Belajar robot dapat mengembangkan kemampuan motorik,
kemampuan bersosialisasi dalam grup, melatih
kemampuan kognitif, sambil belajar bagaimana
berkreasi dan membangun daya imajinasi. Dengan
begitu, selain mengajari ilmu teknik, robotika
pun dapat merangsang kreativitas.
Blog yang menampung berbagai ilmu robotika ini
dipersembahkan untuk para penggemar robotika.
Semoga bermanfaat untuk anda semua....
Pada dasarnya sistem kaki adalah gerakan roda yang didesain sedemikian rupa hingga memiliki kemampuan gerak seperti makhluk hidup. Robot berjalan dengan sistem kaki dua kaki atau biped robot, memiliki struktur kaki sepertimanusia dan setidak-tidaknya memiliki sendi-sendi yang mewakili pergelangan kaki, lutut dan pinggul. Dalam konfigurasi yang ideal, pergerakan pada pinggul dapat terdiri dari multi DOF dengan kemampuan gerak memutar seperti orang yang menari.
Demikian juga pada pergelangan kaki, idealnya adalah juga memiliki kemampuan gerakan polar. Untuk robot binatang (animatoid) seperti serangga, jumlah kaki dapat didesain lebih dari empat. Bahkan robot ular dapat memiliki DOF lebih dari 8 sesuai dengan panjang robot yang didefinisikan. Sistem kaki yangdipergunakan pada robot ditunjukan pada gambar berikut:
Sistem penggerak roda merupakan sistem mekanik yang dapat menggerakan robot untuk berpindah posisi. Terdiri dari sedikitnya sebuah roda penggerak ( drive dan steer), dua roda differensial (kiri dan kananindependen ataupun sistem belt seperti tank), tiga roda (syncro drive atau sistem holomonic), empat roda ( Ackerman model/car like mobile robot) ataupun lebih.
Aktuator merupakan perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Dapat dibuat dari sistem motor listrik ( Motor Listrik DC( permanent magnet,brushless, shunt dan series). Motor DC Servo, Motor DC Stepper, Ultrasonic Motor, Torque Motor, selenoid dan lain sebagainnya.Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator atau torsi gerakan dapat dipasang sistem gear box, baik sistem direct gear (sitem lurus, sistem worm gear, dan planetary gear) maupun sprochet cahin system.
Dalam teknologi robotika banyak sekali sensor yang digunakan. Pemakaian sensor dalam sebuah robot sangat tergantung kepada fungsi robot itu sendiri. Dari sudut pandang robot, sensor dapat diklasifikasikan kedalam dua kategori, yaitu sensor local (on-board) yang dipasang ditubuh robot, dan sensor global yaitu sensor yang dipasang diluar robot tetapi masih dalam lingkungannya. Data dari sensor global ini dikirim balik kepada robot melalui komunikasi nirkabel. Klasifikasi sensor berdasarkan output dan aplikasinya dapat dilihat pada tabel berikut (Pitowarno, 2006:57):
Struktur robot sebagian besar dibangun berdasarkan konstruksi mekanik. Sistem mekanik dapat terdiri dari setidak-tidaknya sebuah fungsi gerak. Jumlah fungsi gerak disebut sebagai derajat kebebasan atau degree of freedom (DOF). Sebuah sendi yang diwakili oleh sebuah gerak actuator disebut sebagai satu DOF.Robot dengan kemampuan navigasi dan manipulasi memiliki konstruksi yang lebih rumit dan disbanding dengan kemampuan navigasi saja.
Hal mendasar yang perlu diperhatikan dalam mendesain mekanik robot adalah kebutuhan torsi untuk menggerakan sendi atau roda. Kebanyakan gerakan yang diperlukan pada sisi anggota badan adalah relatif pelan namun bertenaga. Untuk itu diperlukan cara-cara transmisi daya motor (actuator secara umum) yang tepat. Salah satu cara yang paling umum digunakan adalah dengan menggunakan perbandingan roda gigi pada transmisi. Pada motor-motor tertentu biasanya sudah dilengkapi dengan gear box sehingga dapat meningkatkan torsi motor.
Sistem kontroler merupakan suatu sistem elektronik yang berfungsi sebagai pengendali sistem mekanik. Suatu sistem control dapat berkerja secara otomatis ataupun secara manual.
