buku-ajar-1

0

Kinematika dan Dinamika Robot Lengan Untuk Kasus Robot Penjinak Bom dan Robot Tari Pakkarena

Buku ini diperuntukkan bagi mahasiswa yang tertarik tentang ilmu Robot Lengan atau Manipulator Robot, digunakan dalam lingkup terbatas namun diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memperkaya khasanah ilmu robotika

2015

Rafiuddin Syam, PhD Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

Seri Buku Ajar Robotika

i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Buku Ajar : Seri Buku Ajar Robotika: Kinematika dan Dinamika

Robot Lengan

Mata Kuliah : Kinematika Dinamika Robot Lengan

Kode MK : 480D2102

Nama Penulis : Rafiuddin Syam, ST, M.Eng, PhD

NIDN : 0030037203

Prodi/ Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Perguruan Tinggi : Universitas Hasanuddin

Makassar, 10 Januari 2015

Hormat kami,

Ketua Jurusan Mesin

Universitas Hasanuddin

Ir. H. Baharuddin Mire, MT

NIP 195509141987021001

Penulis

Rafiuddin Syam, ST,M.ENg,PhD

NIP 197203301995121001

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik Unhas

Dr.-Ing Ir. Wahyu H. Piarah, MSME

NIP: 196003021986091001.

ii

Seri Buku Ajar Robotika: Kinematika dan Dinamika Robot Lengan Oleh Rafiuddin Syam, PhD

Diterbitkan oleh: Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

iii

Judul: Buku Ajar Dasar Dasar Mobilr Robot

Rafiuddin Syam

©2015, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, Makassar

Hak Cipta dilindungi oleh undang undang

Diterbitkan pertama kali oleh Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin, Makassar 2015

ISBN:

January 10, 2015 [KINEMATIKA DAN DINAMIKA ROBOT LENGAN]

iv

Kata Pengantar

Puji Syukur kepada Allah SWT atas Rahmat dan Hidayahnya, Shalawat kepada Nabi

Muhammad SAW. Alhamdulillah buku ajar ini telah selesai disusun untuk keperluan

pengajaran pada Jurusan Mesin Fakultas Teknik Unhas.

Buku ini menjelaskan tentang Kinematika dan Dinamika Robot Lengan sebagai bagian dari

Ilmu Robotika, Secara umum Imu Robotika ada dua macam yaitu Mobile Robot dan

Manipulator Robot dengan tidak atau kombinasi keduanya. Penjelasan hingga contoh kasus

dari manipulator robot dipaparkan dalam buku ini.

Ada dua kasus yang diangkat dalam buku ajar ini yaitu: Mobile Manipulator sebagai robot

penjinak bom untuk kasus loading and unloading, dan Robot Humanoid untuk kasus Robot

Tari Pakkarena. Kedua kasus ini dipilih sehubungan dengan menunjang usaha pemerintah

memberantas terosisme dan penanggulangan bencana yang diakibatkan oleh pengeboman,

walaupun tidak menutup kemungkinan untuk dilaksanakn pada mitigasi bencana. Kemudian

penulis memaparkan robot Tari Pakarena, untuk lebih memahami budaya Tarian Makassar

melalui pemanfaatan robot humanoid.

Selanjutnya kami mengucapkan terima kasih kepada Sdr. Randis, MT dan Sdr Ridho, ST

yang telah banyak membantu dalam penyusunan buku ini. Serta seluruh Tim Robot

Komunitas Jenbacher Jurusan Mesin Fakultas Teknik Unhas.

Banyak kekurangan dalam buku ini, namun penulis tetap berharap ada manfaat yang bisa

diperoleh pembaca. Waalaikum Salam Warahmatullahi Wabaraktuh

Rafiuddin Syam, PhD

Makassar, 10 Januari 2015


v

Daftar Isi

Seri Buku Ajar Robotika:...................................................................................................................... ii

Kata Pengantar ...................................................................................................................................... iv

Daftar Isi ............................................................................................................................................... v

BAB I ................................................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN ................................................................................................................................ 1

Apakah robot manipulator itu?.......................................................................................................... 1

BAB II .................................................................................................................................................. 6

FUNGSI DAN JENIS JENIS MANIPULATOR ROBOT .................................................................... 6

2.1. Pendahuluan ............................................................................................................................... 6

2.2. Humanoid Robot ........................................................................................................................ 7

2.3. Robot Industri .......................................................................................................................... 12

A. Robot Mengelas .................................................................................................................. 12

B. Robot Pengecoran Logam ................................................................................................... 13

C. Robot Painting .................................................................................................................... 13

2.4. Kinematika ............................................................................................................................... 15

Soal soal latihan .......................................................................................................................... 19

BAB III ............................................................................................................................................... 20

MOBILE MANIPULATOR ROBOT: Kasus Robot Penjinak Bom ................................................... 20

3.1. Pendahuluan ............................................................................................................................. 20

3.2. Kinematika Robot Manipulator ................................................................................................ 21

Kinematika Mobile Robot ........................................................................................................... 23

BAB IV ............................................................................................................................................... 31

HUMANOID ROBOT SEBAGAI ROBOT LENGAN: Kasus Robot Tari Pakarena ......................... 31

4.1. Pengertian Humanoid Robot .................................................................................................... 31

4.2. Tari Pakkarena .................................................................................................................... 33

4.3. Humanoid Robot Tari ......................................................................................................... 33


vi

1. Sistem komnikasi humanoid robot ...................................................................................... 34

2. Konstruksi Robot Humanoid Robot .................................................................................... 35

3. Aktuator Motor DC ............................................................................................................. 35

4. Pemrograman gerak robot ................................................................................................... 39

5. Sistem Kendali Robot Pakkarena ........................................................................................ 40

6. Kinematika Robot ............................................................................................................... 43

4.4. Contoh Kasus Humanid Robot Tipe .................................................................................... 53

4.5. Perhitungan untuk Humanoid Robot ................................................................................... 58

Daftar Pustaka ..................................................................................................................................... 76

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | BAB I 1

BAB I

PENDAHULUAN

Apakah robot manipulator itu? Robot lengan atau yang lebih dikenal dengan Manipulator Robot adalah salah satu jenis robot

yang paling banyak digunakan oleh masyarakat industri. Ataupun sering dikatakan

sebaliknya sebuah robot manipulator industri umumnya sering disebut sebagai lengan robot,

dengan link dan sendi. Manipulator robot yang meniru karakteristik lengan manusia

disebutnjuga lengan diartikulasikan. Semua sendi mereka rotary (atau revolute). Walaupun

demikian, gerakan diartikulasikan lengan robot berbeda dari gerakan lengan manusia.

Sementara sendi robot memiliki derajat lebih sedikit kebebasan atau disebut derajat

kebebasan atau Degree of Freedom (DOF), manipulator robot dapat bergerak bebas

walaupun dari suatu sudut tertentu dengan kebebasan yang lebih disbanding manusia.

Misalnya, siku dari robot diartikulasikan dapat menekuk ke atas atau bawah sedangkan

seseorang hanya bisa menekuk siku mereka dalam satu arah selebihnya hanya pada posisi

lengan lurus.


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | PENDAHULUAN 2

Manipulator dikelompokkan ke dalam kelas sesuai dengan kombinasi sendi yang digunakan

sesuai dalam konstruksi manipulator robot tersebut. Sebuah lengan geometri Cartesian

(kadang-kadang disebut crane gantry) hanya menggunakan prismatik sendi, dan dapat

mencapai posisi apapun di ruang kerja persegi panjang yang oleh gerakan Cartesian link.

Dengan mengganti sendi pinggang lengan Cartesian dengan bersama revolute, lengan

geometri silinder terbentuk.

Gambar 1.1. Gerakan Articulated Arm

Dengan kombinasi rotasi dan translasi lengan robot ini bisa mencapai setiap titik di ruang

kerja silindernya. Jika sendi bahu juga diganti dengan sendi revolute, hal ini berarti pada

lengan terbentuk kutub geometri. Ruang kerja lengan ini menjadi setengah kulit bola, dan



posisi end effector yang digambarkan dengan koordinat polar. Akhirnya, mengganti sendi

siku dengan revolute hasil bersama dalam geometri revolute, atau lengan diartikulasikan.

Ruang kerja dari lengan diartikulasikan adalah bola yang berdinding tebal namun dalam

implementasi masih cukup rumit. Cangkang bagian luar adalah sebuah bola tunggal, yang

bias saling berpotongan bola.

Intinya, sebuah robot industri terdiri dari manipulator robot, power supply, dan pengendali.

Manipulator robot dapat dibagi menjadi dua bagian, masing-masing dengan fungsi yang

berbeda, yaitu:

lengan dan tubuh - Lengan dan tubuh robot digunakan untuk memindahkan dan

bagian posisi atau alat dalam are kerja. Mereka terbentuk dari tiga sendi yang

terhubung.

Wrist - pergelangan tangan yang digunakan untuk mengarahkan bagian-bagian atau

alat di lokasi kerja. Ini terdiri dari dua atau tiga sendi kompak.

Manipulator robot diciptakan dari urutan link dan kombinasi bersama. Link adalah anggota

kaku yang menghubungkan sendi. Sumbu adalah komponen bergerak dari manipulator robot

yang menyebabkan gerakan relatif antara link sebelum atau sesudahnya. Sendi mekanik yang

digunakan untuk membangun robot lengan manipulator terdiri dari lima jenis utama. Dua dari

sendi yang linear, di mana gerakan relatif antara link yang berdekatan adalah non-rotasi, dan

tiga jenis rotary, gerakan relatif manipulator robot melibatkan rotasi antara link.

Bagian lengan-dan-tubuh manipulator robot didasarkan pada salah satu dari empat

konfigurasi. Setiap anatomi ini menyediakan area kerja yang berbeda dan cocok untuk

aplikasi yang berbeda, seperti yang terlihat dibawah ini:

Gantry - Robot ini memiliki sendi linear dan dipasang di atas kepala. Mereka juga disebut

robot Cartesian dan bujursangkar.

Cylindrical - Dinamakan untuk bentuk amplop kerjanya, robot anatomi silinder yang dibuat

dari sendi linear yang terhubung ke basis rotary joint.

Polar - Basis bersama robot polar memungkinkan untuk memutar dan sendi adalah

kombinasi dari jenis putar dan linier. Ruang kerja yang dibuat oleh konfigurasi ini

bulat.



Jointed-Arm - ini adalah konfigurasi robot paling populer industri. Lengan ini

menghubungkan dengan sendi memutar, dan link di dalamnya terhubung dengan rotary

sendi. Hal ini juga disebut robot diartikulasikan.

Gambar 2.2. Area kerja untuk robot manipulator ditinjai dari sisi geometri: (a) Cartesian geometry; (b) cylindrical geometry ; (c) polar/spherical geometry; (d) revolute geometry/articulated arm, (sumber [McKerrow]).

Pada Gambar 2.2. terlihat area kerja dari robot manipulator, diperlihatkan dari sisi geometri

dengan metode Cartesian Geometry.



Tabel 1.1 Perbandingan Configurasi

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | BAB II 6

BAB II FUNGSI DAN JENIS JENIS MANIPULATOR ROBOT

2.1. Pendahuluan Pada bagian ini penulis menjelaskan jenis jenis dan fungsi dari manipulator robot. Secara

umum hanya ada dua jenis robot yaitu mobile robot; yaotu robot yang bergerak dan

berpindah tempat dan manipulator robot atau robot lengan atau robot yang tidak berpindah

tempat atau statik posisi.

Tujuan ambisius telah ditetapkan untuk robotika humanoid masa depan. Mereka diharapkan

dapat menjadi sahabat dan asisten bagi manusia dalam kehidupan sehari-hari dan sebagai

pembantu utama dalam bencana buatan manusia dan alam. Pada tahun 2050, sebuah tim dari

humanoid robot pemain sepak bola harus menang melawan pemenang Piala Dunia terbaru.

DARPA mengumumkan baru-baru ini Grand Challenge berikutnya dalam robotika:

membangun robot yang melakukan hal-hal seperti manusia di dunia yang dibuat untuk

manusia.


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | FUNGSI DAN JENIS JENIS MANIPULATOR ROBOT 7

Kemajuan telah dibuat dalam penelitian humanoid mengakibatkan sejumlah robot humanoid

mampu bergerak dan melakukan tugas-tugas yang dirancang dengan baik. Selama satu

dekade terakhir dalam penelitian humanoid, dalam majalah spektrum IEEE ikut mendorong

ilmu pengetahuan dan teknologi telah muncul yang mengarah ke pengembangan sistem

mekatronika humanoid yang sangat maju diperkaya dengan kemampuan sensorimotor dan

sistem kompleks. Ada hal yang penting untuk kemajuan humanoid robot yaitu produksi untuk

robot ini. Dari data yang ada, banyak inovasi teknis dan hasil yang luar biasa oleh universitas,

lembaga penelitian dan perusahaan yang terlihat.

