Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Wednesday, January 10, 2018

Kontrol Lengan Robot 4 Servo Menggunakan Aplikasi Via Bluetooth


Kontrol Lengan Robot 4 Servo Menggunakan Aplikasi Via Bluetooth

Aditya Muhammad Wildan Bagaskara1, Helmi Adi Pradana2, Isep Suryana3, Samuel BETA4
 Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
E-mail : 1 amwbagaskara@gmail.com   , 2 helmi.adipradana@gmail.com   
3 isepsuryana59@gmail.com  , 4 sambetak2@gmail.com



Abstrak – Kontrol Lengan Robot 4 Servo Menggunakan Aplikasi Via Bluetooth adalah sebuah alat pengontrol lengan robot berdasarkan pergerakan dari motor servo yang dapat di kontrol secara nirkabel menggunakan Smartphone android sebagai pengontrolnya. Dengan menggunakan modul Bluetooth sebagai perantara antara mikrokontroller Arduino dengan Smartphone yang nantinya dikontrol melalui Smartphone tersebut. Pengguna dapat menggerakkan lengan robot sesuai dengan keinginan menggunakan perintah secara nirkabel melalui tampilan slider pada Smartphone.
Kata Kunci : Arduino, Android, Motor Servo, Bluetooth.
 
Abstract - Robot 4 Servo Arm Control Using Applications Via Bluetooth is a robot arm controller based on the movement of servo motors that can be controlled wirelessly using the android Smartphone as its controller. By using the Bluetooth module as an intermediary between Arduino microcontroller with Smartphone which will be controlled through the Smartphone. Users can move the robot arm in accordance with the desire to use commands wirelessly through the slider display on the Smartphone.
Keywords: Arduino, Android, Motor Servo, Bluetooth.


   I.         PENDAHULUAN

1.1      Latar Belakang
Saat ini hampir setiap orang tidak terlepas dari ponsel sebagai sarana telekomunikasi.  Awalnya fungsi ponsel hanya sebagai alat komunikasi, namun karena perkembangannya sangat pesat maka pemanfaatan ponsel bukan sekedar untuk komunikasi saja. Pemanfaatan teknologi telekomunikasi dengan media ponsel saat ini salah satunya adalah sebagai alat pengontrol lampu. 
Smartphone  merupakan device  yang memiliki sistem operasi yang memungkinkan untuk menjalankan berbagai
aplikasi. Salah satunya dalam aplikasi Kontrol Lengan Robot 4 Servo Menggunakan Aplikasi Via Bluetooth. Dalam aplikasi ini, Smartphone digunakan sebagai pengontrol lengan robot berdasarkan pergerakan 4 motor servo melalui perantara bluetooth secara nirkabel.

1.2      Perumusan Masalah
Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu:

  1. Bagaimana cara membuat perangkat yang dapat mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot ?
  2. Bagaimana cara memprogram perangkat yang dapat mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot ?
  3.  Bagaimana cara mengendalikan alat secara nirkabel melalui jaringan komunikasi Bluetooth ?
  4. Bagaimana cara membuat aplikasi pada Smartphone untuk mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot ?

1.3      Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Arduino ini adalah sebagai berikut:

  1. Dapat membuat perangkat yang dapat mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot.
  2. Dapat memprogram perangkat yang dapat mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot.
  3.  Dapat mengendalikan alat melalui jaringan komunikasi Bluetooth.
  4.  Dapat membuat aplikasi pada Smartphone untuk mengatur 4 motor servo yang diaplikasikan dalam lengan robot.

               II.         TINJAUAN PUSTAKA

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroller Arduino Uno.

2.1      Bluetooth HC05
Bluetooth HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1.     Komunikasi harus antara master dan slave.
2.     Password harus benar (saat melakukan pairing).


Gambar 2.1 Bluetooth HC-05

Jarak sinyal dari HC-05 adalah 10 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah :
a.     Hardware :
·       Sensitivitas -80dBm (Typical)
·       Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
·       Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
·       Kontrol PIO.
·       Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
·       Dengan antena terintegrasi.
b.     Software :
·       Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
·       Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
·       Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.

