ISSN: 1693-6 930                                                         65                             Kendali Ni rka bel De ngan I n fra Me rah P engg era k  Le n gan… (Mu c hl as)  KENDALI NIRKABEL DENGAN INFRA MERAH  PENGGERAK LENGAN ROBOT BERBASIS  MIKROKONTROLER AT89S52      Muchlas, Nu rhida y at, Ribb y  Essabella  Program Studi Tekni k  Ele k tro  Universit a s Ahma d Da hlan   Kampus III UAD Jl. Prof Soepom o Janturan Yogy akarta 55164  Telp 027 4-37 9418, 38 152 3 ,  Fax 0274-3 8152 3   Email: muchl a s@lyco s.co m, nhd76 @y ahoo. com        A b st r a k  Penggu naa n  rob o t dirasa kan  sangat  penting  dala m  m eningkat kan  proses  prod uksi  suatu in du stri. Penelitian ini bertuju an  m e ranca n g  prototype le ngan  robot  deng an kend ali  nirkabel  be rb asi s  m i kroko n trole r  AT8 9 S 52.  Kend ali nirkab el  se bagai  pem icu ge ra k b e rupa  rem o te control infra m e rah  kelua r an  NEC den gan pe nerim a kom p onen infrare d  recei v e r  m odule   (IRM ).Ha sil  p enelitian  m enunju k kan  b ahwa p r ot ot ype le nga n  ro bot yang  di rancang  de ng an   ken dali nirka bel berba sis  m i krokontrol e r AT89S 52 d apat dikend a likan d eng an  aku r a s i sud u t  seb e sar 5 °  u n tuk m e m i ndahkan o b je k. Keterbata s a n  torsi  dan  si stem  m e kanik  yan g  dig una kan   m a sih m enjadi ken dala ut am a yang ha rus diting kat k a n .     Kata Kunci : m i krokontrol e r, lengan  rob o t, kendali ni rkab el ,  rem o te control       1. PEN DA HU LU AN  Perkemba ng an di dunia i ndu stri dala m  bebe rapa  dekade terakhir ini dira sa  sang at   cep a t. Para   pemilik d an  peng elola  in dustri   selal u  men g ingin k an h a sil  yan g  ma ksimal   dan  optimal da ri  pro s e s  yang  dilakukan di i ndu striny a. B e rba gai  cara  dilakukan, da ri peni ng kata n   kualita s  da n  kua n titas p r o duksi, sa mpa i  kepa da  efi s i ensi d a ri b e rbagai p r o s e s  yang dila ku kan.  Salah satuny a den gan m e manfaat kan  teknol ogi  ro bot. Sistem robotik  den ga n sifat kend ali   tanpa kabel  (nirkab e l)  se karang b a n yak di ma nfaatka n man u sia di b e rbagai bi dan g.  Pemanfaata n  si stem  den g an ni rkabel  b anyak dipili h karena   tida k memerl ukan   i n stala s i ka be l  data yan g  t e rlalu  ba nya k . Hanya  m engg una kan  pe ralatan   trans mitter  dan   receiver  ser t a  bebe rap a  pe ralatan pe ndu kun g , dapat d i ken dali k an  suatu apli k a s i elektroni k da ri panel kontro l.  Penelitian i n i  aka n  mel a ku kan  pe ran c a n gan m odel  da n pe ngem ba ngan  apli k a s i  leng an  robot  ke ndali  nirkabel  me nggu na kan  p engg era k  m o tor  ste ppe r .  Leng an robo t dibuat untu k   dapat b e rg erak  se suai  de ngan  peri n ta h yang di beri k an. Si stem  rem o te  pad a  ken dali le ng an  robot ini me n ggun akan se nso r  infra me rah untu k  me milih peri n tah  yang telah di prog ram.    Disedia k an  bebe rap a  pi lihan inst ru ksi den gan  cara men e kan tombol  untuk  memeri ntah kan le nga n robot te rsebu t bergerak  se suai  de ng an p o si si y ang  diingi nkan.  