2.2. Humanoid Robot Robot Humanoid atau robot yang mirip dengan manusia merupakan bidang penelitian yang

cukup menantang, para peneliti didunia memberikan perhatian yang signifikanselama

beberapa tahun terakhir dan akan memerankan peran utama dalam penelitian dalam banyak

aplikasi dari abad ini.

Terlepas dari area aplikasi, salah satu masalah umum ditangani dalam robotika humanoid

adalah pemahaman pengolahan informasi manusia-seperti dan mekanisme yang mendasari

otak manusia dalam berhubungan dengan dunia nyata.

Gambar 2.1. Humanoid robot melakukan salah satu tugas manusia

Pada bagian ini penulis akan memperlihatkan beberapa data terbaru untuk robot humanoid,

seperti yang terlihat dibawah ini:



Gambar diatas merupakan final lomba robot Darpa (Defense Advanced Research Projects

Agency), yang diliput oleh majalah ilmiah Spektrum IEEE. Sedang pada bagian lain pembaca

dapat memperhatikan beberapa humanoid robot yang ikut berkompetisi dimana humanoid

robot untuk melakukan tugas seperti manusia.

Gambar 2.2. Salah satu finalis lomba humanoid robot sedunia (Darpa Robotics Challenge)

Pada gambar 2.2, terlihat robot dalam finalis Darpa sedunia yang berlangsung di Amerika

Serikat. Perlombaan robot ini berhadiah total USD 4.5 atau sekitar 60 Miliar Rupiah. Jumlah

hadiah yang sangat besar jika dibandingkan dengan hadiah ditanah air, yaitu Kontes Robot

Indonesia yang berhadiah jauh lebih sedikit.

Gambar 2.3. TROOPER Robot pada Lockheed Martin Advanced Technology Laboratories



Gambar 2.4. Beberapa gerakan humanoid robot dalam melakukan tugas manusia



Gambar 2.5. Robot Leo dari Boston Dynamics Laboratory,

Pada Gambar 2.5. terlihat robot Leo dari Boston Dynamic University, dengan tinggi seperti

manusia dapat melakukan gerakan yang cukup lengkap, sedang melakukan kegiatan mirip

dengan manusia. Robot Leo masih terlihat seperti mesin robot, dengan jari yang berjumlah 3

(tiga) tiap lengan.

Gambar 2.6. humanoid Robot dari Dynamics Laboratory, Oregon University

Sedangkan pada gambar 2.6., terlihat Humnoid robot dari dynamics laboratory, Oregon

University, memiliki kesetimbangan yang sangat baik. Robot ini dapat menerima gangguan



dari luar, misalnya ketika berjalan dan bersenggolan dengan orang masih tetap dapat menjaga

keseimbangannya sendiri.

2.3. Robot Industri Robot industry atau manipulator robot atau robot lengan

A. Robot Mengelas

Robot pengelasan adalah penggunaan alat diprogram mekanik (robot), yang benar-

benar mengotomatisasi proses pengelasan yaitu pengelasan dan penanganan bagian.

Proses seperti gas metal arc welding, sementara sering otomatis, tidak selalu setara

dengan robot las, karena operator manusia terkadang mempersiapkan bahan yang

akan dilas. Robot pengelasan umumnya digunakan untuk pengelasan resistansi spot

dan las busur dalam aplikasi produksi yang tinggi, seperti industri untuk industry

otomotif.

Gambar 2.7 Robot Pengelasan dari Fanuc Industry

Seperti terlihat pada Gambar 2.8, Welding Robot hasil produksi Yaskwa Jepang. Dari

hasil penelusuran diwebsite (http://www.motoman.com) dijelaskan bahwa perusahaan

Yaskawa Motoman adalah perusahaan yang bergerak dalam pengelasan robot didunia,

dengan otomatis pengalaman pertama industri pengelasan seperti dipatenkan beberapa

kontrol robot. Konsep yaskawa adalah terintegrasi through-the-arm kabel

meningkatkan akurasi las, meningkatkan akses obor dan mengurangi downtime.



Perusahan Motoman Yaskawa memproduksi utama busur MA-seri robot dengan

kinerja yang bagus.

Gambar 2.8. Robot Pengelasan Yasukawa Motoman

B. Robot Pengecoran Logam

Perusahaan FANUC Amerika menawarkan Pengecoran Logam dan Die Casting

Foundries berbagai solusi robot hemat biaya dan fleksibel dirancang khusus untuk

berbagai aplikasi, termasuk:

Casting Ekstraksi

Core Assembly dan Pengaturan

Die Spray Cooling dan Pelumas

Dross Skimming

Molten Metal ladling

Quench, De-gate or Trim Press Load/Unload

C. Robot Painting

Menurut Wikipedia online, Robot Pengcatan telah digunakan selama puluhan tahun

dalam aplikasi cat otomotif dari versi hidrolik pertama – sebagai catatan jenis robot

ini masih digunakan hingga hari ini, tapi memiliki kualitas yang rendah dan keamanan



perlu dikipirkan untuk penambahan elektronik terbaru. Robot terbaru yang akurat dan

memberikan hasil dengan film seragam membangun dan ketebalan yang tepat.

Gambar 2.9. Robot Pengecatan produksi Kawasaki

Dalam aplikasi mempbuat lukisan otomatis membutuhkan peralatan khusus untuk

mencapai kualitas cat finish akurat dan konsisten. Peralatan khusus ini termasuk robot

lengan, semprot aplikator, pompa roda gigi, manifold perubahan warna, katup

solenoid, transduser dan regulator tekanan, untuk beberapa nama. Salah satu

perusahaan yang mengembangkan robot industry adalah Kawasaki. Perusahaan ini

menyediakan berbagai teknologi untuk memecahkan tantangan yang berkaitan dengan

pencapaian kualitas cat finish konsisten premium.

Gambar 2.10 Paint Servo Shuttle



Perusahaan Kawasaki Jepang ini telah mengembangkan servo-controlled untuk posisi

dari bagian produk yang dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam sistem painting.

Enam posisi bagian produk yang berbeda dalam gerakan serta kapasitas benda kerja

yang tersedia. Masing-masing produk ini digerakkan oleh motor servo yang

dikendalikan sebagai sumbu eksternal dengan kontroler robot. Kawasaki peripheral

cat servo yang tercantum di bawah ini semua sistemnya aman dan bertekanan, cocok

untuk booth cat.

Gambar 2.11 Paint servo twister

2.4. Kinematika

Pada industri yang sebenarnya, manipulator robot adalah mesin yang sangat canggih

menunjukkan tinggi presisi dan pekerjaan yang berulang. Umumnya, manipulator robot

memiliki payload, area kerja menengah (16 sampai 20 kg dari payload) dan dapat elakukan

pekerjaan berulang hingga presisi 0,1 mm, untuk robot kecil menunjukkan kinerja yang lebih

baik (sampai 0,01 mm).



Cartesian

Cylicdrical

Polar

Scara

Revolution

Gambar 2.12 Tipe Manipulator Robot

Dalam mendisain pergelangan robot terdapat dua konfigurasi yaitu:

1. pitch-yaw-roll (XYZ) seperti lengan manusia

2. roll-pitch-roll (ZYZ) atau pergelangan bola

roll-pitch-rolll (ZYZ) or spherical Wrist p i t c h - y a w - r o l l (YXZ)

Gambar 2.13 Wrist design configurations

Pergelangan bola adalah sambungan yang paling populer karena secara mekanik sederhana

untuk menerapkan. Namun demikian, hal itu menunjukkan konfigurasi tunggal yang dapat

diidentifikasi dan akibatnya dihindari ketika beroperasi dengan robot.



Robot industri adalah pada dasarnya disusun oleh link rigid, dihubungkan secara seri dengan

sendi (biasanya enam sendi), dimana salah satu ujung tetap (dasar) dan sambungan yang lain

bebas bergerak dan berguna untuk melakukan pekerjaan ketika pada posisi yang benar pada

bagian ujung atau dikenal dengan end-effector.

Gambar 2.14. Robot Industri produksi ABB, IRB 1400

Pada Gambar 2.14 terlihat robot indsutri yang diproduksi oleh ABB German dengan kode

produk IRB1400. Untuk hasil perhitungan DH Paramenter dapat dilihat pada table dibawah

ini:

Tabel 2. DH Parameter untuk IRB 4100



Tabel 2. Workspace dan kecepatan maksimum untuk IRB1400

Pada Gambar diperlihatkan tabel sebagai respresentasi robot manipulator system sumbu (axis

lines) dan system koordinat. The Denavit-Hartenberg parameters, jangkauan sambungan dan

batas kecepatan yang diperlihatkan pada tabel 2.

Gambar 2.15. Sistem koordinat



Soal soal latihan

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan robot humanoid? Berikan contoh contoh

2. Jelaskan pula apa yang dimaksud dengan robot industry? Berikan pula contoh

contohnya.

3. Buatlah dengan sketsa sederhana tentang robot industry dan humaoin robot,

berikanlah penjelasan akan fungsi dari robot robot yang dibuat.


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | BAB III 20

BAB III MOBILE MANIPULATOR ROBOT: Kasus Robot Penjinak Bom

3.1. Pendahuluan Aksi terorisme yang terjadi belakangan ini semakin meningkat terutama di indonesia.

Jenis bom yang digunakan juga sudah bervariasi, mulai dari jenis bom dengan daya rendah

sampai dengan penggunaan bom dengan daya ledak yang cukup besar seperti: bom Bali pada

tahun 2002, bom di JW Marriot pada tahun 2003, bom di depan kedutaan besar Australia

pada tahun 2004 dan bom Bali II pada tahun 2005, dan yang terakhir bom solo pada tahun

2012 [1]. Bahkan aksi terorisme berupa bom ini tidak hanya terjadi di kota-kota besar akan

tetapi sudah merambah ke perkampungan dan pedesaan.

Salah satu langkah untuk mengurangi terjadinya ledakan bom adalah menjinakkan

bom tersebut. Namun pekerjaan menjinakkan bom adalah salah satu pekerjaan yang memiliki

resiko tinggi [2] Sewaktu-waktu bom tersebut dapat meledak, sebagaimana peristiwa bom


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | MOBILE MANIPULATOR ROBOT: Kasus Robot Penjinak Bom

21

buku yang memakan korban seorang anggota polisi [3]. Oleh karena itu untuk mengurangi

resiko jatuhnya korban jiwa diperlukan sebuah alat yang dapat menggantikan tugas manusia.

Salah satu hal yang dapat dibuat untuk menggantikan tugas manusia dalam pelaksanaan tugas

tersebut adalah Robot.

Robot yang sering digunakan untuk pelaksanaan penjinak bom adalah jenis dari

security robot . Security robot yang paling sering digunakan untuk menjinakkan bom adalah

mobile robot yang dilengkapi lengan manipulator dengan gripper diujungnya yang berfungsi

untuk memindahkan bom tersebut ke tempat yang aman untuk dijinakkan [4]. Pada

prinsipnya robot penjinak bom ini sama dengan security robot yaitu gabungan antara mobile

robot dan manipulator robot. Mobile robot merupakan base dari sistem ini. Sedangkan

manipulator robot diletakkan dibagian atas dari base, yang berfungsi mirip lengan manusia.

Problem yang muncul saat ini adalah belum adanya robot penjinak bom dengan harga

yang terjangkau dengan kemampuan yang menjanjikan. Robot penjinak bom yang sering

digunakan untuk pertahanan keamanan di indonesian adalah robot penjinak bom dari amerika

yang memiliki harga yang sangat tinggi [5]. Sedangkan apabila dibandingkan dengan

mendesain dan membuat robot penjinak bom sendiri kita dapat menggunakan biaya yang

lebih murah tetapi fungsi yang sama, sehingga dapat menghemat pengeluaran negara dalam

bidang pertahanan dan keamanan.

Pada penelitian sebelumya, digunakan robot penjinak bom dengan menggunakan

manipulator 4-Joint (DOF) yang didapat dengan metode DH Parameter dengan sistem kontrol

berbasis wireless, dengan kontrol cukup baik untuk mengarahkan robot path (lintasan) yang

telah ditentukan [6]. Untuk itu penulis tertarik untuk mendesain suatu robot. Dalam hal ini

adalah robot penjinak bom dengan menggunakan manipulator 5-Joint (DOF) yang dapat

membantu manusia dalam menjinakkan bom demi mengurangi jatuhnya korban jiwa. Selain

itu diharapkan dengan diciptakannya robot ini dapat menghemat pengeluaran negara dalam

pembelian robot penjinak bom yang sangat mahal.