2.2      Mikrokontroler ARDUINO UNO
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328.  Memiliki 14 pin input dari output digital  dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.


Gambar 2.2 ARDUINO UNO

2.3      Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.
Penggunaan sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo. Penjelasan sederhananya begini, posisi poros output akan di sensor untuk mengetahui posisi poros sudah tepat seperti yang di inginkan atau belum, dan jika belum, maka kontrol input akan mengirim sinyal kendali untuk membuat posisi poros tersebut tepat pada posisi yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya mengenai sistem kontrol loop tertutup, perhatikan contoh sederhana beberapa aplikasi lain dari sistem kontrol loop tertutup, seperti penyetelan suhu pada AC, kulkas, setrika dan lain sebagainya.
Motor servo biasa digunakan dalam aplikasi-aplikasi di industri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain seperti pada mobil mainan radio kontrol, robot, pesawat, dan lain sebagainya.
Ada dua jenis motor servo, yaitu motor servo AC dan DC. Motor servo AC lebih dapat menangani arus yang tinggi atau beban berat, sehingga sering diaplikasikan pada mesin-mesin industri. Sedangkan motor servo DC biasanya lebih cocok untuk digunakan pada aplikasi-aplikasi yang lebih kecil. Dan bila dibedakan menurut rotasinya, umumnya terdapat dua jenis motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous.
• Motor servo standar (servo rotation 180⁰) adalah jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran  poros output-nya terbatas hanya 90⁰ ke arah kanan dan 90⁰ ke arah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰.
• Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya sama dengan jenis servo standard, hanya saja perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri.
Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰. Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.

Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya.

Gambar 2.3 Motor Servo SG90

               III.            PERANCANGAN ALAT


 3.1     Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
komponen yang digunakan dalam pembuatan alat kontrol lengan robot 4 servo menggunakan aplikasi via bluetooth ini diantaranya:
1.       Modul Bluetooth HC - 05
2.       Mikrokontroller Arduino Uno
3.       Motor Servo SG90
4.       Rangkaian Power Supply 12Volt & 5Volt.

 3.2     Blok Diagram Hubungan Komponen Utama


Gambar 3.1 Diagram Blok

Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram diatas :
1.       Smartphone Android digunakan sebagai masukan untuk mengirim perintah kendali 4 motor servo.
2.       Bluetooth HC-05 digunakan sebagai media perantara yang menghubungkan motor servo dengan APK pada smartphone sehingga dapat mengirimkan data melalui jaringan nirkabel Mikrokontroller Arduino UNO digunakan untuk memproses data masukkan berupa kontrol sudut atau gerak 4 motor servo.
3.       Mikrokontroller Arduino UNO digunakan untuk memproses data masukkan dari smartphone, kemudian memproses dan mengirimkan data tersebut melalui bluetooth sehingga dapat ditampilkan data pada aplikasi android dan ke luaran.
4.       Motor servo digunakan sebagai luaran setelah mendapat perintah kendali dari smartphone yang dapat menggerakkan tangan robot.

 3.3     Diagram Alir

Gambar 3.2 Diagram Alir

3.4  Gambar Rangkaian
Gambar 3.3 Gambar Rangkaian

3.5  Gambar Pengawatan

Gambar 3.4 Gambar Pengawatan

3.6   Cara Kerja Alat
Cara kerja modul ini yaitu dengan menggunakan Smartphone. Dengan cara pertama-tama pengguna harus meng-instal aplikasi “Robot Arm Arduino” untuk memproses sensor bluetooth. Setelah aplikasi ter-install lalu pengguna membuka aplikasi tersebut dan sebelumnya pastikan bluetooth pada Smartphone dalam keadaan aktif. Pada tampilan menu awal tekan bagian logo Polines pada aplikasi lalu pilih device bluetooth sensor HC-06 yang akan di hubungkan. Setelah itu maka akan tertulis Connected. Terdapat tampilan menu yaitu Slider Biru untuk mengontrol motor servo 1 dengan sudut maksimal 180, Slider Kuning untuk mengontrol motor servo 2 dengan sudut maksimal 90, , Slider Merah untuk mengontrol motor servo 3 dengan sudut maksimal 180,  Slider Hijau untuk mengontrol motor servo 4 dengan sudut maksimal 90.
Untuk menggerakkan lengan robot, pengguna dapat mengatur pergerakan motor servo dengan cara menggeser slider Biru untuk menggerakan bagian dasar lengan robot yang digerakkan dengan motor servo 1, Slider Kuning untuk menggerakkan bagian siku lengan robot yang digerakkan dengan servo 2, Slider Merah untuk menggerakan bagian pergelangan tangan robot yang digerakan dengan servo 3, Slider Hijau untuk menggerakkan bagian tangan penjepit robot yang digerakkan dengan servo 4.