Sistem Kontrol Manual
Sistem pengendalian dimana faktor manusia sangat dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia sangat dominan dalam menjalankan perintah, sehingga hasil pengendalian akan dipengaruhi pelakunya. Pada sistem kendali manual ini juga termasuk dalam kategori sistem kontrol loop tertutup. Misalnya, Tangan berfungsi untuk mengatur permukaan fluida dalam tangki. Permukaan fluida dalam tangki bertindak sebagai masukan, sedangkan penglihatan bertindak sebagai sensor. Operator berperan membandingkan tinggi sesungguhnya saat itu dengan tinggi permukaan fluida yang dikehendaki, dan kemudian bertindak untuk membuka atau menutup katup sebagai aktuator guna mempertahankan keadaan permukaan yang diinginkan.
Sistem kontrol manual berupa rangkaian elektronik yang mampu mengendalikan sistem mekanik tetapi masih menggunakan kendali manusia. Dalam hal ini terdapat interaksi manusia dengan robot. Pada keaadaan ini terdapat tiga tingkatan interaksi antara manusia dengan robot yaitu (Pitowarno, 2006:35):
• Manusia sebagai konteroler robot sepenuhnya
• Manusia sebagai manager dari operasi robot
• Manusia dan robot berada dalam kesetaraan.
Dengan campur tangan manusia maka pergerakan robot dapat langsung dideteksi secara visual melalui penglihatan mata. Sensor berupa perangkat keras yang diperlukan mungkin hanya berupa switch pembatas (limit switch) untuk menghindari bahaya diluar control. Cara ini dikenal sebagai pengendalian robot menggunakan remote control, baik secara wireless ( tanpa kabel) maupun menggunakan kabel. Pada panel control yang dipegang oleh operator terdapat tombol-tombol untuk mengontrol seluruh pergerakan sendi robot. Robot jenis remote control ini banyak digunakan untuk tugas yang sangat rumit, yang jika dibuat secara otomatis terlalu banyak kendala yang dihadapi.
Contoh klasik dalam bentuk permainan misalnya robot manual yang dikompetisikan dalam ajang kontes robot (Robocon). Spesifikasi dari robot menunjukan bahwa robot dikontrol sepenuhnya oleh manusia sebagai operator.
Sistem Kontrol Otomatis
Sistem pengendalian dimana faktor manusia tidak dominan dalam aksi pengendalian yang dilakukan pada sistem tersebut. Peran manusia digantikan oleh sistem kontroler yang telah diprogram secara otomatis sesuai fungsinya, sehingga bisa memerankan seperti yang dilakukan manusia. Di dunia industri modern banyak sekali sistem kendali yang memanfaatkan kontrol otomatis, apalagi untuk industri yang bergerak pada bidang yang prosesnya membahayakan keselamatan jiwa manusia.
Sistem kontrol otomatis mampu megendalikan sistem mekanik tanpa diawasi dan diberikan input masukan data yang berulang-ulang, karena didalamnya diberikan suatu rangkaian processor untuk memberikan perintah kendali secara otomatis. Sistem kendali otomatis setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian processor yang didalamnya terdapat memori pengingat data, signal conditioning untuk sensor, dan driver untuk actuator. Bila diperlukan bias dilengkapi dengan sistem monitor seperti seven segment, LCD (Liquid Crystal Display) ataupun CRT (Cathode ray tube). Sistem robot yang menggunakan otomasi berbasis processor dapat digambarkan sebagai berikut (Pitowarno, 2006:46):
Dari persamaan-persamaan diatas diadapat : n = (V-Ra.Ra) / C.Ф dengan: n = Jumlah putaran (rpm) V = tegangan jepit (V) Ia = Arus jangkar (A) Ra = Hambatan Jangkar (Ohm) C = Konstanta motor
Sehingga dengan memperhatikan persamaan tersebut, putaran motor akan dipengaruhi oleh tegangan motor, arus jangkar, tahanan jangkar dan medan magnet. Jika salah satu besaran diabuat variabel dengan besaran lain tetap maka banyaknya putaran akan sebanding dengan besarnya besaran tersebut.