3.2. Kinematika Robot Manipulator

Analisis persamaan kinematik dapat diselesaikan dengan Metoda Denenvit-Hartenberg

Parameters (DH Parameter). Suatu cara khas representasi analisa hubungan gerak rotasi dan

translasi antara lengan-lengan yang terhubung dalam suatu manipulator telah diperkenalkan

oleh Denenvit dan Hartenberg [7]. Meskipun telah lima dasawarsa yang lalu, metoda ini



22

masih banyak digunakan utamanya untuk pemograman robot-robot manipulator di industri.

Mereka memperkenalkan suatu metoda yang berguna untuk menetapkan suatu sistem

koordinat berorientasi body untuk setiap link/lengan yang terhubung dalam suatu struktur

hubungan seperti rantai.

Gambar 1. Parameter Denenvit-Hartenbeg [7]

Prinsip dasar representasi D-H Parameter adalah melakukan transformasi koordinat

antara dua link yang berdekatan. Hasilnya adalah suatu matrix (4 x 4) yang menyatakan

system koordinat dari suatu link dengan link yang terhubung pada pangkalnya (link

sebelumnya). Dalam konfigurasi serial, koordinat (ujung) link-1 dihitung berdasarkan sendi-0

atau sendi pada tubuh robot. Sistem koordinat link-2 dihitung berdasarkan posisi sendi-1

yang berada di ujung link-1 dengan mengasumsikan link-1 adalah basis gerakan link-2.

demikian seterusnya, link-3 dihitung berdasarkan link-2, hingga link ke-(n) dihitung

berdasarkan link ke-(n-1). Dengan cara ini maka tiap langkah perhitungan atau transformasi

hanya melibatkan sistem 1 DOF saja.

Terakhir, posisi koordinat tangan atau posisi ujung robot (end effector) akan dapat

diketahui. Representasi DH Parameter menggunakan 4 buah parameter, yaitu θ, α, d dan a.

untuk robot dengan n-DOF maka keempat parameter itu ditentukan hingga yang ke-n.

Batasan-batasan dari Parameters Denenvit-Harten berg adalah : 𝑎𝑖=Jarak dari �̂�𝑖 ke �̂�𝑖+1

diukur sepanjang �̂�𝑖, 𝛼𝑖=Sudut antara �̂�𝑖 ke �̂�𝑖+1 diukur sekitar �̂�𝑖, 𝑑𝑖=Jarak dari �̂�𝑖−1 ke

�̂�𝑖 diukur sepanjang �̂�𝑖, 𝜃=Sudut antara �̂�𝑖−1 ke �̂�𝑖 diukur sekitar �̂�𝑖.

Aplikasi perhitungan DH parameter dapat kita lihat pada Manipulator Tiga Sendi.

Rumus umum adalah :



23

𝑇 = [

𝑐𝜃𝑖 −𝑠𝜃𝑖 0 𝛼𝑖−1𝑠𝜃𝑖𝑐𝛼𝑖−1 𝑐𝜃𝑖𝑐𝛼𝑖−1 −𝑠𝛼𝑖−1 −𝑠𝛼𝑖−1𝑑𝑖𝑠𝜃𝑖𝑠𝛼𝑖−1 𝑐𝜃𝑖𝑠𝛼𝑖−1 𝑐𝛼𝑖−1 𝑐𝛼𝑖−1𝑑𝑖

0 0 0 1

]𝑖𝑖−1 (3.1)

Kinematika Mobile Robot Mobile robot berarti robot yang dapat bergerak ke tempat lain, dengan jarak yang

agak jauh. Mobile robot banyak digunakan pada aplikasi pertahanan dan keamanan, dan

penjelajahan lingkungan yang ekstrim. Rescue robot dari International Rescue System

Institute (IRS) merupakan salah satu mobile robot yang dipergunakan untuk keperluan SAR

(Search and Rescue), khususnya pada bangunan yang mengalami kerusakan akibat gempa

bumi dan ledakan. Robot ini dikendalikan oleh seorang operator.

Mobile robot dengan operator oriented adalah pengenalan gerakan dari robot yang

membutuhkan seorang operator. Jadi seluruh gerakan robot untuk memindahkan tubuhnya

tergantung dari instruksi yang diberikan oleh seorang operator. Sistem ini lebih banyak

dipakai untuk aplikasi dilapangan, dibandingkan sistem full otomatik, disebabkan oleh

keadaan lingkungan yang tidak dapat ditebak.

Contoh aplikasi yang lain dapat dijumpai dalam peralatan militer. Robot penjinak

bom (bomb disposal robot) justru dianggap lebih aman jika dikendalikan oleh operator.

Setidaknya hingga sekarang, masih belum dijumpai robot penjinak bom yang sepenuhnya

dapat bergerak secara otomatis. Alasannya adalah bahwa penggunaan robot otomatis dapat

lebih mencelakakan jika robot gagal berfungsi dan dapat bertindak liar.

Mobile Robot adalah konstruksi robot yang ciri khasnya mempunyai aktuator berupa

roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat

melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain.

Secara umum, mobile robot terdiri atas komponen mekanik dan komponen elektronik.

Komponen mekanik terdiri atas motor penggerak yang dihubungkan ke poros roda (Wheel

robot), Tracking Wheel (robot yang menggunakan sabuk atau belt) dan mekanisme rangka.

Sedangkan untuk komponen elektronik terdiri atas baterai, sensor dan kontroler. Baterai

sebagai sumber tenaga, sensor yang bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena

lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroler yaitu software yang berisi program

kemudi.



24

Mobile robot yang dimaksud disini ialah mobile robot berpenggerak dua roda kiri-

kanan yang dikemudikan terpisah (Differentially Driven Mobile Robot, disingkat DDMR).

Pada gambar 2, Robot diasumsikan berada dalam kawasan 2D pada koordinat Cartesian XY.

Gambar 2. DDMR pada medan 2D cartesian [8]

Parameter-parameter dalam gambar dapat disefinisikan sebagai = sudut arah hadap robot,

2b = lebar robot yang diukur dari garis tengah roda ke roda, jari-jari r roda (roda kiri dan

kanan adalah sama dan sebangun), jarak antara titik tengah d antara 2 roda, G dengan titik

acuan F, koordinat (x,y) acuan di tubuh robot terhadap sumbu XY. Dalam kajian kinematik ini

robot diasumsikan bergerak relatif pelan dan roda tidak slip terhadap permukaan jalan. Maka

komponen x dan y dapat dieksperesikan dalam suatu persamaan nonholonomic sebagai

berikut :

�̇�𝐺 sin𝜑 − �̇�𝐺 cos 𝜑 = 0 (3.2)

Untuk titik F sebagai acuan analisa, persamaan di atas dapat ditulis,

�̇�𝐺 sin𝜑 − �̇�𝐺 cos 𝜑 + �̇�𝑑 = 0 (3.3)

Masalah klasik dalam kontrol kinematik DDMR ini adalah bahwa ia memiliki dua

aktuator, namun parameter kontrolnya lebih dari dua, yaitu x untuk gerakan ke arah X (1

DOF). Inilah ciri khas dari sistem nonholonomic.



25

Dari persamaan (3) nampak bahwa derajat kebebasan dalam kontrol kinematiknya berjumlah

tiga, yaitu (x,y,) karena ketiga parameter ini perlu dikontrol secara simultan untuk

mendapatkan gerakan nonholonomic. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 3, di bawah.

Perpindahan kedudukan robot dari STAR ke STOP bila dipandang pada titik G adalah

perpindahan dari koordinat Gambar 5. Gambar tampak dan isometri (𝑥𝐺1, 𝑦𝐺1) ke (𝑥𝐺2, 𝑦𝐺2)

secara translasi. Namun hal ini tidak dapat dilakukan sebab robot harus dikontrol agar

bergerak maju, sehingga ia harus membuat manuver belok membentuk lingkaran terlebih

hingga pada posisi yang memungkinkan untuk mengarahkannya ke koordinat (𝑥𝐺2, 𝑦𝐺2).

Oleh karena itu diperlukan titik acuan F yang berada di luar garis yang menghubungkan

kedua roda agar sudut hadap dapat dihitung.

Bentuk umum persamaan kinematik untuk DDMR ini dapat dinyatakan dalam

persamaan kecepatan sebagai berikut:

�̇�(𝑡) = 𝑇𝑁𝐻(𝑞)�̇�(𝑡) (3.4)

dimana sistem koordinat umum robot �̇�,

�̇�=[𝑥𝐹 , 𝑦𝐹, 𝜑]𝑇 atau �̇� = [

𝑥𝐹𝑦𝐹𝜑]

sedang, kecepatan radial �̇� (𝑣 =Kecepatan linier dan 𝜔 = Kecepatan sudut) dan Matriks

transformasi nonholonomic 𝑇𝑁𝐻, diperoleh

�̇�=[𝑣, 𝜔]𝑇 atau �̇� = [𝑣𝜔]

Gambar 4. Model Robot Penjinak Bom dengan gripper



26

Pelaksanaan penelitian ini meliputi menggambar desain robot penjinak bom dengan

menggunakan program autocad, membuat persamaan kinematik dan dinamika dari robot

penjinak bom, kemudian melakukan simulasi pada program Matlab, Merakit system mekanik

dari Robot penjinak bom sesuai dengan gambar dan rancangan yang telah di buat.

Selanjutnya untuk system elektrik, membuat program penggerak motor berdasarkan nilai-

nilai yang telah diperoleh sebelumnya dari pengujian dikomputer, selanjutnya di download ke

mikrokontroler.

Pada gambar 4, terlihat model dari robot penjinak bom. Jenis roda menggunakan tracking dan

terdapat manipulator dengan 5 DOF.

Gambar 5. Isometri dari Model Robot Penjinak Bom,

Dari data yang diperoleh dan hasil perhitungan kinematika manipulator, diperoleh θ1

47,5003˚, θ2 = 226,9114˚, θ3 = 85,5884˚.

Penelitian ini memperlihatkan nilai untuk kinematika manipulator dan kinematika mobile

robot, analisis persamaan kinematik dengan menerapakan persamaan DH parameter di

perlihatkan pada tabel 1.



27

Dengan menerapakan rumus (1), diperoleh tabel DH parameter 5 derajat kebebasan

[9]. Dari tabel dibawah ini, akan di peroleh transformasi matriks untuk sumbu 1 sampai

dengan sumbu 5.

Tabel 1: DH parameter 5 derajat kebebasan

I 𝛼𝒊−𝒍 𝑎𝒊−𝒍 𝑑𝒊 𝜃𝒊

1 0 0 0 47,5003 2 0 0,185 0 226,9114 3 0 0,18 0 85,5884 4 0 0,097 0 90 5 90 0,05 0 0

Transformasi matriks untuk Sumbu 1 ( T) 𝟏𝟎

T = 𝟏𝟎 [

0,676 −0,737 0 00,737 0,676 0 00 0 1 00 0 0 1

] (3.5)

Transformasi matriks untuk Sumbu 2 ( T) 𝟐𝟏

T = 𝟐𝟏 [

−0,683 0,73 0 0,185−0,73 −0,683 0 0 0 0 1 00 0 0 1

] (3.6)

Transformasi matriks untuk Sumbu 3 ( T) 𝟑𝟐

T = 𝟑𝟐 [

0,077 −0.997 0 0,180.997 0,077 0 00 0 1 00 0 0 1

] (3.7)

Transformasi matriks untuk Sumbu 4( T) 𝟒𝟑

T = 𝟒𝟑 [

0 −1 0 0,0971 0 0 00 0 1 00 0 0 1

] (3.8)

Transformasi matriks untuk Sumbu 5( T) 𝟓𝟒



28

T = 𝟓𝟒 [

1 0 0 0,050 0 −1 00 1 0 00 0 0 1

] (3.9)

Setelah memperoleh nilai transformasi matriks untuk setiap sumbu, selanjutnya dilakukan

perkalian matriks untuk mendapatkan nilai dari kinematika manipulator.