Perge r a k an l enga n ro bot  diatur  sefle k sibel da n  sebe bas  se su ai d enga n arah, j a ra k da n ge rak  yang dipe rbol ehkan untu k   mencapai lu a s  rua ng sema ksim a l mun g kin.              2. METODE  PENELITIAN  Penelitian dil a ku ka n untu k  meran c ang  dan membu a t sebua h  prototype  le nga n  r o bo t  mengg una ka n motor  ste p per  seba gai  peng gerak, i ndikator ge ra k, dan si ste m  mikro k o n troler  seb agai  ken d a li dari semu a siste m  yang ada.   Seca ra u m u m , ran c an ga n leng an  ro bot dan  si stem kerja n ya  dapat dili h a t pada    Gamba r  1. L enga n akan  berg e rak  se suai den gan t o mbol yan g   diteka n dan  displ a y  s u du t  a k an   menam pilkan  besa r  su dut yang ditempu h .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                         ISSN: 16 93-6 930             TELKOM NIKA   Vol. 3, No. 1, April 2005  :  65 - 70   66     Gamba r  1. Blok Sitem Kerj a Leng an Ro bot      2.1. Remote  Co n t rol   Rem o te con t rol  yang di pakai meng guna ka n  re m o te  VCD kelu ara n  da r i  NEC.  Pemanfaata n  tombol diten t ukan  sendi ri  dengan m e milih tombol yang aka n  di guna ka n. Setia p   tombol memil i ki leba r p u lsa  data yang b e r bed a-beda  d enga n bentu k  pulsa  rem o te  dapat dia m at i  mengg una ka n  oscilloscope . Leb ar  pulsa data  dari tia p  to mbol yang   digun akan a k an   dimasukk an k e   li sting  pro g ram  untu k   menge nali  si nyal yang  di kirim  rem o te  ke  mik r ok on tro l e r .  Leng an robot  akan  berge rak da n mem beri k an  be sar sudut tiap l e ngan ji ka tom bol pad a  rem o te  control  dite kan. Sinyal y ang di ki rimkan be ru pa  satu  frame  pu lsa, d enga n  panja ng 1   frame   se kit a r   58, 5 m s sam pai 7 6 , 5 ms.   S a t u   frame  sinyal   terdiri  ata s  3  pul sa ya ng  terbentu k . Pu lsa   pertam a  me mbentu k   sinyal  He ade r Code  yang m e miliki panjang gel ombang sekitar 13, 5ms.   Sinyal  heade r cod e  menu njukka n bah wa ad a sinya l  yang dikirim k an ol eh  rem o te control , d an  mikrokontrol e r akan me ngi nisiali s a s i ba hwa  siny al te rse but sesuai  deng an format yang tel ah  ditentukan. Pulsa  ked ua b e rup a   Custo m  Code  yan g  terdiri  atas 2 sinyal yan g  masi ng-ma sing   terbentu k  ata s  8 bit. Pulsa  ketiga b e ru p a   Data Cod e  yang memili ki dua  sinyal  masin g -m asi ng  terbentu k  8  bit. Pulsa  Data c o de  a k an men entu k an tombol  a pa yang tel a h ditekan d a n   memeri ntah kan mikro k o n trole r  mela ku kan  satu  ekse ku si. Logi ka 0 memili ki  perio de p u l s a  seb e sar 1,12 5 ms, dan log i ka 1 memili ki  period e  pul sa seb e sar 2,2 5 .    2.2.  Infrare d  Rec e iv er Module  Infrare d  rece iver m odule   (IRM ) ad alah  kom pone n  photo tran sistor yang  dig una kan  seb agai  pe ne rima  sinyal,  kompon en i n i t e rdi r i d a ri  tiga kaki  yaitu  g r oun d , Vcc, d an  o u tput . Kak i   output  suda h  beru pa p u lsa logi ka ‘1’  dan ‘0’ ta np a  ca rri er , bi sa dihu bung kan lan g sung  ke  mikrokontrol e r.  Kaki kelu aran IRM a k an  dihub ung kan  deng an  po rt  3.3 (INT 1 ) .     