalah pengembangan perangkat lunak yang lengkap untuk Cortex

™ -M, Cortex-R4, ARM7 ™ dan ARM9 ™ perangkat berbasis prosesor. MDK-ARM secara

khusus dirancang untuk aplikasi mikrokontroler, mudah untuk dipelajari dan digunakan,

namun cukup kuat untuk yang paling menuntut aplikasi embedded. Keil MDK ARM

memiliki beberapa fitur. MDK-ARM tersedia dalam empat edisi: MDK-Lite, MDK-CortexM,

MDK-Standard, dan MDK-profesional. Semua edisi menyediakan C C lingkungan

pengembangan yang lengkap / ++ dan MDK-profesional termasuk middleware perpustakaan

yang luas. Mengacu pada Selector Produk untuk lebih jelasnya

2.4 ST Link

ST - LINK / V2 adalah debugger di - sirkuit dan programmer untuk STM8 dan

STM32 keluarga mikrokontroler . Kawat tunggal antarmuka modul ( SWIM ) dan JTAG /

seri kawat debugging ( SWD ) interface yang digunakan untuk berkomunikasi dengan STM8

atau mikrokontroler STM32 terletak pada papan aplikasi . Selain menyediakan fungsi yang

sama seperti ST - LINK / V2 , ST - LINK / V2 - ISOL memiliki isolasi digital antara PC dan

papan aplikasi target . Hal ini juga tahan tegangan hingga 2500 VRMS . Aplikasi STM32

menggunakan antarmuka USB kecepatan penuh untuk berkomunikasi dengan Atollic , IAR ,

Keil atau tasking lingkungan pengembangan terintegrasi

2.5 STM CUBEX

STM32 Cube komprehensif platform perangkat lunak yang komprehensif,

disampaikan per seri (sebagai STM32Cube_Library_F7 / F4 / F3 / F2 / F1 / L4 / L1 / L0).

Platform ini meliputi STM32Cube HAL lapisan STM32 abstraksi perangkat lunak tertanam,

memastikan portabilitas maksimal di portofolio STM32, ditambah satu set konsisten

komponen middleware (RTOS, USB, FS, TCP / IP, Graphics, dll).

STM32 Cube-MX adalah alat grafis yang memungkinkan konfigurasi STM32

mikrokontroler sangat mudah dan menghasilkan kode inisialisasi C yang sesuai melalui

proses langkah-demi-langkah. Langkah pertama terdiri dalam memilih mikrokontroler

STM32 yang cocok dengan set yang diperlukan periferal.

2.6 LD33 regulator

Merupakan voltage regulator untuk mengatur tegangan yang masuk ke dalam stm32

sebesar 3,3 volt. LD33 adalah LOW DROP Voltage Regulatorable yang digunakan untuk

menyediakan hingga 800mA Output, bahkan tersedia dalam versi yang disesuaikan (Vref =

1.25V). Mengenai versi tetap, yang menawarkan Tegangan output berikut: 2.5V, 2.85V, 3.0V

3.3V dan 5.0V.

Gambar 2.2. gambar LD33.

2.7 LM7805

IC ini berfungsi sebagai penurun tegangan atau penyetabil tegangan. Ini berguna

untuk mengatur tegangan yang masuk ke dalam servo sesuai tegangan yang dibutuhkan

servo, yaitu sebesar 5,5 votl. Sebetulnya IC ini memiliki banyak seri yaitu IC

7805 ,7808 ,7812, dst.

Gambar 2.3. gambar IC LM 7805.

2.8 Led

Led adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang

tidak koheren ketika diberi tegangan maju.Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi.

Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga

ultraviolet dekat atau inframerah dekat. Sebuah LED adalah sejenis diode semikonduktor

istimewa. Seperti sebuah diode normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor

yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur

yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari

elektrode dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke

tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya,

tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah diode

normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak

inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita

energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.

Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip

LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus

maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan

arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus

terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED

tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Chip LED pada umumnya mempunyai tegangan

rusak yang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya

sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.

Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik diode yang hanya

memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang

terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.