Sehingga diperoleh:

T = 𝟓𝟎 [

−0,707 0 0,707 3,0210,707 0 0,707 2,5640 1 0 3,650 0 0 1

] (3.10)

Untuk rumusan inverse kinematika :

L1 = 0.42, L2 = 0.21

x3 = 0.29990, y3 = 0.10028

x2 = 0.28375, y2 = 0.30966

Untuk menentukan Sudut θ2

cos θ2= (x3²+ y3² - L1² - L2²)/(2L1L2)

sin θ2= √(1 - cos θ2²)

θ2= atan2(sin θ2, cos θ2)

θ2= θ2 x 180/π berasa pada Kuadran 2

θ2= 180 + (180 - θ2) berada pada Kuadran 3

θ2= 2.3228˚, θ2= 133.0886˚, θ2= 226.9114˚

Menentukan Sudut θ1

k1 = (L1 + L2xcosd(θ2))

k2 = L2xsind(θ2)

θ1= atan2(y3,x3) - atan2(k2,k1)

θ1= θ1x180/π = θ1= 47.5003˚

Menentukan Sudut θ3

x5 = 0.57990;

L3 = 0.08; L4 = 0.2;

kemudian menggunakan langkah sebagai berikut:

cos𝜋= (x5 - L2cosd(θ1+ θ2) - L1cosd(θ1))/(L3 + L4)



29

phi = acosd(cosπ) + 360

θ3= π - θ1- θ2 = 85.5884

Analisa Kinematika Mobile robot

Untuk menganalisa kinematika dari mobile robot Data-data yang diperoleh untuk perhitungan

kecepatan sebagai berikut:

Tabel 1. Parameter mobile robot

Parameter 2b r d 𝜃

Nilai 0,29 0,06 0,73 45o

�̇�𝐿 = �̇�𝑅 = 400 𝑟𝑝𝑚 = 13,33 𝜋 rad/s

�̈� = �̇�2. 𝑟 = 13,332. 0,06 = 10,66 𝜋2𝑟𝑎𝑑/𝑠2

Bentuk umum persamaan kinematika mobile [8], maka diperoleh hasil sebagai berikut :

[�̇��̇�

�̇�

] = [5,932 𝜋 10,155𝜋13,33𝜋

]

Sedangkan data diperoleh untuk percepatan, parameter yang digunakan dapat dilihat pada

tabel 1, sebagai berikut:

�̇�𝐿 = �̇�𝑅 = 400 𝑟𝑝𝑚 = 13,33 𝜋 rad/s

�̈� = �̇�2. 𝑟 = 13,332. 0,06 = 10,66 𝜋2𝑟𝑎𝑑/𝑠2

[�̈�𝐹�̈�𝐹�̈�

] = [−15,07−5,5910,66

]

Simuasi pada Program matlab

Formulasi dari hasil perhitungan kinematika manipulator selanjutnya di Simulasi pada

proram matlab. Pada gambar 6 ditunjukkan simulasi pergerakan lengan pada program matlab

dengan perubahan sudut pada θ1, θ2, θ3, simulasi berjalan dengan baik sesuai dengan hasil

formula perhitungan kinematika manipulator dan mobile manipulator yang telah di hitung

sebelumnya.



30

Dari hasil yang dicapai pada ulasan diatas makan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Persamaan Kinematika untuk robot lengan dapat diturunkan dengan menggunakan

metode DH parameter.

2. Simulasi pada proram matlab berjalan dengan baik sesuai dengan hasil formula

perhitungan kinematika manipulator dan mobile manipulator yang telah di hitung

sebelumnya.

3. Pengujian dengan medan yang tidak teratur berhasil dilakukan dengan kecepatan rata-rata

0,3 m/s.

Gambar 6. Simulasi dangan Matlab untuk mnaipulator

-10

12

-1012345-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

sumbu zsumbu x

sum

bu y


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | BAB IV 31

BAB IV HUMANOID ROBOT SEBAGAI ROBOT LENGAN: Kasus Robot Tari Pakarena

Pada bagian ini penulis akan menjelaskan salah satu jenis dari manipulator robot yaitu

Humanid Robot untuk kasus Robot Seni dengan nama robot tari pakarena. Beberapa

pengertian dan jenis jenis humanoid robot diperkenalkan pula pada bab ini. Pembahasan

mengenai kinematika dan dinamika robot lengan diperlihatkan pada bab ini.

4.1. Pengertian Humanoid Robot 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. Sedangkan definisi humanoid

adalah segala sesuatu yang memiliki struktur menyerupai manusia. Maka robot

humanoid dapat didefinisikan sebagai sebuah perangkat cerdas mekanik atau virtual yang

memiliki bentuk dan sejumlah karakteristik menyerupai manusia baik secara keseluruhan

struktur maupun pergerakan yang dapat melakukan tugas secara otomatis atau dengan

bimbingan (Pramono Eko A. 2007).


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | HUMANOID ROBOT SEBAGAI ROBOT LENGAN: Kasus Robot Tari Pakarena

32

Secara umum robot humanoid memiliki tubuh dengan kepala, dua buah lengan dan

dua kaki, meskipun ada pula beberapa bentuk robot humanoid yang hanya berupa

sebagian dari tubuh manusia, misalnya dari pinggang ke atas. Beberapa robot humanoid

juga memiliki wajah, lengkap dengan mata dan mulut.

Robot humanoid digunakan sebagai alat riset pada beberapa area ilmu

pengetahuan. Periset perlu mengetahui struktur dan perilaku tubuh manusia (biomekanik)

agar dapat membangun dan mempelajari robot humanoid. Di sisi lain, upaya

mensimulasikan tubuh manusia mengarahkan pada pemahaman yang lebih baik

mengenai hal tersebut. Kognisi manusia adalah bidang studi yang berfokus kepada

bagaimana manusia belajar melalui informasi sensori dalam rangka memperoleh

keterampilan persepsi dan motorik. Pengetahuan ini digunakan untuk mengembangkan

model komputasi dari perilaku manusia dan hal ini telah berkembang terus sepanjang

waktu.

Gambar 4.1. asimo robot humanoid buatan honda

sumber : www.wikipedia.org

Sensor merupakan alat yang dapat mengukur beberapa atribut dan merupakan

salah satu dari tiga primitif dari robotika (disamping perencanaan dan pengendalian).

Sensor dapat digolongkan berdasarkan proses fisik dengan apa yang mereka kerjakan

atau berdasarkan kepada jenis informasi pengukuran yang mereka berikan sebagai

keluaran.



33

Aktuator merupakan motor yang bertanggungjawab untuk gerakan pada robot.

Robot humanoid dibangun sedemikian rupa agar mereka mirip dengan tubuh manusia,

maka mereka juga mempergunakan aktuator yang berlaku seperti otot dan sendi,

meskipun dengan struktur yang berbeda. Agar dapat mencapai efek yang sama dengan

gerakan manusia, robot humanoid terutama menggunakan aktuator rotari. Mereka dapat

berupa elektrik, pneumatik, hidraulik, piezoelektrik, atau ultrasonik. (Kenji Kaneko.

2002)

4.2.Tari Pakkarena

Tarian Pakarena adalah seni budaya yang dimiliki rakyat Gowa, Sulawesi

Selatan. Tarian ini sering dipertontonkan dalam acara khusus, termasuk pagelaran-

pagelaran yang dilakukan di Makassar. Dalam bahasa setempat pakarena berasal dari

kata “karena” yang artinya “main”. Tarian Pakarena ini diiringi dengan tetabuhan yang

disebut dengan Gandrang Pakarena. Hentakan musiknya bergemuruh dan jika dilihat

selintas tidak seiring dengan gerakan para penarinya. Gandrang Pakarena dimainkan oleh

kaum pria. Komposisi dari sejumlah alat musik tradisional ini biasanya dimainkan oleh 7

orang ini dikenal dengan Gondrong Rinci. (Yustitia. 2013)

Gambar 4.2. Tarian Pakkarena

sumber : www.panduanwisata.id (2015)

4.3.Humanoid Robot Tari

Humanoid robot tari adalah salah satu jenis robot humanoid yang di desain khusus

untuk melakukan gerakan tarian tradisional maupun tarian modern. Salah satu robot yang



34

di desain khusus untuk menari adalah robot NAO (NOW) buatan Aldebaran Robotics,

Prancis. Nao pertama kali di luncurkan ke pasar pada tahun 2011, namun karena harga

yang sangat tinggi Nao kurang diminati di pasar Indonesia. Nao sendiri memiliki 21

sampai 25 derajat kebebasan tergantung pada tipe saat pemesanan. (Anonim. 2014)

Robot humanoid yang akan kami gunakan pada penelitian ini yaitu robot humanoid

produksi ROBOTIS, yaitu Bioloid Premium Kit. Dimana robot tersebut dimodifikasi

sedemikian rupa agar dapat melakukan tari pakkarena layaknya seperti yang dilakukan

oleh seorang penari. Setiap frame body robot terbuat dari plastik engineer. Setiap frame

body sudah dirancang sedemikian rupa sehingga mudah untuk pemasangan pada

berbagai model dan sangat cocok dengan servo dynamixelnya. Tiap servo dynamixel

memiliki lubang begitupun juga frame body untuk memudahkan pemasangan baut dan

mur, yang melekatkan dynamixel pada frame body.

1. Sistem komnikasi humanoid robot

Gambar 4.3. Skema hubungan aktuator dengan CM-530 Sumber : Paul C, Yokoi H, Matsushita K (2005)

Komponen ini merupakan komponen utama dari robot yang sekaligus sebagai

otak dari robot yaitu CM 530 (ARM Cortex M3 / 32bit) dengan STM32F103RE.

Tegangan kerja yang digunakan adalah 6,5V – 15V, tegangan yang paling baik adalah

11,1V. Arus maksimal yang diterima mencapai 10A, suhu kerja berkisar antara -5

sampai 70°C. Fungsi utama dari CM-530 adalah untuk mengatur dan mensinkronkan

komunikasi antar motor servo AX-12 dan AX-18. CM-530 dapat berkomunikasi

dengan perangkat komputer menggunakan mini USB. Semua perangkat seperti

aktuator, sensor, dan tombol terhubung oleh CM-530.



35

CM-530 juga dilengkapi dengan sistem yang dapat mendeteksi suara atau dapat

bertindak sebagai sensor suara, dimana sensor suara ini akan digunakan sebagai

awalan untuk robot mulai menari. Bahkan menjadi pengarah robot ketika menari

tarian pakkarena.

2. Konstruksi Robot Humanoid Robot

Untuk membuat robot humanoid seni tari agar dapat bergerak dengan benar,

dibutuhkan konstruksi robot yang seimbang. Konstruksi robot sangat berpengaruh

pada keseimbangan geraknya, terutama pada titik keseimbangan berat badan robot

ketika bergerak. Pada robot humanoid seni tari ini konstruksi robot berdasarkan

konstruksi robot premium bioloid humanoid type A. Konstruksi robot terdiri dari

sambungan antar rangka menggunakan motor servoAX-12A dan AX-18.

Pada robot humanoid ini terdiri dari 18 motor servo yang berfungsi sebagai

sendi. 18 motor servo/sendi tersebut diantranya 3 buah sendi pada tangan kanan, 3

buah sendi pada tangan kiri, 5 buah sendi pada kaki kiri dan 5 buah sendi pada kaki

kanan. Susunan motor servo dan rangka robot disambung sedemikian rupa, sehingga

didapatkan bentuk robot yang proporsional, seperti bentuk tubuh manusia.

3. Aktuator Motor DC

Motor adalah salah satu dari mesin yang dipakai untuk mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Pada pembuatan robot, motor yang sering digunakan adalah

motor dc. Ada beberapa pilihan motor dc yang dapat digunakan pada pembuatan

robot, (F.U, K.S, R.C, Gonzalez, C.S.G. Lee. 1987) yaitu :

a. Motor dc kontinyu yaitu motor yang berputar secara terus menerus jika padanya

diberikan sumber daya listrik dan berhenti jika suplai sumber listrik dihentikan.

b. Motor stepper bergerak berdasarkan jumlah pulsa yang diberikan dalam

bentukrentetan data, apabila pulsa dihentikan maka motor stepper juga akan

menghentikan putarannya.

c. Motor servo adalah kombinasi dari motor dc dengan rangkaian umpan balik

elektronik.



36

Gambar 4.4. konstruksi dasar robot humanoid art

Sumber : Robotis (2010)

Servo adalah sebuah system kendali otomatis yang dipakai untuk mengatur

kecepatan sebuah motor dc. Singkatnya, atur kecepatan dan tinggalkan, kecepatan

motor akan konstan sampai kapan pun karena adanya servo ini. Servo menggunakan

sistem umpan balik. Sensor untuk mendeteksi putaran motor terhubung ke rangkaian

umpan balik ini, lalu sistem akan menghitung besarnya kesalahan dan memutuskan

untuk mempercepat atau memperlambat putaran motor.