2.3. Mikrokon trol er  AT8 9 S52   Mikrokontrol e r yang di gu nakan b e rje n i s AT89S5 2   mengg una ka n mode  sin g le chi p   sehi ngg a ra ngkaian mi kroko n trole r  h anya terdiri  dari  chip  mi kro k o n trol er  AT89S52, d a n   rang kai an o s i l ator. Kompo nen kristal ya ng digu na kan  pada o s ilator bernilai 1 3 ,5  MHz .        Gamba r  2. Rang kaia n  Solid State Switc h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA  ISSN:  1693-6 930                       Kendali Ni rka bel De ngan I n fra Me rah P engg era k  Le n gan… (Mu c hl as)  67 2.4. Driv er  Motor  Motor  ste ppe r  yang digu na kan d a lam pe ran c an gan ini  adalah moto r  stepp er  tipe  hybri d   dan si stem  b e litan  un ip o l ar  (belitan  terpusat),  sehin gga  hanya  membutu h ka n  4 bua h sa klar  elektroni s. Motor  ste ppe r  umumnya m e merl ukan a r us list r ik yan g  relatif be sa r yaitu antara 1  hingg a 2 A. Untu k itu kel uara n  da ri pe ngen dali mot o r  ste ppe r  pe rlu di kuat kan  sehi ngga  da pat   mengali r kan  aru s  yan g  b e sa r. Pen g u a t tersebut  d apat di angg a p  seba gai  s o lid st at e sw it ch   karena  ha nya  meng ha silka n  si nyal ting gi  dan   renda h  (1 da n 0 ) . G a mbar 2  beri k u t  adala h   ske m a   rang kai an  sol i d state switch .    2.5.  Displa y  Pen unjuk Sudut  Tempuh   Dis p la y  penu njuk sudut di guna ka n untuk men get ah ui perg e ra ka n sudut tiap lenga n.   Ran g kaian i n i terdi r i da ri  IC de ko der  74LS47  de n gan m e mbe r i k an  nilai ta h anan  220   ohm .  Setiap pen a m baha n satu  satua n  pa d a   displa y  ma ka  sud u t bertambah 5 ° , jadi untu k   su dut  seb e sar 18 0°  akan ditam p ilka n  ang ka  36. Nilai yang ditampil ka n  displa y  unt uk leng an d u a   se suai  de ng an b e sar su dut sebe narnya.  Penam baha n le d 1  dan  led  2   digun akan  u n tuk  mengeta hui l enga n yang sedan g dijalan k an.       2.6.  Rang ka Len g an Rob o t  Model le nga n  robot ini te rd iri da ri du a le ngan  ( link )  d an satu bu ah   end effe ctor .  Sendi  ( joint ) pe rtam a terletak di  bagia n   base , diguna kan  untuk me ngg era k kan len g an satu. Sen d i  ked ua digun aka n   u n tuk mengg erakka n  len gan   dua .  Tiap sen d i digerakan ol eh  moto r  ste pper   yang sebel u m nya ditra n smisikan m e l e wati  sist em  roda  gigi.  Agar p e rg eraka n  len gan  dua  bekerja  de ng an b a ik,  ma ka si stem  ro d a  gigi  ditam b ahkan  den ga n roda  gigi  ul ir. Pena mbah an   roda  gigi  ulir i n i be rtujuan  a gar l enga n d apat be rge r a k  secara hal u s  da n me nah an ge ra k le ng an  saat tida k b e k erj a   karena  adanya  berat beba n le n g a n . Model l e n gan  robot  da pat dilihat p a da  Gamba r  3 di bawah ini. Pengatu r an p o s isi a w al  tiap  lengan robot  dimulai dari  0° untu k  leng an  satu da n 90°  untuk le nga n dua terh ada p  lengan  satu (lihat Gamba r   3 b).       (a)       (b)       Gamba r  3. Rancang an Le ngan  Rob o t; (a) Mod e l ran g ka le nga n ro bot tampak d epan;   (b) Mo del ran g ka le nga n ro bot tampak at as.     3.  