 3.7    Pengujian Alat
Tampilan APK Android
1.     Tampilan Awal


2.     Menghubungkan Perangkat



3.     Tampilan Awal Setelah Bluetooth Terkoneksi


4.     Posisi Setting Awal Posisi Semua Servo



Tampilan Aplikasi dan Posisi Alat
1.     Saat Setting Sudut pada Posisi Awal



2.     Saat Setting Servo 1 pada Sudut 90 Derajat



3.     Saat Setting Servo 2 pada Sudut 45 Derajat



4.     Saat Setting Servo 3 pada Sudut 90 Derajat



5.     Saat Setting Servo 4 pada Sudut 90 Derajat



           IV.  PENUTUP

4.1     Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
  1. Pengontrol lengan robot dapat dilakukan menggunakan motor servo dan diproses dengan mikrokontroller Arduino.
  2. Masukan dari smartphone melalui media komunikasi bluetooth diproses sesuai dengan program yang telah dituliskan pada arduino yang bertujuan untuk mengontrol lengan robot sesuai dengan yang dikehendaki.
  3. Pengendalian perangkat dapat menggunakan smartphone yang berkomunikasi dengan media bluetooth yang terhubung dengan serial komunikasi pada mikrokontroller  Arduino UNO.
  4. Aplikasi “Robot Arm Arduino” yang telah dibuat dan digunakan sebagai antarmuka pada smartphone dibuat dengan aplikasi App Inventor yang bertujuan mempermudah pengiriman dan penyajian data.

REFERENSI
[1] 42 Bots. (2014). HC-06 Bluetooth Module Datasheet and Configuration with Arduino. [Online]. Tersedia : http://www.42bots.com/tutorials/hc-06-bluetooth-module-datasheet-and-configuration-with-arduino/amp/ [18 Oktober 2017]
[2] Suhendri Hendri. (2013). Arduino UNO. [Online]. Tersedia :
[3] Tutor Bagus. (2017). Pengertian Servo dan Prinsip Kerja Servo. [Online]. Tersedia : http://www.tutorbagus10.blogspot.com/2017/01/pengertian-servo-dan-prinsip-kerja-servo.html [12 Oktober 2017]

Silahkan Download Disini :

  1. klik Jurnal
  2. klik Program
  3. klik Diagram Alir
  4. klik Diagram Blok
  5. klik Gambar Rangkaian
  6. klik Gambar Pengawatan
  7. klik Gambar Pengawatan Dalam
  8. klik Gambar Pengawatan Luar
  9. klik Video Demo Alat
  10. klik Aplikasi


Biodata penulis:



Nama penulis Aditya Muhammad Wildan Bagaskara. Penulis dilahirkan di kabupaten Kudus tanggal 21 Agustus 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N 04 Jati Wetan Kudus, SMP N 02 Jati Kudus, dan SMA N 02 Kudus. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.01. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email:

amwbagaskara@gmail.com






Nama penulis Helmi Adi Pradana. Penulis dilahirkan di kabupaten Kudus tanggal 18 November 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di, MI Muhammadiyah 01 Kudus, SMP N 01 Jati Kudus, dan SMK Muhammadiyah Kudus. Tahun 2015  penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.12. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email:

helmi.adipradana@gmail.com



Nama penulis Isep Suryana. Penulis dilahirkan di kabupaten Sukabumi tanggal 08 November 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Cidadap Sukabumi, SMP N 01 Surade Sukabumi, dan SMA N 01 Surade Sukabumi. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.13. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email:
isepsuryana59@gmail.com




No comments:

Post a Comment