Teknik Mekatronika A

Teknik Mekatronika A

BAB IPENDAHULUAN

Latar BelakangPada era industrialisasi yang serba modern ini, semua kegiatan yang berhubungan dengan manusia telah bertransformasi dari yang tradisional mulai beralih secara bertahap kearah yang modern. Transformasi tersebut bisa dilihat dari perkembangan teknologi yang semakin cepat dan setiap pencapain suatu kegiatan ditentukan oleh teknologi (Teknologi 2015). Adapun contoh perkembangan teknologi yaitu perkembangan teknologi Robot. Penggunaan robot saat ini sudah mencakup seluruh sendi kehidupan manusia, baik dalam industri maupun dalam kegiatan sehari-hari.Mesin robot yang semakin pesat perkembangannya pada dasarnya membantu manusia dalam beraktifitas sehari-hari. Penggunaan robot dapat membantu kegiatan atau pekerjaan manusia agar efisien dalam waktu penyelesaian, serta mengurangi tingkat resiko kecelakaan kerja. Saat ini, robot telah digunakan sebagai mesin yang memiliki otomatisasi tinggi, mempunyai peranan yang sangat penting bagi manusia untuk digunakan dalam pekerjaan yang dirasa sangat penting. Maka dari itu, banyak perusahaan menciptakan serta menggunakan robot dalam segala hal. Beberapa robot diciptakan dengan berbagai spesifikasi berdasarkan kebutuhan. Kebutuhan tersebut bisa meliputi kebutuhan rumah tangga, industri, militer, pertanian, kelautan dll.Maka dari itu, kami berencana membangun sebuah sistem robot yang nantinya akan mempermudah pekerjaan manusia. 1.2 TujuanAdapun tujuan yang ingin dicapai pada proyek ini adalah: 1. Menumbuh-kembangkan dan meningkatkan kreatifitas mahasiswa di Perguruan Tinggi2. Mengaplikasikan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi ke dalam dunia nyata3. Meningkatkan kepekaan mahasiswa dalam pengembangan bidang teknologi robotika. 4. Membudayakan iklim kompetitif dilingkungan perguruan tinggi.1.3 Rumusan masalahAdapun rumusan masalah pada proyek ini adalah:1. Bagaimana suatu alat dapat memproses tingkat ketinggian suatu puncak benda2. Bagaimana sensor dapat membaca dan meneruskan respon ke driver selanjutnya3. Bagaimana proses program untuk membaca dan memberikan sebuah instruksi untuk pergerakan alat4. Bagaimana suatu mekanik dapat menyesuaikan pergerakan dari program dan elektronik yang diberikan5. Berapa besar tegangan dan arus yang harus diberikan pada alat ini6. Apa saja pergerakan yang diperlukan untuk memeperoleh target suatu alat.

1.4 Ruang LingkupKemampuan dari robot penyusun piramid adalah robot dapat bergerak maju, mundur, lengan robot dapat naik, lengan dapat mengangkat dengan menggunakan program raspberry yang dapat dikontrol dari joystick. Dan juga kemampuan sensor dalam mengenali jalur menuju bagian-bagian piramida.

BAB IIPEMBAHASAN2.1Raspberry PiRaspberry Pi (juga dikenal sebagai RasPi) adalah sebuah SBC (Single Board Computer) seukuran kartu kredit yang dikembangkan oleh Yayasan Raspberry Pi di Inggris (UK) dengan maksud untuk memicu pengajaran ilmu komputer dasar di sekolah-sekolah.Raspberry Pi menggunakan system on a chip (SoC) dari Broadcom BCM2835, juga sudah termasuk prosesor ARM1176JZF-S 700 MHz, GPU VideoCore IV dan RAM sebesar 256 MB (untuk Rev. B). Tidak menggunakan hard disk, namun menggunakan SD Card untuk proses booting dan penyimpanan data jangka-panjang. Pada saat awal tersedia dua versi, yang harganya US$ 25 dan US$ 35. Yayasan tersebut mulai menerima pesanan untuk model yang lebih tinggi harganya mulai 29 Februari 2012.

Gambar 2.1 Raspberry PiYayasan tersebut juga menyediakan distribusi Debian dan Arch Linux ARM untuk siap diunduh. Juga disediakan beberapa tools untuk mendukung pemrograman bahasa utamaPython, yang mendukung BBC BASIC (menggunakan tiruan Brandy Basic) dan Perl.