Tegangan yang diperlukan sebuah diode untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).

Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi seri maupun

paralel. Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang

diperlukan seluruh LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam keadaan

paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED

dalam rangkaian ini.

Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit jika warna LED berbeda-beda,

karena tiap warna LED yang berlainan mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda.

Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oleh sumber daya

listrik tidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak

menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan

pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah.

Pada umumnya, LED yang disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang

sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik.

Jika LED digunakan untuk indikator pada voltase lebih tinggi dari operasinya dirangkai seri

dengan resistor untuk menyesuaikan arus agar tidak melampaui arus maksimum LED, kalau

arus maksimum terlampau LED jadi rusak.

2.9 Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk

mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat

memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin, nilai tegangan terhadap resistansi

berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm. Resistor digunakan

sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu

komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-maca kompon

dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti

nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang

dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan

induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak,

bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya

resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

Identifikasi empat pita adalah skema kode warna yang paling sering digunakan. Ini

terdiri dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita pertama

merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga merupakan faktor pengali (jumlah

nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi

harga resistansi. Kadang-kadang terdapat pita kelima yang menunjukkan koefisien suhu,

tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit

resistansi.

Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-merah adalah 56 x 104Ω = 560 kΩ ± 2%. Deskripsi

yang lebih mudah adalah pita pertama berwarna hijau yang mempunyai harga 5, dan pita

kedua berwarna biru yang mempunyai harga 6, sehingga keduanya dihitung sebagai 56. Pita

ketiga brwarna kuning yang mempunyai harga 104 yang menambahkan empat nol di belakang

56, sedangkan pita keempat berwarna merah yang merupakan kode untuk toleransi ± 2%

memberikan nilai 560.000Ω pada keakuratan ± 2%.

Table 2.4 menggitung harga resistor

2.10 Kapasitor

Untuk kapasitor multilayer adalah kapasitor yang terbuat dari bahan material.

Kapasitor ini hampir sama dengan kapasitor keramik, perbedaannya hanya terdapat pada

jumlah lapisan yang menyusun dielektriknya. Bahan dielektrik disusun dengan banyak

lapisan dengan ketebalan 10 sampai 20 μm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang

murni. Selain itu, bentuk dari jenis kapasitor ini juga kecil dan memiliki karakteristik suhu

yang bagus di bandingkan dengan kapasitor lainnya

Gambar 2.5 multilayer ceramic capasitor

2.11 Baterai

Baterai  adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya

dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

1. Batang karbon sebagai anode (kutub positif baterai)

2. Seng  (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai)

3. Pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai

tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang

dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa

terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer,

sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.

Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat mengubah energi

kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan

reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai

sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

2.12 Board

Board  adalah sebuah papan yang penuh dengan komponen-komponen elektronika

yang tersusun membentuk rangkaian elektronik atau tempat rangkaian elektronika yang

menghubungkan komponen elektronik yang satu dengan lainnya tanpa menggunakan kabel.

Disebut dengan Papan Sirkuit karena diproduksi secara massal dengan cara mencetak. PCB

dilapisi lapisan logam (tembaga) yang berfungsi sebagai penghubung antar komponen,

Lapisan logam ini nantinya akan menjadi kabel yang tersusun rapi, setelah kita melarutkan

pada larutan FerryClorit + air. Papan sirkuit cetak dapat digolongkan atas beberapa jenis

berdasarkan:

susunan lapis:

o lapis tunggal

o lapis ganda

o multi lapis (4, 6, 8 lapis)

bentuk:

o keras

o lunak  (fleksibel)

o gabungan keras dan lunak

spesifikasi:

o konvensional

o penghubung kepadatan tinggi (High Density Interconnect)

material basis:

o FR4

o Logam

o Keramik

2.13 Pin on off 6 pin

Pin on off adalah switch yang dapat

menghubungkan 3 jalur sekaligus jika ditekan, dan akan

memutusan jika ditekan sekali lagi. Itu artinya push button ini saat ditekan pertama akan

tertahan dan jika ditekan sekali lagi akan terlepas.