Motor servo adalah gabungan antara motor dc yang telah dilengkapi dengan

rangkaian umpan balik. Secara fisik bentuk motor servo tidak dapat dibedakan dengan

motor dc biasa. Jika dilakukan pembongkaran dan ditemukan rangkaian umpan balik,

maka motor tersebut dikategorikan sebagai motor servo. Berikut adalah diagram blok

dari proses kerja motor servo:



37

Gambar 4.5. Sistem kerja motor servo

Sumber : F.U, K.S, R.C, Gonzalez, C.S.G. Lee. (1987)

Motor servo berfungsi untuk mengatur gerakan robot. Motor servo yang

digunakan pada robot ini adalah motor servo jenis AX-12 dan AX-18.AX-12 dan AX-

18 merupakan salah satu jenis motor servo yang presisi. AX-12 dan AX-18 memiliki

susunan roda gigi dan circuit kontroler yang terdapat dalam 1 paket. Cicuit kontroler

ini berfungsi sebagai otak dari tiap sevo yaitu berfungsi untuk umpan balik untuk

memperbaiki putaran motor, selain itu kontroler ini berguna untuk komunikasi dengan

CM 530. Dengan circuit control dari tiap servo ini, dapat diketahui variabel-variabel

yang terdapat pada servo tersebut. Mulai dari besar sudut putar, kecepatan putar, besar

torsi sampai suhu pada motor servo.

Selain itu control circuit pada AX-12 dan AX-18 berfungsi sebagai pengaman

motor yang digunakan dan juga berfungsi sebagai komunikasi antar servo dengan

master kontrol yaitu CM-530. Sedangkan gearing pada servo berfungsi untuk

mereduksi putaran motor. Prinsip gearing pada motor servo ini adalah memperlambat

putaran dan meningkatkan torsi putar.

Jika perbandingan torsi roda gigi penggerak (T1) terhadap torsi roda gigi yang

digerakkan (T2), dan jumlah roda gigi penggerak (Z1) terhadap jumlah roda gigi yang

digerakkan (Z2), serta jumlah putaran roda gigi penggerak (n1) terhadap jumlah

putaran roda gigi yang digerakkan (n2), maka hubungan antara roda gigi dan besar

torsi yang dihasilkan dapat dilihat pada persamaan berikut :

(4.1)

Servo AX-12 dan AX-18 memiliki dimensi 32x50,1x40 mm. Motor ini mampu

berputar 360°. Motor servo ini memiliki resolusi 0,29° dengan reduksi putaran 254 :



38

1. Torsi makimum yang dapat dihasilkan oleh Servo AX-12 sebesar 15 kgf.cm pada

tegangan 12V, dengan besar arus 1,4A. Kecepatan putar maksimal motor ini adalah

59 rpm pada tegangan 12V, sedangkan torsi maksimum yang dapat dihasikan oleh

AX-18 sebesar 18kgf.cm pada tegangan 12V, dengan besar arus 1,4A dan Kecepatan

putar maksimal motor sebesar 97 rpm pada tegangan 12V. Tegangan kerja motor ini

berkisar antara 9 – 12 V, dengan tegangan yang dianjurkan sebesar 11,1V. Motor ini

mampu bekerja dengan baik pada suhu -5 – 70°C.

Gambar 4.6. dynamixel AX-12 dan konfigurasi pinnya


Pada gambar 4.6 diatas diperlihatkan actuator motor DC- motor Servo merek

Dynamixel AX-12. Selanjutnya terdapat beberapa PIN yang akan dihubungkan

dengan microcontroller.

Gambar 4.7. dimensi ukuran servo AX-12




39

Gambar 4.8. dynamixelAX-18 dan konfigurasi pinnya Sumber : Robotis (2010)

Gambar 4.9. dimensi ukuran servo AX-18


4. Pemrograman gerak robot

Untuk mendapatkan gerakan pada robot, dengan cara memprogram tiap-tiap

servo. Serangkaian perubahan gerakan pada masing-masing servo inilah yang

nantinya akan menjadi gerakan pada robot. Pemrograman gerakan pada robot ini

memperhitungkan keseimbangan dari gerakan robot. Gerakan yang akan diprogram

pada robot humanoid Art ini antara lain :



40

a. Gerakan tangan, yaitu gerakan robot membentuk posisi-posisi gerakan tangan

mengikuti gerakan tari pakkarena dengan cara menggerakan kedua tangannya

secara bergantian dalam posisi berdiri. Gerakan ini selayaknya manusia

melakukan tari pakkarena.

b. Gerakan kaki, yaitu gerakan dengan menggerakkan posisi kaki mengikuti gerakan

tari pakkarena pada umumnya dengan cara menggerakan salah satu kaki ataupun

keduanya. Gerakan ini selayaknya manusia melakukan tari pakkarena.

c. Gerakan serong, yaitu gerakan berpindah arah dengan cara menggerakan kedua

kaki robot. Gerakan ini ada dua macam, yaitu serong kanan dan serong kiri.

Gerakan ini dilakukan dengan cara bertumpu pada kaki.

Ada 3 proses untuk memprogram robot humanoid ini, yaitu pengaturan piranti

yang tersambung dengan CM-530, pemrograman motor servo, pemrograman

alur/kecerdasan. Dengan demikian ada 3 buah software untuk memprogram CM-530

yang semuanya tergabung dalam software Roboplus. Ketiga software tersebut yaitu:

a. RoboPlusManager, Roboplusmanager merupakan salah satu software dari

roboplus yang berfungsi untuk mengatur piranti-piranti yang tersambung dengan

CM-530. Fungsi utama yaitu untuk mengatur firmware (update dan restore),

mengetahui kondisi kontroller dan perangkat (test), dan mengatur kondisi yang

diinginkan (setting).

b. Roboplus Motion, merupakan salah satu software dari roboplus yang berfungsi

untuk memprogram servo tipe AX yang tersambung dengan CM-530.

Pemrograman pada servo meliputi, pengontrolan sudut putar servo dan

pengontrolan kecepatan putar servo. Selain itu, pada software ini mampu

membaca posisi masing-masing servo.

c. RoboplusTask, Software ini berfungsi untuk memprogram alur logika robot.Task

code juga mengatur kemungkinan-kemungkinan yang terjadi ketika robot

dijalankan dan mengatur pergerakan robot sesuai dengan gerakan yang

diperintahkan.

5. Sistem Kendali Robot Pakkarena

Sistem kontrol merupakan sebuah sistem yang terdiri atas satu atau beberapa peralatan

yang berfungsi untuk mengendalikan sistem lain yang berhubungan dengan suatu proses.

Dalam pengontrolan suatu proses, bila proses tersebut tidak berjalan sesuai dengan yang



41

diharapkan, maka sistem kontrol dapat mengendalikan proses tersebut sehingga sistem

dapat berjalan kembali sesuai dengan yang diharapkan. Sistem kontrol sering digunakan di

pabrik-pabrik, industri-industri maupun gedung-gedung yang memang memerlukannya.

Sistem kontrol otomatik adalah sistem fisik yang memiliki watak dinamik. Dengan

demikian pengertian sistem dinamik menjadi penting untuk memungkinkan pemahaman

pada pengontrolan secara efektif. Sistem kontrol pada umumnya menggunakan

komponen-komponen dalam berbagai tipe meliputi mekanik, elektrik, elektronik, hidrolik,

pneumatik dan kombinasi dari padanya. Karenanya sangat diperlukan prinsip dan

karakteristik dari peralatan yang menggunakan komponen-komponen tersebut dalam

pengontrolan. Pada saat sekarang ini kontrol otomatik tidak saja dalam bidang keteknikan,

namun kegunaannya telah diperluas kedalam bidang ekonomi perdagangan dan politik

(Pickel, Antonio, 2003).

1. Sistem kontrol otomatis (Closed Loop Controls)

Sistem kontrol lup tertutup (closed-loop control system) adalah sistem kontrol

yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan. Jadi

sistem kontrol lup tertutup adalah sistem kontrol berumpan – balik. Sinyal kesalahan

penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik ,

diumpankan ke kontrol untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran

sistem mendekati harga yang diinginkan. (Himran, Syukri. 2006)

Gambar dibawah ini menunjukkan hubungan masukan-keluaran dari sistem

kontrol lup tertutup :

Gambar 4.10. sistim kontrol lup tertutup

Sumber : Himran, Syukri (2006)

Sistem kontrol otomatis dapat melakukan koreksi variabel-variabel kontrolnya

secara otomatis, dikarenakan ada untai tertutup (closed loop) sebagai umpan balik

(feedback) dari hasil keluaran menuju ke masukan setelah dikurangkan dengan nilai

set pointnya. Pengaturan secara untai tertutup ini (closed loop controls), tidak



42

memerlukan operator untuk melakukan koreksi variabel-variabel kontrolnya

karena dilakukan secara otomatis dalam sistem kontrol dalam sistem kontrol itu

sendiri.Dengan demikian keluaran akan selalu dipertahankan berada pada kondisi

stabil sesuai dengan setpoint yang ditentukan (Robotis. 2010). Kontrol robot loop

tertutup dapat dinyatakan seperti gambar di bawah:

Gambar 4.11 : Kontrol robot loop tertutup

Sumber : Ogata, Katsuhiko, Leksono, Edi (1993)

2. Sistem Kendali Loop Terbuka

Open loop control atau kontrol lup terbuka adalah suatu sistem yang

keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya, sistem kontrol

terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan balik dalam masukan.

Gambar 4.12: Sistem konrol loop terbuka

Jadi pada sistem kendali loop terbuka, keluaran tidak dibandingkan dengan

masukan acuannya. OIeh sebab itu, untuk setiap masukan acuan terdapat suatu

kondisi operasi yang tetap. Perlu diketahui bahwa sistem kendali loop terbuka harus

dikalibrasi dengan hati-hati, agar ketelitian sistem tetap terjaga dan berfungsi dengan

baik. Dengan adanya gangguan (disturbances), sistem kendali loop terbuka tidak

dapat bekerja seperti yang diharapkan. Kendali loop terbuka dapat digunakan dalam

praktek hanya jika hubungan masukan dan keluaran diketahui dan jika tidak terdapat

gangguan internal maupun gangguan eksternal. Dengan demikian jelas bahwa sistem

semacam ini bukan sistem kendali berumpan-balik. Demikian pula bahwa setiap

sistem kendali yang bekerja berdasar basis waktu adalah sistem loop terbuka.



43

contohnya pemanggang roti, pencuci piring, eskalator, mesin cuci dan lain-lain.

(Pitowarno, Endra 2006)

6. Kinematika Robot

1. Pengertian Kinematika

Kinematika adalah suatu ilmu yang mempelajari mengenai gerakan (meliputi

lintasan, kecepatan dan percepatan) dari mesin atau mekanisme tanpa

memperhitungkan penyebabnya. (Mappaita, Abdullah. 2003) Adapun beberapa

istilah yang berhubungan dengan konsep kinematika, adalah:

a. Mekanisme

Mekanisme adalah rangkaian batang penghubung yang membentuk rantai

kinematis terbatas

b. Kinematic Chain (Rantai Kinematis)

Adalah gabungan batang penghubung yang saling kontak satu sama lain

sehingga memungkinkan gerakan relatif satu sama lain (Mappaita, Abdullah.

2003).

Rantai kinematik terbagi menjadi dua yaitu: Rantai kinematik terbatas (Parallel/close

loop chain) Rantai kinematis yang apabila salah satu batang digerakkan, batang lain

bergerak ke posisi tertentu (terbatas). Selanjutnya, rantai kinematik tidak terbatas

(Serial/open loop chain) Rantai kinematis yang apabila salah satu batang digerakkan,

batang lain bergerak ke posisi tak menentu (tak terbatas).

(a) (b)

Gambar 4.13. (a) Rantai kinematik terbatas (Parallel/close loop chain) (b) Rantai kinematik tidak terbatas (Serial/open loop chain)



44

c. Pasangan (pair)

Merupakan kontak dua permukaan dari komponen yang saling berhubungan

(Mappaita, Abdullah. 2003). Pasangan dibagi menjadi dua yaitu:

1). Pasangan rendah (Low pair)

Pasangan yang kontaknya berupa bidang, contoh : semua sambungan /engsel

pada mekanisme.

2). Pasangan tinggi (High pair)

Pasangan yang kontaknya berupa titik atau garis, contoh : bola diatas bidang

datar atau silinder diatas bidang datar.

