Rancang Bangun Pengendalian Robot Lengan 4 DOF dengan GUI (Graphical User Interface) Berbasis Arduino Uno

Abstract

Teknologi robot mengalami suatu kemajuan yang sangat pesat pada saat ini. Robot yang canggih telah menggantikan peralatan-peralatan manual yang membutuhkan banyak tenaga manusia, salah satunya yaitu penggunaan robot lengan. Robot lengan yang dibuat ini merupakan bagian dari robot dengan skala prototype untuk kegiatan praktikum yang dapat menggantikan maupun meringankan kerja manusia secara langsung. Dalam kenyataannya sering didapatkan kendala bagaimana cara mengontrol atau mengendalikan suatu alat dengan mudah untuk diopersikan. Dalam tugas akhir ini dirancang sebuah robot lengan 4 DOF (Degree Of Freedom) yang memiliki sistem yang mudah dikendalikan berupa sistem robot lengan yang secara keseluruhan dikendalikan melalui aplikasi interface dengan GUI (Graphical User Interface) yang dibangun dengan bahasa pemrograman Java pada PC (Personal Computer). Mikrokontroler Arduino Uno sebagai pengendali utama yang terkoneksi via USB (Universal Serial Bus) dengan PC. Pada komunikasi interface antara aplikasi program pengendali dengan mikrokontroler Arduino Uno terjadi proses pengiriman (Tx) dan penerima (Rx) data serial yang berupa data byte. Data byte yang dikirim oleh slider pengendali akan menentukan lebar pulsa sinyal PWM (Pulse Width Modulation) pada setiap motor servo sehingga pergerakan robot sesuai dengan pergeseran slider. Program aplikasi slider pengendali ini memiliki dua mode, yaitu mode kendali per-slider dan mode kendali sekaligus kirim.

Berdasarkan hasil pengujian sinkronisasi gerak antara robot lengan dan slider pengendali didapatkan hasil bahwa semakin besar nilai derajat pergeseran slider maka lebar pulsa sinyal PWM semakin melebar dan tegangan keluaran dari pin mikrokontroler Arduino Uno semakin besar dengan nilai rata-rata tegangan yang dihasilkan sebesar 115,03 mV. Robot dalam keadaan standby hanya membutuhkan daya sebesar 0,9 Watt dan saat beroperasi membutuhkan daya sebesar 3,94 Watt. Nilai rata-rata sudut dan selisih sudut ideal dengan yang dihasilkan base yaitu 97,17 ° dengan selisih 7,17 °, link 1 yaitu 73,64 ° dengan selisih 3,64 °, link 2 yaitu 90,24 ° dengan selisih 0,24 °, link 3 yaitu 96,8 ° dengan selisih 6,8 ° dan end-effector sesuai perancangan dengan selisih 0. Sudut yang terbentuk dari manipulator robot hanya hampir mendekati sudut yang sebenarnya dikehendaki (sudut ideal) dikarenakan permasalahan dalam perancangan serta pembuatan mekaniknya. Penulis memberikan pembatasan rentang slider pengendali agar mekanik robot tidak patah dan menghindari kerusakan pada motor servo. Hasil pengujian menyimpulkan bahwa robot bisa bersinkronisasi dengan aplikasi pengendali serta dapat digunakan dalam kegiatan praktikum.

Kata kunci: robot lengan 4 DOF, mikrokontroler Arduino Uno, Arduino dengan Java