Gambar 2.6 pin on off

2.14 Kayu balsa

Gambar 2.7 kayu balsa

Kayu balsa adalah kayu dari pohon balsa, tumbuhan asli dari Amerika

Selatan, Ochroma pyramidale. Saat ini produsen terbesar kayu balsa berasal dari Equador,

Papua Nugini, dan Indonesia. Di pasar, kayu balsa dibagi atas tiga jenis berdasarkan

kepadatannya, yaitu Light < 120 kg/m3, Medium 120-180 kg/m3, dan Heavy >180 kg/m3.

Balsa light biasanya digunakan untuk hobby dan aeromodelling, medium untuk kebutuhan

komposit industri, sementara heavy sebagai subtitusi kayu keras dengan harga yang lebih

murah dan penggunaan lebih luas.

2.15 Kabel jumper

Gambar 2.12 gambar kabel jumper

Kabel jumper adalah sebuah pasanagn koneksi yang menggunakan kabel unshielded

twisted pair yang menggunakan konektor, konektor yang dipakai pada kabel utp adalah

konektor rj45 yang kedua ujungnya digunakan untuk menguhubungkan jalur telekomunikasi

melalui koneksi silang, yang melalui switch

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Mekanis

3 Servo Futaba s3003

Kayu

Lem

Mur dan Baut

Gergaji

Bor

Penggaris, pensil

Cutter

3.1.2 Elektris

Led 3mA

Resistor 1k

Resistor 10k

Kapasitor 100 nF multilayer 2 buah

IC 7805

Kapasitor 1000 mikrofarad 25 volt

Kapasitor 220 mikrofrad 25 volt

On off 6 pin

Tempat battery

Battery 9 volt

Board

3.2 Langkah Kerja

3.2.1 Mekanis

1. Persiapan housing robot.

Potong kayu menjadi 4 batang sama panjang, dengan lebar kurang lebih 3 cm.

Potong kayu tersebut dengan panjang 1,5 kali tinggi servo dan lebar sama

dengan lebar servo

Potong kayu lain untuk ditempel pada servo, ukuran kayu ini sama dengan

luasan permukaan servo yang akan ditutupi.

Satukan horn servo dengan batang yang berukuran kurang lebh sama dengan

panjang horn tersebut.

Susun 3 servo berikut dengan horn dan tempat baterai seperti gambar berikut

2. Assembly

Kayu- kayu dengan berbagi ukuran tersebut disusun seperti tampak pada

gambar.

Gambar 3.1 kayu ukuran 2cm x1,5 panjang servo

Gambar 3.2 Kayu sebagai penutup bagian depan belakang dari servo

Gambar 3.3 kayu sebagai penyambung kaki-kaki

Gambar 3.4 gambar susunan

3.2.2 Elektris

BAB IV

PEMBAHASAN

Secara umum walking robot dengan 3 servo ini dapat ditinjau secara mekanis ,

elektris dan pemrograman sistem . Ketiga tinjauan tersebut berfungsi untuk mengatur agar

robot dapat bergerak maju.

4.1 TINJAUAN MEKANIS

Pada robot ini bagian yang peling penting dalam pergerakan robot ini adalah

pergerakan dari ketiga putaran motor servo. Pada servo yang digunakan dua diantaranya

berperan dalam pergerakan telapak kaki robot. Sementara satu servo berperan untuk menaik

turunkan dari kaki robot. Berikut skema penempatan ketiga servo tersebut.

Gambar 4.1 Posisi tiga servo walking robot

Servo yang berperan sebagai penggerak naik turun kaki robot bekerja dengan cara

memutar bagian poros output secara CW(Clockwise) dan CCW (Counter Clockwise) sesuai

dengan pengaturan yang telah dibuat. Berikut penjelasan servomotor pada robot:

1. Ketika servo 1 berputar , kaki servo 2 terangkat sehingga robot mengikuti pergerakan

kaki servo 3.

Servo untuk menggerakkan kaki kiri

Servo untuk menaik turunkan servo kanan dan kiri

Servo untuk menggerakkan kaki kanan

2. Ketika servo 1 berputar ke arah sebaliknya, kaki servo 3 terangkat sehingga robot

mengikuti pergerakan kaki servo 2.