Gambar 4.14. Macam-macam pasangan (pair)

d. Derajat Kebebasan (Degree Of Freedom)

Derajat kebebasan atau yang dikenal dengan degree of freedom

(DOF)Merupakan bilangan yang menyatakan jumlah masukan (penggerak)

yang diperlukan oleh suatu mesin atau mekanisme dalam melakukan gerakan.

(Budiharto Widodo. 2010)



45

Mekanisme dengan satu derajat kebebasan berarti hanya perlu menggerakkan

satu batang dimana batang lain akan akan ikut bergerak ke posisi tertentu, ini

identik dengan rantai kinematis terbatas.

Menurut Gruebrel, Setiap link pada robot mempunyai 3 DOF. Oleh karena itu

link yang tidak terhubung ke link yang sama mempunyai 3 DOF. Jika 2 link

maka totalnya adalah 6 DOF (gambar 14).

Gambar 4.15. 2 link yang tidak terhubung

Sumber : Syam, Rafiuddin. Sialana, Jufri. Arifin, Syamsul. (2012)

Ketika ke-2 link tersebut di hubungkan, ΔY1 dan ΔY2 menjadi Y, dan ΔX1 dan

ΔX2 menjadi X. Penggabungan ini akan menghilangkan 2 DOF, sisa 4 DOF

(gambar 15).

Gambar 4.16. 2 link yang terhubung

Dalam Gambar 16, sambungan setengah akan menyingkirkan satu DOF (Y pada

link1 dapat menggantikan ΔY1dan ΔY2), makadua link yang terhubung dengan

sambungan setengah memiliki 5DOF.



46

Gambar 4.17. sambungan setengah

Selain itu, ketika setiap link yang tersambung pada suatu kerangka, maka akan

ada tiga DOF yang dihapus. Jika jumlah link (L), dan jumlah sambungan (J)

serta jumlah sambungan dasar (G), maka penalaran ini mengarah ke persamaan

Gruebler yaitu:

M = 3L – 2J – 3G ............................................ (2)

Karena hanya ada 1 dasar (ground), maka persamaan Gruebler menjadi:

M = 3(L – 1) – 2J........ .....................................(3)

Nilai J dalam persamaan (5) harus mencermin kan nilai dari semua sendi dalam

mekanisme, yaitu sambungan setengah sendi dihitung 1/2karena sambungan

tersebut hanya menghapus 1DOF (full), maka J menjadi J1 untuk sambungan 1

DOF dan J2 untuk sambungan 2 DOF (half) [17]:

M = 3(L - 1) – 2J1 – J2 .........................................(4)

2. Analis Kinematik Robot

Kinematika dapat didefenisikan sebagai studi pergerakan robot (motion) tanpa

memperhatikan gaya(force) ataupun faktor lain yang mempengaruhi pergerakan robot

tersebut. Pada sebuah analisis kinematik, posisi, kecepatan dan akselerasi dan seluruh

link dihitung tanpa memperhatikan gaya yang menyebabkan pergerakan tersebut.

Kinematika robot secara umum terbagi menjadi dua, yaitu:

a. Kinematika Maju (Forward)

Kinematika maju adalah analisis kinematik untuk mendapatkan kordinat posisi

(x,yz) jika diketahui sudut dari tiap sendi. Sebagai contoh, jika mempunyai robot

n-DOF dan diketahui sudut dari tiap sendi maka kita dapat menggunakan analisis

kinematik maju untuk mendapatkan kordinat posisi dari robot.

b. Kinematika Mundur (Invers)



47

Kinematika inversi adalah analisis kinematik untuk mendapatkan besar sudut dari

masing-masing sendi jika kita mempunyai data kordinat posisi (x,y,z).

Kinematika maju

Kinematika inverse

Gambar 4.18. Relasi kinematika maju dan inversi Sumber : Budiharto Widodo (2010)

Model matematik dari pergerakan robot secara umum dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu gerak holonomik dan gerak non-holonomik. Dalam robotika,

gerak holonomik, misalnya robot manipulator dua DOF dengan konfigurasi planar.

Ujung robot tangan ini dapat menjangkau daerah kerja dalam kordinat kartesian dari

satu titik koordinat ke titik koordinat yang lain secara langsung tanpa mengubah arah

hadap dari badan robot itu sendiri. Sedangkan gerak non-holonomik adalah seperti

gerak robot mobil dimana dalam geraknya ke segala arah, robot itu harus selalu

mengubah arah hadapnya.

3. Matrix Rotasi dan Translasi

Untuk menganalisis persamaan 3D dalam bentuk yang umum seperti koordinat

(x,y,z) maka kita dapat merepresentasikannya dalam matriks 3x1 [𝑥𝑦𝑧1

], dimana angka

1 merupakan angka pembagi.

Jadi koordinat (0,2,3) dapat kita dapat kita representasikan dalam bentuk vektor

Ruang sudut/sendi (r,Ѳ)

Ruang kartesian P(x,y,z)



48

Gambar 4.19.Kordinat kartesian, world (w) dan robot (r)

Misalkan kita mempunyai 2 koordinat kartesian yang berbeda dan satu sama

lain dipisahkan sejauh 3 satuan pada sumbu Y. Jika pada gambar diatas koordinat r

mempunyai titik asal (0,3,0,1)T jika dipandang dari koordinat w. Titik asal koordinat

w jika kita pandang dari koordinat r, secara mudah kita dapatkan dengan

menggunakan (-3) pada sumbu Y sehingga titik asal koordinat w menjadi (0,-3,0)T

pada koordinat r.

a. Matrix Transformasi Homogen

Matriks transformasi homogen merupakan matriks yang digunakan untuk

mengonversikan lokasi suatu titik pada koordinat sumbu j ke koordinat sumbu k.

Simbol yang biasa dipakai adalah 𝑇𝑗𝑘 untuk merepresentasikan transformasi suatu

titik pada koordinat sumbu menjadi suatu titik yang sama pada koordinat sumbu

k. Simbol 𝑐juga digunakan untukmerepresentasikantransformasi koordinat sumbu

j menjadi searah dengan koordinat sumbu k.

𝐹𝑘𝑗 = 𝑇𝑗

𝑘 (5)



49

Tabel 4.Matriks transformasi

𝐹𝑘𝑗 𝑇𝑗

𝑘 Nama

Transformasi

Translasi koordinat k

pada sumbu x sejauh a

pada sumbu y sejauh b,

pada sumbu z sejauh c.

[

1 00 1

0 𝑎0 𝑏

0 00 0

1 𝑐0 1

] Trans (a,b,c)

Rotasi koordinat k pada

sumbu x sebesar θ [

1 00 𝑐𝑜𝑠𝜃

0 0−𝑠𝑖𝑛𝜃 0

0 𝑠𝑖𝑛𝜃0 0

𝑐𝑜𝑠𝜃 00 1

] Rot x (θ)


sumbu y sebesar θ [


−𝑠𝑖𝑛𝜃 00 0

−𝑠𝑖𝑛𝜃 00 0


] Rot y (θ)


sumbu z sebesar θ [

𝑐𝑜𝑠𝜃 −𝑠𝑖𝑛𝜃𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑐𝑜𝑠𝜃

0 00 0

0 00 0

1 00 1

] Rot z (θ)

Gambar 4.20.Robot manipulator 2 DOF

Gambar 19 adalah konfigurasi robot manipulator 1 DOF sebagai salah satu

contoh dalam penggunaan matriks transformasi homogen. L1 merupakan

panjang lengan 1, L2 merupakan panjang lengan 2, ψ merupakan sudut rotasi

koordinat j terhadap koordinat w. Dengan demikian matriks 𝐹𝑤𝑔adalah :



50

𝐹𝑤𝑔 = [

1 00 1

0 𝐿10 0

0 00 0

1 00 1

] [

𝑐𝑜𝑠𝜓 −𝑠𝑖𝑛𝜓𝑠𝑖𝑛𝜓 𝑐𝑜𝑠𝜓

0 𝐿10 0

0 00 0

1 00 1

] [

1 00 1

0 𝐿20 0

0 00 0

1 00 1

]

= [


0 𝐿2𝑐𝑜𝑠𝜓 + 𝐿10 𝐿2𝑠𝑖𝑛𝜓

0 00 0

1 0 0 1

]

(6)

Sebagai contoh, berdasarkan gambar diatas, jika ψ sebesar 90° dan titil asal

koordinat gripper (𝑥𝑔, 𝑦𝑔, 𝑧𝑔)adalah (0,0,0) maka titik asal tersebut bila

direpresentasikan dalam koordinat (𝑥𝑤 , 𝑦𝑤, 𝑧𝑤) adalah :

𝐹𝑤𝑔 = [


0 𝐿2𝑐𝑜𝑠𝜓 + 𝐿10 𝐿2𝑠𝑖𝑛𝜓

0 00 0

1 0 0 1

] = [

0 −11 0

0 𝐿10 𝐿2

0 00 0

1 00 1

]

Sehingga titik asal gripper dalam koordinat (𝑥𝑤, 𝑦𝑤, 𝑧𝑤)adalah (L1,L2,0)

[

0 −11 0

0 𝐿10 𝐿2

0 00 0

1 00 1

] [

0001

] = [

𝐿1𝐿201

]

b. Metode D-H Parameter

Manipulator mekanik terdiri dari sejumlah bagian tubuh yang dinamakan

link dan joint. Joint digunakan untuk menghubungkan setiap link-link yang ada.

Setiap joint mewakili satu derajat kebebasan. Untuk mendeskripsikan hubungan

translasi dan rotasi antara link-link yang terhubung dalam suatu manipulator

digunakanlah konsep Denavitdan Hartenberg sebagai sebuah metode matriks

yang secara sistematis membangun sebuah sistem koordinat dari masing-masing

link.

Prinsip dasar representasi D-H adalah melakukan transformasi koordinat

antar dua link yang berdekatan. Hasilnya adalah suatu matrix (4 x 4) yang

menyatakan system koordinat dari suatu link dengan link yang terhubung pada

pangkalnya (link sebelumnya). Dalam konfigurasi serial, koordinat (ujung) link-1

dihitung berdasarkan sendi-0 atau sendi pada tubuh robot. Sistem koordinat link-2

dihitung berdasarkan posisi sendi-1 yang berada di ujung link-1 dengan

mengasumsikan link-1 adalah basis gerakan link-2. demikian seterusnya, link-3

dihitung berdasarkan link-2, hingga link ke-(n) dihitung berdasarkan link ke-(n-

1). Dengan cara ini maka tiap langkah perhitungan atau transformasi hanya



51

melibatkan sistem 1 DOF saja. Terakhir, posisi koordinat tangan atau posisi ujung

robot (end effector) akan dapat diketahui. (Rosen, Jacob. 1989)

Setiap koordinat pada D-H Parameter dibuatberdasarkan tiga buah aturan di

bawah ini:

1. Sumbu Zi-1 berada di sepanjang poros pergerakan dari joint ke-i

2. Sumbu Xi tegak lurus terhadap sumbu Zi-1 dan menunjuk menjauh darinya

3. Sumbu Yi melengkapi sistem koordinat yang diperlukan berdasarkan aturan

tangan kanan

(a)

(b)

Gambar 4.21. parameter denavit-hartenberg (a) tampak depan, (b) tampak atas Sumber : Norton, Robert (2002)

Metode D-H menggunakan 4 buah parameter, yaitu θ, α, d, a. Untuk

robot dengan n-DOF maka keempat parameter itu ditentukan hingga yang ke-n.

Berikut penjelasan 4 buah parameter yang terdapat pada gambar 2:

1. an adalah jarak darititik O ke titik persimpangan garisXndanZn (translasi

pada sumbu Xn)

2. dn adalah jarak dari titik O ke titik persimpangan garisXndanZn-1 (translasi

pada sumbu Zn-1)

3. αnadalah sudut antara Zn-1danZn

4. θnadalah sudut antara Xn-1danXn.