SpesifikasiModel AModel B

SoC:Broadcom BCM2835 (CPU, GPU, DSP, and SDRAM)

CPU:700MHz ARM1176JZF-S core (ARM11 family)

GPU:Broadcom VideoCore IV,OpenGL ES 2.0,MPEG-2 & VC-1 (dengan lisensi),1080p30 h.264/MPEG-4 AVC high-profile decoder dan encoder

Memori (SDRAM):256 MB (berbagi-pakai dengan GPU)

USB 2.0 ports:12 (melalui USB hub)

Luaran video:Composite RCA (PAL & NTSC), HDMI (rev 1.3 & 1.4),raw LCD Panels via DSI 14 HDMI resolutionsfrom 640350 to 19201200 plus various PAL and NTSC standards.

Luaran Audio:3.5mm jack, HDMI

Media penyimpan:SD / MMC / SDIO card slot

Jaringan:None10/100 Ethernet (RJ45)

Periferal:8 GPIO, UART, IC bus, SPI buswith two chip selects, +3.3V, +5V, ground

Daya:300mA (1.5W)700mA (3.5W)

Catu daya:5volt via MicroUSB or GPIO header

Ukuran:85.6053.98mm (3.3702.125in)

Berat:45gram

Sistem Operasi:Debian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux ARM,RISC OS

2.2Bump sensorSwitch pada dasarnya taktil yang kita gunakan untuk mendeteksi benda-benda di dekatnya mendekati. digunakan terutama dalam gerakan lingkaran tertutup.

Gambar 2.2 Bump sensor2.3 Motor DC Kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung. Motor dc dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Motor DCBagian Atau Komponen Utama Motor DC Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.2.4Gamepad Kami menggunakan remote PS3 untuk mengoperasikan Robot kami Manual. Robot manual sebenarnya robot yang sama yang digunakan untuk membangun piramida khafraa dengan membakar program yang berbeda dalam mikrokontroler. Program ini berbeda membuat Arduino untuk membaca nilai dari gamepad PS3. PS3 terhubung ke mikrokontroler dengan bantuan modul USB Arduino.

Gambar 2.4 Gamepad

2.5BatteriesKarena kita harus mengakses banyak sensor & drive, kami menemukan itu terbaik untuk menggunakan multiplexer di PCB kami. ini membuat jumlah kami lampunya membaca jauh meningkat. IC yang digunakan adalah 1> 4067 multiplexer analog (16 channel 1) 2> 75hc15n multiplexer digital (8 saluran untuk 1)

Gambar 2.5 Batteries2.6Relay Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Gambar 2.6 Relay2.7 Motor Wiper Motor wiper adalah motor DC magnet permanen yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi kinetis untuk menggerakkan lengan wiper. Besar arus yang mengalir ke motor wiper diatur oleh control unit sehingga kecepatan motor wiper dapat berubah secara otomatis sesuai besarnya aus dari control unit tersebut.

Gambar 2.7 Motor Wiper

2.8 Sensor jarak ultrasonik (sensor ping)Sensor jarak ultrasonik (PING) adalah sensor 40 KHz produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas untuk mendeteksi jarak suatu objek.

Gambar 2.8 Sensor jarak ultrasonik PINGPada dasanya, Sensor PING terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya. Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 kHz) selama t BURST (200 s) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan t OUT min. 2 s).

BAB IIIPERANCANGAN

3.1Perancangan Diagram BlogDalam perancangan proyek robotika ini, kami akan merancang diagram blog seperti gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blog 3.2Perancangan ProgramAdapun rancangan dalam bentuk program akan ditampilkan berupa FlowChart. Adapun flowchart dari program ini dapat dilihat pada gambar 3.2

Gambar 3.2 Flowchart

3.3Perancangan ElektronikAdapun perancangan elektronik untuk proyek ini adalah menggunakan rangkaian driver motor untuk roda, dan rangkaian sensor. Adapun penjelasan pada masing-masing rangkaian dapat dilihat pada penjelasan berikut ini.3.3.1. Rangkaian driver motor untuk roda Adapun rangkaian driver motor untuk roda dapat dilihat pada gambar 3.3.1 dibawah ini.

Gambar 3.3.1 Rangkaian driver motor untuk roda

3.3.2. Rangkaian sensorAdapun rangkaian sensor dapat dilihat pada gambar 3.3.2

Gambar 3.3.2 Rangkaian sensor

3.4Perancangan MekanikAdapun perancangan mekanik untuk proyek ini adalah berupa perancangan mekanik robot dan perancangan lapangan. Pada perancangan mekanik robot, akan ditampilkan dalam bentuk part mekanik. Adapun perancangan mekanik robot dapat dilihat pada gambar 3.4