3. Pergerakan servo 2 dan 3 menghasilkan sudut yang membuat pergerakan robot

tersebut tetap lurus ke depan.

Pada pembuatan robot ini digunakan servo tipe FUTABA S3003 yang memiliki

tegangan sebesar 4.8-6.0 Volts . Namun disini digunakan tegangann sebesar 5 volt yang

dapat disuplai dari baterai 9 volt. Pengkonversian tegangan dari 9 volt ke 5 volt ini

menggunakan IC7085. Pemilihan servo tipe FUTABA S3003 karena memiliki torsi

maksimum sebesar 4.1kg.cm yang dirasa cukup untuk menggerakkan kaki-kaki robot seperti

yang tampak pada gambar 4.1.

Microcontroller yang digunakan adalah STM32F030F4, yang dapat dijalankan

dengan tegangan sebesar 3.3volt. Pengkonversian tegangan dari baterai 9 volt ke

STM32F030F4 dengan menggunakan voltage regulator LD33. Digunakan micro

STM32F030F4 karena memiliki bit sebesar 16. Bit tersebut sangat cukup untuk diaplikasikan

pada robot ini karena robot ini hanya menggunakan 3 pin. Berikut adalah skema pin yang

digunakan pada STM32F030F4.

Gambar 4.2 skema pin STM32F030F4

4.2 ELEKTRIS

4.2.1 Rangkaian BOARD

Gambar 4.1 rangkain

Ditinjau dari segi elektrik, robot ini terdiri dari beberapa komponen elektrik yang

tergabung menjadi suatu rangkaian pada board. Komponen-komponen yang terdapat pada

board yaitu:

Led 3mA

Resistor 1k

Resistor 10k

Kapasitor 100 nF multilayer 2 buah

IC 7805

Kapasitor 1000 mikrofarad 25 volt

Kapasitor 220 mikrofrad 25 volt

On off 6 pin

Tempat battery

Battery 9 volt

4.2.2 Cara Kerja Rangkaian

Pergerakan robot diatur oleh pergerakan 3 servo yang memiliki fungsi masing-

masing. Pergerakan dari servo yang dapat berlangsung secara CW ataupun CCW diatur

melalui program dengan software KEIL yang akan dibaca oleh mikrokontroller

STM32F031F6. Secara umum, urutan jalannya perintah hingga servo bergerak adalah sebagai

berikut:

Gambar 4.2 Skema Sistem Elektris

Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan yang akan masuk

Dari skema di atas alur awal operasi pada robot ini yaitu pada baterai selaku sumber tegangan

yang nantinya ditransmisikan menuju mikrokontroller menggunakan kabel. Kemudian

mikrokontroller yang sebelumnya sudah deprogram menggunakan program Keil

mengirimkan sinyal kepada motor servo. Kemudian motor servo akan menggerakan kaki dan

telapak kaki robot, dan robot pun berjalan.

Batterai hanya berfungsi sebagai pemberi tegangan dan besar dari tegangan

menyesuaikan dengan mikrokontroller yang digunakan. Range dari tegangan baterai yang

dipakai antara 6 Volt hingga 16 Volt. Kemudian arus listrik mengalir dalam mikrokontroller.

Di dalam mikrokontroller ini terdiri atas beberapa komponen seperti resistor, kapasitor,

header, led, LM317, LM7805. Komponen tersebut dirangkai sebagai regulator yang nantinya

pengelolaan inti dilakukan oleh STM32. Pada STM 32 inilah program dapat dimasukkan.