Dengan demikian jika tegangan dibuat variabel dan besaran lainya dibuat tetap maka, besarnya tegangan akan berbanding lurus dengan kecepatan putaran. Untuk mendapatkan putaran rendah diberi tegangan rendah dan untuk mendapatkan putaran tinggi tegangan harus tinggi. Dengan demikian, masalah yang harus diselesaikan pada rangkaian pengemudi motor adalah bagaimana membuat tegangan output dapat bervariasi (dapat diatur mulai dai 0 Volt hingga tegangan maksimum secara linier).
Secara teori, spesifikasi ini dapat diperoleh dengan memanfaatkan rangkaian penguat transistor yang tegangan/arus basisnya dapat diatur untuk mendapatkan tegangan kolektor yang variatif. Akan tetapi, cara ini tidak disarankan, karena dapat menimbulkan panas yang berlebihan pada transistor. Hal ini disebabkan transistor bekerja pada daerah linier sehingga disipasi daya berupa panas yang setara dengan basil perkalian arus kolektor dengan resistansi kolektor emitor adalah relatif besar.
Seperti yang diketahui, resistansi kolektor emitor akan mendekati tak terhingga (atau hubungan terbuka) bila transistor berada dalam kondisi cut-off, dan resistansi menjadi minimum bila transistor berada dalam kondisi saturasi. Jika cut-off maka disipasi daya adalah mendekati nol sehingga tidak terjadi panas, dan jika saturasi maka resistansi mendekati nol sehingga disipasi daya pada sisi transistor juga mendekati nol sehingga panas juga tidak terjadi.
Pulse Width Modulation (PWM) adalah suatu teknik manipulasi dalam pengemudian motor (atau perangkat elektronik berarus besar lainnya) yang menggunakan prinsip cut-off dan saturasi. Transistor atau komponen switching didisain bekerja dengan karakteristik mirip, "linier" namun sebenarnya menggunakan teknik ON-OFF.
Ini dikarenakan lebar pulsa PWM yang dinyatakan dalam Duty Cycle dapat dirubah rubah secara linier yang menyebabkan tegangan rata-rata nya berubah
Dengan melihat gambar diatas maka besar tegangan rata-rata akan sama dengan,
Vavr = ( Ton / (Ton + Toff) ) x Vm
Atau jika dalam persen akan sama dengan,
Vavr = ( Ton / (Ton + Toff) ) x 100 %
Dengan :
Vavr = Tegangan rata-rata
Ton = Pulsa logika tinggi (T2-T1)
Toff = Pulsa logika rendah (T3-T2)
Vm = Tegangan puncak
Dalam aplikasi untuk driver motor DC-MP secara umum, frekuensi PWM dapat ditentukan mulai dari 60 hingga 2000Hz sesuai dengan kemampuan switching komponen. Pembangkitan pulsa PWM dapat diperoleh melalui berbagai rangkaian timer atau menggunakan mikrokontroller yang diprogram secara khusus.
Sehingga dengan melakukan pengaturan lebar pulsa dalam teknik PWM maka besar tegangan rata-rata pun dapat diatur yang pada akhirnya juga akan merubah kecepatan putaran motor.
pengalaman: Kuliah Kerja Nyata (KKN) “pendidikan Lingkungan Hidup” di Lembang Kab.Bandung, Prakerin di PT. Dirgantara Indonesia (PTDI) Bandung, Program Pendampingan SMK di SMKN 1 Jamblang (2009). Kegiatan lainnya: Seminar Robotech-Elektrovaganza HME JPTE FPTK UPI, peserta sekaligus panitia dalam workshop mikrokontroller AVR untuk Pemograman Robot HME JPTE FPTK UPI (2007), Instruktur pada pelatihan Basic Training Komunitas Mahasiswa Penggemar Otomasi dan Robotika, peserta Pelatihan Robotika Kontes Robot Indonesia (KRI) & Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) yang diselenggarakan oleh DIKTI pada tahun 2008 di Bandung. Prestasi yang diraih yaitu sebagai Juara III dalam Kontes Robot Indonesia (KRI) tingkat regional di UI(2009) dan Juara III dalam Kontes Robot Indonesia (KRI) tingkat nasional di UGM(2009).
Postingan