Gambar 3.4.1 Perancangan mekanik dalam bentuk assembly

Gambar 3.4.2 Assembly mekanik dalam bentuk pandangan

Gambar 3.4.3 Perancangan lengan robot

Gambar 3.4.4 Perancangan lengan robot dalam bentuk pandangan

Gambar 3.4.5 Perancangan base 1 robot

Gambar 3.4.6 Perancangan Base 1 dalam bentuk pandangan

Gambar 3.4.7 Perancangan Base 2

Gambar 3.4.8 Perancangan Base 2 dalam bentuk Pandangan

Gambar 3.4.9 Perancangan mekanik base 3

Gambar 3.4.10 Perancangan base 3 dalam bentuk pandangan

Gambar 3.4.11 Perancangan base 4

Gambar 3.4.12 Perancangan base 4 dalam bentuk pandangan

Dan perancangan lapangan dari robot penyusun piramid dapat dilihat pada gambar 3.4.13

Gambar 3.4.13 Perancangan Lapangan

BAB IVPENGUJIAN4.1 Pengujian Mekanik Pada pengujian mekanik ini, kami akan melakukan pengujian terhadap kekokohan dari robot, keseimbangan dari robot sehingga dapat bertahan dengan beban yang diberikan. Dan juga pengujian terhadap kekokohan pada saat mengangkat beban.

4.2 Pengujian ElektronikPada rangkaian driver motor, pengujian rangkaian dengan cara memberikan input pada rangkaian driver Mospet sesuai dengan rangkaian yang telah di sediakan. lalu kami menentukan peletakan motor pada rangkain driver. Setelah itu, pengujian pada setiap input rangkaian mospet dari raspberry. Selain itu, kami juga menentukan sebuah logika agar motor dapat bergerak secara CW dan CCW. Berikut adalah beberapa pengujian yang diberikan berupa tabel seperti pada tabel 4.2

Tabel 4.2 Pengujian elektronik

4.3 Pengujian Program Pada pengujian program dapat dilakukan secara bertahap sebagai berikut:1. Masukan input dari joystick pada ruspberry1. Fungsi tiap button pada joystick sebagai input1. Pengolahan data input joystick sebagai output1. Pembacaan input sensor 1. Mapping jalur berdasarkan program1. Ketahanan ruspberry untuk beberapa kali percobaan secara continuous

BAB VBIAYA Adapun biaya yang dibutuhkan pada proyek robotika ini, dapat dilihat pada table 5.1 NO.Nama BarangJumlah BarangHargaTotal Harga

1besi kerangka5 Rp 90,000 Rp 450,000

2transistor irf9540npbf5 Rp 5,000 Rp 25,000

3relay 8 kaki10 Rp 10,000 Rp 100,000

4Kapasitor20 Rp 2,500 Rp 50,000

5Baterai2 Rp 270,000 Rp 540,000

6Joystick1 Rp 50,000 Rp 50,000

7pcb fiber2 Rp 25,000 Rp 50,000

8Led5 Rp 1,000 Rp 5,000

9Timah1 Rp 60,000 Rp 60,000

10motor 5 Rp 280,000 Rp 1,400,000

11Acrylic1 Rp 980,000 Rp 980,000

12Header10 Rp 5,000 Rp 50,000

13tulang ikan10 Rp 3,000 Rp 30,000

14Resistor50 Rp 100 Rp 5,000

15Roda4 Rp 80,000 Rp 320,000

16Pelarut5 Rp 5,000 Rp 25,000

17motor DC 12V (T 10-20Kg.cm)2 Rp 650,000 Rp 1,300,000

18Roller20 Rp 2,500 Rp 50,000

19Diode15 Rp 1,000 Rp 15,000

20Kabel1 Rp 5,000 Rp 5,000

21Ubec1 Rp 250,000 Rp 250,000

22Rantai3 Rp 20,000 Rp 60,000

23Paku Rivet2 Rp 80,000 Rp 160,000

24Besi Siku2 Rp 80,000 Rp 160,000

25Nylon2 Rp 50,000 Rp 100,000

Total Rp 6,240,000

Tabel 5.1 Anggaran Biaya RobotikaBAB VITARGET MINGGUAN

5.1 Target Mingguan Program Adapun target mingguan yang akan dilaksanakan selama proyek robotika dari bagian program, dapat dilihat pada tabel 5.2. Pertemuan KeDeskripsi PermasalahanNama

1Presentasi LaporanEka Putera

2Mempelajari Bahasa PhytonHikma Suci Wati

3Instalasi Raspi dan PhytonAsrial Lafindo

4Program JoystickKartika Dwi Putri

5Program MotorRachmadiaz Miranto

6Program Sensor tracking lineEka Putera

7Program sensor CounterHikma Suci Wati

8Pengujian sensorAsrial Lafindo

9Pengujian MotorKartika Dwi Putri

10Perbaikan ProgramRachmadiaz Miranto

11Penggabungan Elektro,Mekanik,dan ProgramEka Putera

12Analisa RobotHikma Suci Wati

13Analisa RobotAsrial Lafindo

14Analisa RobotKartika Dwi Putri

15LombaRachmadiaz Miranto

Tabel 5.1 Target mingguan program

5.2 Target Mingguan ElektronikAdapun Target mingguan dari bagian elektronik dapat dilihat pada tabel 5.2 NoTanggal NamaProgres