Masing-masing dari keempat pertimbangan di atas dapat dilakukan

perhitungandengan cara matriks homogeneous rotasi-translasi dan hasil dari



52

keempat matriks tersebut adalah matriks transformasi berdasarkan konsep

Denavit Hartenberg yang tertulis dalam rumus berikut:

(𝑖−1)𝐴𝑖 = 𝑅𝑜𝑡𝑧𝑖𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑧𝑖𝑅𝑜𝑡𝑥𝑖𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑥𝑖 ................................(7)

Untuk link dengan konfigurasi sendi putaran, matriks A pada sendi ke-n

adalah (Norton, Robert. 2002) :

𝐴𝑛 = [

𝑐𝑜𝑠𝜃𝑛𝑠𝑖𝑛𝜃𝑛00

−𝑠𝑖𝑛𝜃𝑛𝑐𝑜𝑠𝛼𝑛𝑐𝑜𝑠𝜃𝑛𝑐𝑜𝑠𝛼𝑛𝑠𝑖𝑛𝛼𝑛0

𝑠𝑖𝑛𝜃𝑛𝑠𝑖𝑛𝛼𝑛−𝑐𝑜𝑠𝜃𝑛𝑠𝑖𝑛𝛼𝑛

𝑐𝑜𝑠𝛼𝑛0

𝛼𝑛𝑐𝑜𝑠𝛼𝑛𝛼𝑛𝑠𝑖𝑛𝜃𝑛𝑑𝑛1

] (8)

Untuk mencari kinematika maju dapat menggunakan metode ini. Metode ini

berguna untuk menganalisis gerak rotasi translasi antara lengan-lengan yang terhubung

dalam suatu manipulator yang berguna pada pemrograman robot manipulator di

industri (misalnya robot SCARA). Prinsipnya ialah transformasi koordinat antara dua

link yang berdekatan, dengan hasil suatu matriks 4x4 yang menyatakan sistem

koordinat dari suatu link yang terhubung pada link sebelumnya.

Gambar 4.22. Menetukan D-H parameter Sumber : Budiharto Widodo (2010)

Pada gambar 21 , parameter D-H adalah sebagai berikut:



53

Tabel 5.D-H Parameters

Joint,i αi ai di θi 1 π/2 0 d1 θ1 2 0 a2 0 θ2 3 0 a3 0 θ3

Menurut Rosen J.,(1989) (Norton, Robert. 2002) rumus umum D-H Parameter adalah:

T = [

cθi −sθi 0 a𝐢−𝐥sθicαi−1 cθicαi−1 −sαi−1 −sαi−1disθisαi−1 cθisαi−1 cαi−1 cαi−1di0 0 0 1

]𝐢𝐢−𝟏 (9)

0𝐴1 = [

𝑐𝜃1 0 𝑠𝜃1 0𝑠𝜃1 0 −𝑐𝜃1 000

1 00 0

𝑑11

] 1𝐴2 = [

𝑐𝜃2 −𝑠𝜃2 0 𝑎2𝑐𝜃2𝑠𝜃2 𝑐𝜃2 𝑎2 𝑎2𝑠𝜃200

0 10 0

01

]

2𝐴3 = [

𝑐𝜃3 −𝑠𝜃3 0 𝑎3𝑐𝜃3𝑠𝜃3 𝑐𝜃3 0 𝑎3𝑠𝜃300

0 10 0

01

]

4.4.Contoh Kasus Humanid Robot Tipe

Setelah mengukur panjang join (a) secara aktual dan menganalisa sudut θ

menggunakan software Roboanalyzer kita dapat menentukan nilai 𝑃𝑥 dan 𝑃𝑦

menggunakan metode D-H Parameter disetiap step pada tangan kanan dan kiri seperti

dibawah ini:

1. Nilai 𝑷𝒙dan 𝑷𝒚 Tangan (End Effector)

a) Step pertama :

𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan 58.02 −130.5

Kiri 135.277 88.360



54

b) Step ke-dua :

𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan −21.213 115.966

Kiri 135.277 88.360

c) Step ke-tiga :

𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan 144.38 47.38

Kiri 135.277 88.360

d) Step ke-empat :

𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan 137.179 204.179

Kiri 135.277 88.360

e) Step ke-lima :

f) 𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan 80.55 205.53

Kiri 135.277 88.360

g) Step ke-enam :

h) 𝑷𝒙 𝑷𝒚

Kanan 41.069 110.518

Kiri 41.069 110.518

Dari hasil perhitungan diperoleh semua nilai Px dan Py dari tiap gerakan. Dan dari

nilai Px dan Py inilah kita bisa melihat trajektori (lintasan) yang terjadi pada saat

robot melakukan gerakan pada satu kali motion dalam beberapa step sperti yang

terlihat pada grafik di bawah ini:



55

Gambar 30. Trajektori tangan kanan VS tangan kiri 2. Kecepatan pada gerakan 10

Menghitung waktu aktual pada gerakan 10

Diketahui:

Vgerakan 10 : 0,9 cm/s (ditentukan saat pemrograman)

tstep : 1s

ttotal step : 1s x 6 = 6s

sehingga kita dapat mengetahui waktu aktual (taktual) dari total step pada gerakan

10 adalah:

𝑡𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 =𝑡𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑡𝑒𝑝

𝑣𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑎𝑛 10𝑡𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 =

6

0,9

𝑡𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 = 6,67 𝑠

B. Sistem Pemrograman

Ada dua perangkat lunak yang digunakan untuk membantu dalam proses

perencanaan pergerakan robot humanoid yaitu:

1. Roboplus Motion

Merupakan software GUI (Graphical user interface) yang memungkinkan

kita untuk membuat urutan gerak robot art humanoid sesuai dengan pergerakan

tarian pakkarena, dengan menentukan sudut-sudut posisi motor servo, sehingga

membentuk gerakan menyerupai penari pakkarena.

58.02, -130.5

-21.213, 115.966

144.38, 47.38

137.179, 204.179

135.277, 88.36 41.069, 110.518

135.277, 88.36 135.277, 88.36 135.277, 88.36 135.277, 88.36

80.55, 205.53

41.069, 110.518

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-50 0 50 100 150 200

Trajektori Tangan Kanan Vs Tangan Kiri

Trajektori Tangan Kanan Trajektori Tangan Kiri



56

Gambar 31.Jendela Roboplus Motion Tari Pakkarena Sumber: Dokumen pribadi (2014)

2. Roboplus Task

Merupakan software GUI yang memungkinkan kita untuk program urutan

peristiwa / gerakan yang telah dibuat. Perintah yang diberikan dengan Control

Program Perilaku meliputi:

a. Perintah kontrol program (START, END),

b. Perintah percabangan bersyarat (IF, ELSE IF, ELSE, CONT

JIKA) dengan operasi bersyarat (=,>, dan> =, <, dan <= =),

c. Perintah sekuensing Program (JUMP & CALL / KEMBALI),

d. Numerik perintah (menghitung), dan

e. Tugas perintah (LOAD).

Gambar 32. Jendela Roboplus Task



57

Roboplus Motion dan RoboplusTask sebagai software Bantu, dimana robot

ini kita hubungkannya dengan software tersebut untuk membuat gerakan-gerakan

dan sifat-sifat robot. Sifat-sifat robot ini contohnya adalah, ketika detektor suara

mendeteksi suara sekian dB, maka akan melakukan gerakan-gerakan tertentu, dan

lain sebagainya. Kemudian software Roboplus Motion juga bisa digunakan untuk

membuat gerakan kompleks pada robot humanoid serta mengedit gerakan dan sifat

robot. Kedua software tersebut freeware sehingga kita dapat mengistall software

tersebut pada lembaga-lembaga pendidikan maupun personal tanpa harus

melanggar perjanjian lisensi.

C. Sistem Kendali

Dibawah ini adalah beberapa part yang digunakan untuk mengontrol

sistem kendali yang digunakan pada humanoid:

1. Mikrokontroler

Mikrokontroler yang digunakan adalah ARM Cortex M3 / 32bit buatan

The ARM® microcontroller yang tertanam didalam CM-530 board yang

merupakan computer. Ini adalah part utama yang mengontrol actuator

(motor servo dynamixel) maupun sensor-sensor. CM-530 Board ini sebagai

computer kecil, dimana didalamnya terdapat berbagai macam konstruksi

yang menggerakkan seluruh komponen robot. Program yang telah dibuat

nantinya didownload kedalam chip ini melalui computer menggunakan

RS232 serial port.

2. Aktuator

Aktuator yang digunakan motor servo dynamixel AX-12 untuk tangan

dan AX-18 untuk kaki. Memiliki kecepatan, torsi, dan posisi yang baik dan

akurat. Dapat berputar dari 0o-300o berputar searah jarum jam dan berlawanan

arah jarum jam CW dan CCW. Dapat menetukan posisi yang kita inginkan.

Kecepatan motor dapat dikontrol sesuai keinginan serta memiliki respon yang

cepat.

3. Sensor

Sensor merupakan penginderaan pada robot. Dimana sensor yang

digunakan adalah sensor suara built-in mikrokontroler CM-530 yang berfungsi

untuk mendeteksi adanya suara atau bunyi.



58

D. Simulasi

Proses simulasi dilakukan secara nyata dibidang datar, dimana setelah kita

menentukan sudut θn (n=1,2,3,...) tiap motor melalui Roboplus Motion dan dianalisis

menggunakan software Roboanalyzer akhirnya kita dapat menghitung posisi robot

(Px dan Py) kemudian program di download kedalam mikrokontroler robot dan

dinyalakan pada posisi on, setelah pada posisi on musik dinyalakan lalu diamati

respon pergerakan robot apakah sesuai dengan direncanakan atau tidak.

4.5.Perhitungan untuk Humanoid Robot

1. Menghitung matriks tangan pertama.

Gambar Motion Robot pada step pertama )

a. Matriks Tangan kanan step pertama.

Gambar 3D tangan kanan step pertama



59

Tabel D-H Parameter (Tangan Kanan Motion step pertama) Join a (mm) α d ϴ

1 0 -90 0 0 2 67 0 0 60 3 97 0 0 -90

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(60) −sin(60) 0 67. cos (60)

sin(60) cos(60) 0 67. sin (60)0 0 1 00 0 0 1

) =

(

1

2−√3

20

67

2

√3

2

1

20

67√3

2

0 0 1 00 0 0 1 )

𝑇 =32 (

cos(−90) −sin(−90) 0 97. cos (−90)

sin(−90) cos(−90) 0 97 . sin (−90)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0 1 0 0−1 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =30 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) .

(

1

2−√3

20

67

2

√3

2

1

20

67√3

20 0 1 00 0 0 1 )

.(

0 1 0 0−1 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

0.87 0.5 0 58.02−0.5 0.87 0 −130.50 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 58.02 𝑃𝑦 = −130.5



60

b. Matriks Tangan kiri step pertama.

Gambar 3D tangan kiri step pertama

Tabel D-H Parameter (Tangan Kiri Motion step pertama)

Join a (mm) α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 -20

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos(45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−20) sin(−20) 0 97. cos(−20)

sin(−20) cos(−20) 0 97. sin(−20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2



61

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) . (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

) . (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

0.905 −0.424 0 135.2770.424 0.905 0 88.3600 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 135.277 𝑃𝑦 = 88.360

2. Menghitung matriks tangan pada step ke-dua.

Gambar Motion pada step ke-dua a. Matriks tangan kanan motion step ke-dua.

Gambar 3D tangan kanan step ke-dua



62

Tabel D-H Parameter (Tangan Kanan Motion step ke-dua)

i a (mm) Α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 90

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos (45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) =

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

2

0 0 1 00 0 0 1 )

𝑇 =32 (

cos(90) −sin(90) 0 97. cos (90)

sin(90) cos(90) 0 97 . sin (90)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0 −1 0 01 0 0 970 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =30 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) .

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

20 0 1 00 0 0 1 )

.(

0 −1 0 01 0 0 970 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30

(

−√2

2−√2

20 (− 15)√2

√2

2−√2

20 82√2

0 0 1 00 0 0 1 )

= (

−0.707 −0.707 0 −21.2130.707 −0.707 0 115.9660 0 1 00 0 0 1

)



63

𝑃𝑥 = −21.213 𝑃𝑦 = 115.966

b. Matriks tangan kiri motion step ke-dua.

Gambar 3D tangan kiri step ke-dua

Tabel D-H Parameter (Tangan Kiri Motion step ke-dua)

Join a (mm) Α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 -20

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos(45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−20) sin(−20) 0 97. cos(−20)

sin(−20) cos(−20) 0 97. sin(−20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)



64

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) . (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

) . (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

0.905 −0.424 0 135.2770.424 0.905 0 88.3600 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 135.277 𝑃𝑦 = 88.360

3. Menghitung matriks tangan pada step ke-tiga.

Gambar Motion robot pada step ke-tiga.

a. Matriks Tangan kanan motion step ke-tiga.

Gambar 3D tangan kanan step ke-tiga



65

Join a (mm) Α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 0

Tabel D-H Parameter (Tangan Kanan Motion step ke-tiga)

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos (45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) =

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

2

0 0 1 00 0 0 1 )

𝑇 =32 (

cos(0) −sin(0) 0 97. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 97 . sin (0)0 0 1 00 0 0 1

) = (

1 0 0 970 1 0 00 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =30 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) .