4.3 Pemrograman Sistem

Hal-hal yang peru dilakukan dilakukan dalam pomrograman adalah sebagai berikut:

Extract File standart peripheral yang akan digunakan (Mekatronika_Jadi)

Power Supply (Baterai)

MCU Servo Kaki Robot

Buka file templates standart peripheral, buka MDK-ARM, buka project Mekatronika

Jadi

Akan terbuka jendela awal Keil seperti berikut

Buka pengaturan File Extension untuk mengatur Project Target, Group, dan File dari

Groups yang harus di hapus Juga untuk input file User

Buka pengaturan Option for target – Output untuk mengatur folder output dari

program yang akan dijalankan

Pada init.c dapat dilihat perintah berikut :

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_6;

Baris ini menjelaskan Pin yang akan diberi perintah

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

Baris ini memuat perintah pin yaitu output

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

Baris ini memuat perintah kecepatan putaran yaitu 50MHz

Pada servo.c dapat dilihat perintah berikut :

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 8-1;

Baris ini untuk engatur autoreload TIM 3

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 100;

Baris ini untuk set nilai prescaler dari

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

Baris ini engaktifkan ode couter dari putaran servo

if(count>200)count=0;if(count<pwm1){ SetB(1);}else{ ClrB(1);}

if(count<Servo1){ SetA(7);}else{ ClrA(7);}

if(count<Servo2){ SetA(5);}else{ ClrA(5);}

if(count<Servo3){ SetA(6);}else{ ClrA(6);}

}Paragraf ini untuk mengatur Pin yang digunakan berdasarkan variable Count Bilangan dari

variable ini eiliki batas maksimal. Disini kami menggunakan 200.

SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000); //->SysTick Init interrupt per 1 mS GPIO_Config();

TIM_Config();pwm1=0;while (1)

{Servo1=5;Servo2=5;Servo3=9;Delay(1000000);Servo1=8;Servo2=8;Servo3=12;//Servo1=29;Delay(1000000);

Paragraf ini merupakan perintah jauhnya putaran servo berdasarkan angka yg dicantumkan

Angka-angka tersebut yag keudian di variasikan untuk melihat berapa derajat putaran yang

diwakilkan oeh angka tersebut.

Ketika sudah mendapatkan sudut putaran yang tepat, klik rebuild untuk mengecek apakah

program yang telah divariasikan tidak meiliki error

Apabila asih terdaapat error, maka program peru diperbaiki cek pada baris di sebeah nomor

di setiap jendela program, apakah terdapat tanda siag berwarna merah atau tida Tanda silang

tersebut enandakan adanya kesaahan pemrograman di baris tersebut.

4.3.1 Untuk menjaankan device (robot)

Sambungkan devepment board ke aptop dan k e device yang telah dirangkai Setelah

itu load program di Keil yang telah divariasikan sebelumnya. Maka robot akan berjalan.

Berikut langkah-langkah erangkai pcb dan device:

1. Sabungkan kabe servo dengan jumper male

2. Pada kabel jumper tersebut asing-masing kabel signal dihubungka ke pin masing-

masing. Kabel 5volt disambungkan dengan kabe 5volt dari servo asing-asing Begitu

juga dengan kabel ground

3. Buat sambungan utuk 5 volt STM dari pcb

4. Sabungkan Development board ke laptop untuk me-load program5. Pastikan aptop sudah memiliki ST LINK utility6. Load program dari Keil hingga terihat respon seperti berikut :

7. Robot sudah bisa berjalan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dalam percobaan ini yaitu :

a. Terdapat tiga tinjauan dalam menjelaskan bagaimana cara gerak dan pengaturan

dari3-servo walking robot yaitu ditinjau dari mekanik,elektrik dan system

perograman.

b. Dari tinjauan mekanik, bagian paling penting dalam pergerakan dari robot ini

adalah pergerakan dari putaran motor servo,dan servo yang digunakan adalah

Futaba S3003.

c. Dari segi tinjauan elektrik terdapat beberapa komponen elektrik yang berperan

dalam pergerakan robot. Dimana pengaturan dilakukan dengan cara membuat

program pada software Keil yang nantinya akan dibaca mikrokontroller dan

meneruskan ke komponen elektrik lainnya.

d. Dari segi tinjauan sistem pemrogramnnya, hal yang paing penting adalah cara

pengkodingan pada keil, yaitu untuk menentukan sudut putar dan berapa

perpindahan putaran motor servo.

5.2. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan ini yaitu :

a. Adanya kejelasan mengenai tugas besar di awal perkuliahan

b. Sebaiknya menggunakan komponen yang mudah didapatkan