107/04/2015Ari Putra RamadhanPersentasi laporan

210/04/2015Totok Agung Pambudi Membuat skematik dan board rangkaian driver motor

314/04/2015Dea Bella ShintaMembuat skematik rangkaian sensor

417/04/2015Hidayat Ramadhan PPembuatan layout rangkaian

521/04/2015Eki Jhon ComalaPembelian dan pemesanan komponen

624/04/2015Dicky MahendraPemasangan komponen board

728/04/2015Muhammad RahmatPenngujian

801/05/2015M. Rayhan EffendiPemasangan komponen driver motor pada board

905/05/2015T.Auzhar Hadi SaputraPenngujian

1008/05/2015Ari Putra RamadhanPemasangan komponen driver sensor dan pengkabelan pada setiap rangkaian

1112/05/2015Hidayat Ramadhan PutraPenyatuan rangkaian pada pemograman dan mekanik

1215/05/2015Eki Jhon ComalaAnalisa dan troubleshooting

1319/05/2015M. Rayhan EffendiAnalisa dan troubleshooting

1422/05/2015Muhammad RahmatAnalisa dan troubleshooting

1526/05/2015T.Auzhar Hadi SaputraLomba

Tabel 5.2 Target mingguan elektronik

No Pertemuan

NamaProgres yg dilakukan

1Pertemuan pertamaRahmad hidayatProposal

2Pertemuan keduaJanuardi antoniDisain 2D dan perhitungan

3Pertemuan ketigaYogi zulrahmiDisain 3D dan assembly

4Pertemuan keempatUtari suhaimiPembelian bahan baku

5Pertemuan kelimaPutra arya nugrahaPemotongan bahan baku dan pembentukan bahan baku

6Pertemuan keenamM.nosa gusriatmaProses pembuatan base robocon

7Pertemuan ketujuhRada yantiProses pembuatan part dari robocon

8Pertemuan kedelapanNarno jhon weslyProses pembuatan tempat untuk motor,sensor dan sistem kontrol

9Pertemuan kesembilanHocky yacubProses pembuatan sistem mekanik dari lengan robocon

10Pertemuan kesepuluhIbnu ghiffaryProses penyatuan part mekanik yg lain dari robocon

11Pertemuan kesebelasPutra azzikri fahturahmanProses penyatuan semua sistem dan mekanik robocon

12Pertemuan keduabelasRiski septiawanProses kalibrasi dan troubleshooting semua sistem robocon

13Pertemuan ketigabelaasYonny fadillahPengujian

14Pertemuan keempatbelasKamal fauzaniPerlombaan

5.3 Target Mingguan Mekanik Adapun target mingguan mekanik dapat dilihat pada tabel 5.3.

REFERENSI

http://dini3asa.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/19169/KONSEP+DASAR+PYTHON.pdf.http://www.element14.com/community/community/raspberry-pi/raspberry-pi-bplushttps://learn.adafruit.com/downloads/pdf/introducing-the-raspberry-pi-model-b-plus-plus-differences-vs-model-b.pdf.http://www.slideshare.net/otonik/sistem-wiper

DAFTAR ISIKATA PENGANTARiDAFTAR ISI.iiBAB I PENDAHULUAN11.1Latar Belakang11.2Tujuan11.3Rumusan masalah21.4Ruang Lingkup2BAB II PEMBAHASAN32.1Raspberry Pi32.2Bump sensor52.3 Motor DC52.4Gamepad62.5Batteries62.6Relay62.7 Motor Wiper72.8 Sensor jarak ultrasonik (sensor ping)8BAB III PERANCANGAN93.1Perancangan Diagram Blog93.3Perancangan Elektronik113.4Perancangan Mekanik13BAB IV PENGUJIAN204.1Pengujian Mekanik204.2Pengujian Elektronik204.3Pengujian Program21BAB V BIAYA22BAB VI TARGET MINGGUAN235.1 Target Mingguan Program235.2 Target Mingguan Elektronik245.3 Target Mingguan Mekanik.25REFERENSI26

Robot Penyusun Piramida27

MULAI

SENSOR

MAPING PROGRAM

TERDETEKSI BENDA

JOYSTICK

TOMBOL MAJU

TOMBOL MUNDUR

TOMBOL KIRI

TOMBOL KANAN

TOMBOL LENGAN NAIK

TOMBOL LENGAN TURUN

TOMBOL LENGAN MAJU

TOMBOL LENGAN MUNDUR

ROBOT AKSI

SELESAI

N

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

N

N

N

N

N

N

N

N