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

20 0 1 00 0 0 1 )

.(

1 0 0 970 1 0 00 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30

(

√2

2−√2

20

67√2

2+ 97

√2

2

√2

20

67√2

20 0 1 00 0 0 1 )

= (

0.707 −0.707 0 144.380.707 0.707 0 47.380 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 144.38 𝑃𝑦 = 47.38



66

b. Matriks Tangan Kiri motion step ketiga.

Gambar 3D tangan kiri step ke-tiga

Tabel D-H Parameter (Tangan Kiri Motion step ke-tiga)

Join a (mm) α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 -20

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos(45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−20) sin(−20) 0 97. cos(−20)

sin(−20) cos(−20) 0 97. sin(−20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2



67

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) . (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

) . (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

0.905 −0.424 0 135.2770.424 0.905 0 88.3600 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 135.277 𝑃𝑦 = 88.360

4. Menghitung matriks tangan pada motion step ke-empat.

Gambar Motion pada robot step ke-empat.

a. Matriks Tangan Kanan motion step ke-empat.

Gambar 3D tangan kanan step ke-empat



68

Tabel D-H Parameter (Tangan Kanan motion step ke-empat)

Join a (mm) Α d ϴ 1 0 -90 0 0

2 67 0 0 45

3 97 0 0 45

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos (45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) =

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

2

0 0 1 00 0 0 1 )

𝑇 =32 (

cos(45) −sin(5) 0 97. cos (45)

sin(45) cos(45) 0 97 . sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) =

(

√2

2−√2

20

97√2

2

√2

2

√2

20

97√2

2

0 0 1 00 0 0 1 )

Kinematika maju

𝑇 =30 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) .

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

20 0 1 00 0 0 1 )

.

(

√2

2−√2

20

97√2

2

√2

2

√2

20

97√2

20 0 1 00 0 0 1 )

𝑇 =30 (

0 −1 0 97√2

1 0 0 97√2 + 670 0 1 00 0 0 1

) = (

0 −1 0 137.1791 0 0 204.1790 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 137.179 𝑃𝑦 = 204.179



69

b. Matriks Tangan Kiri motion step ke-empat.

Gambar 3D tangan kiri step ke-empat

Tabel D-H Parameter (Tangan Kiri Motion step ke-empat)

Join a (mm) α d ϴ 1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 -20

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos(45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−20) sin(−20) 0 97. cos(−20)

sin(−20) cos(−20) 0 97. sin(−20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) . (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

) . (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)



70

𝑇 =30 (

0.905 −0.424 0 135.2770.424 0.905 0 88.3600 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 135.277 𝑃𝑦 = 88.360

5. Menghitung matriks tangan pada motion step ke-lima.

Gambar motion robot pada step ke-lima a. Matriks Tangan kiri motion ke-lima.

Gambar 3D tangan kiri step ke-lima Tabel D-H Parameter (Tangan kiri Motion step ke-lima)

Join a (mm) α d ϴ

1 0 -90 0 0 2 67 0 0 45 3 97 0 0 -20



71

𝑇 =10 (

cos(0) −sin(0) 0 0. cos (0)

sin(0) cos(0) 0 0. sin(0)0 0 1 00 0 0 1

) = (1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

)

𝑇 =21 (

cos(45) −sin(45) 0 67. cos(45)

sin(45) cos(45) 0 67. sin (45)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−20) sin(−20) 0 97. cos(−20)

sin(−20) cos(−20) 0 97. sin(−20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) . (

0.707 −0.707 0 47.3760.707 0.707 0 47.3760 0 1 00 0 0 1

) . (

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

0.905 −0.424 0 135.2770.424 0.905 0 88.3600 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 135.277 𝑃𝑦 = 88.360

b. Matriks Tangan kanan motion step kelima.

Gambar 3D tangan kanan step ke-lima



72

Tabel D-H Parameter (Tangan kanan Motion step ke-lima)

Join a (mm) α d ϴ

1 0 90 0 75 2 67 0 0 20 3 97 0 0 -100

𝑇 =10 (

cos(75) −sin(75) 0 0. cos (75)

sin(75) cos(75) 0 0. sin(75)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.259 −0.966 0 00.966 0.259 0 00 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =21 (

cos(20) −sin(20) 0 67. cos(20)

sin(20) cos(20) 0 67. sin (20)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.940 −0.342 0 62.9590.342 0.940 0 22.9150 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−100) sin(−100) 0 97. cos(−100)

−sin(−100) cos(−100) 0 97. sin(−100)0 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

0.940 −0.342 0 91.1510.342 0.940 0 −33.1760 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

1 00 1

0 00 0

0 00 0

1 00 1

) .

(

√2

2−√2

20

67√2

2

√2

2

√2

20

67√2

20 0 1 00 0 0 1 )

.(

0.94 0.34 0 91.15−0.34 0.94 0 −33.180 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30

(

0.34 −0.94 0

67√2

2+ 33.18

0.94 0.34 067√2

2+ 158.15

0 0 1 00 0 0 1 )

(

0.34 −0.94 0 80.550.94 0.34 0 205.530 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 80.55 𝑃𝑦 = 205.53



73

6. Menghitung matriks tangan pada motion step ke-enam.

Gambar motion robot pada step ke-enam Sumber: Dokumen pribadi (2014)

a. Matriks Tangan Kanan motion step ke-enam.

Gambar 3D tangan kanan step ke-enam Sumber: Dokumen pribadi (2014)

Join a (mm) α d ϴ 1 0 90 0 75 2 67 0 0 50 3 97 0 0 -90

Tabel D-H Parameter (Tangan kanan Motion step ke-enam)

𝑇 =10 (

cos(75) −sin(75) 0 0. cos (75)

sin(75) cos(75) 0 0. sin(75)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.259 −0.966 0 00.966 0.259 0 00 0 1 00 0 0 1

)



74

𝑇 =21 (

cos(50) −sin(50) 0 67. cos(50)

sin(50) cos(50) 0 67. sin(50)0 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =21 (

0.643 −0.766 0 43.0670.766 0.643 0 51.3250 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−90) sin(−90) 0 97. cos(−90)

−sin(−90) cos(−90) 0 97. sin(−90)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0 −1 0 01 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

0.259 −0.966 0 00.966 0.259 0 00 0 1 00 0 0 1

) . (

0.643 −0.766 0 43.0670.766 0.643 0 51.3250 0 1 00 0 0 1

) . (

0 −1 0 01 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

−0.820 0.573 0 41.069−0.573 −0.820 0 110.5180 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 41.069 𝑃𝑦 = 110.518

b. Matriks Tangan Kiri motion step ke-enam.

Gambar 3D tangan kiri step ke-enam

Tabel D-H Parameter (Tangan Kiri Motion step ke-enam) Join a (mm) α d ϴ

1 0 -90 0 75 2 67 0 0 50 3 97 0 0 -90



75

𝑇 =10 (

cos(75) −sin(75) 0 0. cos (75)

sin(75) cos(75) 0 0. sin(75)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.259 −0.966 0 00.966 0.259 0 00 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =21 (

cos(50) −sin(50) 0 67. cos(50)

sin(50) cos(50) 0 67. sin (50)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0.643 −0.766 0 43.0670.766 0.643 0 51.3250 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =32 (

cos(−90) sin(−90) 0 97. cos(−90)

−sin(−90) cos(−90) 0 97. sin(−90)0 0 1 00 0 0 1

) = (

0 −1 0 01 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

Kinematika maju

𝑇 =20 𝑇.1

0 𝑇21 . 𝑇3

2

𝑇 =30 (

0.259 −0.966 0 00.966 0.259 0 00 0 1 00 0 0 1

) . (

0.643 −0.766 0 43.0670.766 0.643 0 51.3250 0 1 00 0 0 1

) . (

0 −1 0 01 0 0 −970 0 1 00 0 0 1

)

𝑇 =30 (

−0.820 0.573 0 41.069−0.573 −0.820 0 110.5180 0 1 00 0 0 1

)

𝑃𝑥 = 41.069 𝑃𝑦 = 110.518


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | Daftar Pustaka 76

Daftar Pustaka Anonim, Mengenal jenis jenis robot berdasarkan bentuk dan fungsinya, 2015 diakses pada

http://www.osiensmartboy.com/2015/02/mengenal-jenis-jenis-robot-berdasarkan.html Hutama, A. (2013). Terorisme_di_Indonesia (Online).

(http://id.wikipedia.org/wiki/Terorisme_di_Indonesia). Budianto, W. (2013, Maret 20). http:/ilmuti.com/robot-penjinak-com.html. Winarto, Y. (2011, Maret 15). http://nasional.kontan.co.id/news/beginilah-kronologis-bom-utan-

kayu-1. Rahman, R. (2011). http://elib.unikom.ac.id /files/disk1/452/jbptunikompp-gdl-syaehubuld-22551-9-

11.unik-i.pdf. Igun. (2011). The densus 88 indonesian specia squad robotic (Online).

(http://my.opera.com/igun/blog/2011/05/28/the-densus-88-indonesian-special-squad-robotic).

Suwarno, Analisis Kinematika Mobile Manipulator Pada Robot Penjinak Bom [tesis]. Makassar:

Universitas Hasanuddin; 2008. Rosen, J. (1989). Model of Robot XE "Robot" Manipulation : Introduction & Basic Ideas – Speed

Description & Transformation. Washinton: Department of Electrical Engineering - University of Washinton.

Endra, P. (2006). Disain, control, dan Kecerdasan Buatan XE "Kecerdasan, buatan" . Yogyakarta:

Andi Yogyakarta. Craig, John. 1989. Introduction to Robotics: Mechanism & Control. Addison: Wesley. Evan Ackerman, Robots Learn to Push Heavy Objects With Their Bodies, Just Like You, Spectrum

Magazine IEEE, diakses pada http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/humanoids/robots-learn-to-push-heavy-objects-with-their-bodies-just-like-you

Sofge Erik, Start Your Humanoids: Today's DARPA Robotics Challenge Is Historic, And Hilarious

These bots are made for walking, http://www.popsci.com/rise-cool-robots-darpa-robotics-challenge-finals-are-here

Ackerman Evan, Lockheed Martin's Team TROOPER Sets Expectations for DRC Finals, IEEE

spectrum magazine, http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/humanoids/team-trooper-drc-finals


Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin | Daftar Pustaka 77

Emil M. Petriu, Robotics Introduction, Manipulator Arms, diakses pada http://www.site.uottawa.ca/~petriu/CEG4392-IntroRobotics-Arms.pdf

Craig JJ, Introduction to Robotics, John Willey and Sons, Chapters 2 to 7. Diakses pada http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=14&cad=rja&uact=8&ved=0CGkQFjANahUKEwjv9JG1sonGAhXVLrwKHcYdAF8&url=http%3A%2F%2Fwww.springer.com%2Fcda%2Fcontent%2Fdocument%2Fcda_downloaddocument%2F9780387233253-c2.pdf%3FSGWID%3D0-0-45-403998-p77146773&ei=LWp6Va-qHdXd8AXGu4D4BQ&usg=AFQjCNFLErXK5EsHcdY_FuSemd4pnj7GdQ&sig2=sqasqoxbR9aUGj8M5I6fow&bvm=bv.95515949,d.dGc

Annonim, Definition Welding Robot, pusat definisi online Wikipedia, diakses pada

https://en.wikipedia.org/wiki/Robot_welding

Anonim, Yasukawa Welding Robot, diakses pada http://www.motoman.com/products/robots/arc-

welding-robots.php

Rafiuddin Syam, penulis yang akrab disapa Rafi ini adalah staf

pengajar Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin sejak

tahun 1995. Sehari-hari sebagai kepala Laboratorium Teknik Kendali

dan Robotika Jurusan Mesin Universitas Hasanuddin. Penulis lahir di

Tahuna tahun 1972. Penulis aktif dibidang pengajaran dan penelitian

bidang kendali dan robotika sejak tahun 2000. Penulis lulusan pada

program Magister Divisi Sistem Produksi, Teknik Mesin, Universitas

Saga, Jepang tahun 2002. Selanjutnya, penulis menyelesaikan Doctor of

Philosophy (PhD) bidang Kendali dan Robotika tahun 2005 di

Universitas yang sama. Penelitian bidang mobile robot, manipulator

robot, mobile manipulator dan flying robot menjadi fokus penulis,

disamping itu aplikasi soft-computing untuk mobile dan manipulator

robot, sistem kendali adaptif dan kendali lanjut seperti sistem Fuzzy

Logic, algoritma genetika, sistem pakar, dan jaringan syaraf tiruan

buku-ajar-1

Documents

Transcript of buku-ajar-1