CA R A  KER J A AL AT   Program dim u lai da ri pem bacaan va ria bel y ang ditul i s dala m  listi ng program. Variab el  ini terdiri  dari  label-l abel a t au  regi ste r  yang be rfun gsi seba gai p e ngga nti  regi st er   yang ada di  mikrokontrol e r. Pembacaa n data  rem o te  dimulai de ngan me ngin i siali s a s i pulsa yang masuk  pada  po r t  P3 .3. Selanjutnya prog ram  aka n  memb e r ika n  data he ksa ke  regi ster  data  remote .  Setiap data yang dima su kan  ke  re gist er  data  remote  akan di sel e ksi oleh setiap data he ksa   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                         ISSN: 16 93-6 930             TELKOM NIKA   Vol. 3, No. 1, April 2005  :  65 - 70   68 tombol ya ng  digun akan. A pabila  ad a d a t a he ksa ya n g  sesuai  den gan  data   rem o te  tombol mak a   interu ksi sel a njutnya  menj alan kan ekse ku si  pr og ram .  Jika tid a k  a da data  he ksa yang  se su ai  deng an data  rem o te  tombol, maka prog ram akan me nung gu sa mp ai adanya pe nekana n tombol  sela njutnya yang memili ki  ke se suai an d a ta heksa to mbol.  Mikrokontrol e r  a k an memb erikan pulsa pemicu  pa da setiap  dri v e r  motor.  Pul s a pemicu  ini akan me - swit ch  tran si stor untuk me mutar moto r  stepp er . Setiap  dri v er  di b e ri pul sa pe micu  berb eda -be d a  sesuai  de ngan  leng an  yang  akan  dige ra kkan.  Pembe r ian   pulsa tiap   driver   ditunju k kan p ada Tab e l  I di bawa h  ini.    Tabel I. Pemberia n pul sa tiap  dri v e r  yan g  digun akan.   Urutan Pu lsa  Yang D i kirim   Motor 1  Motor 2  Motor 3  Arah  Putar   1  2  3  4  1  1  0 0 1 0 0  1  1  0  0 1  1  Ka n an  1  1 0 0 0 1  1  0  0  1 1  0  0  1 1 0 1 1  0  0  1  1 0  0  0  0 1 1 1 0  0  1  1  0 0  1  1  0 0 1 0 0  1  1  0  0 1  1  1  2  3  4  1  0  0 1 1 1 0  0  1  1  0 0  1  Kiri  0  1 1 0 1 1  0  0  1  1 0  0  1  1 0 0 0 1  1  0  0  1 1  0  1  0 0 1 0 0  1  1  0  0 1  1  0  0 1 1 1 0  0  1  1  0 0  1      4. HASIL  PENG U JIAN  Data pe rtam a yang diam bil adala h  be sar  su dut da ri motor untu k  besa r   sudut  tempuh   lenga n sebe sar  5°.   Besa r sudut  tia p  lenga n satu dan  l enga n dua   dib andi ngkan deng a n   penam pil  di splay . Pe ne kanan  tombol  se ca ra  berkala, yaitu  data yan g   diambil  den gan   mengg erakka n leng an d a ri posi s i a w al  ke  posi s i  a k hir.  Data  u n tuk p r o g ra m demo  dia m bil  deng an men e mpatkan let a k obj ek pa d a  jara k 34,47  cm dari sum bu putar le ng an satu (l eng an  satu di po sisi  0° dan leng a n  dua di po si si 50° ) den ga n jara k 6 cm  di atas lantai.  Motor  stepp er   yang  dig una kan seba gai p engg era k   l e n gan rob o t  me m punyai  data ,  terlihat p ada  Tabel  2. Seti ap   motor mem p unyai  step a n g le  berbed a-beda.     Tabel 2. Data  perputa r a n  motor  ste ppe r  satu  kali pe nekana n tombol.  Motor  Jenis Motor  Stepper   Step ang le   Peng ula n g a n   Satu  Loo p   Sudut T e mpuh   Motor (derajat)   Ke te ra ng an  1  Hybrid   1,8  6  43,2   Len ga n  I  2  Hybrid   3,6   25 atau  30   360 ata u  43 2   Len ga n II  3   Hybrid   7,5  1  30   Penca p it       Tabel 3. Data  pengu ku ran l enga n per la n g ka h dari p o sisi awal.  Displ a y   Besar sud ud h a sil p eng ukur a n  (dera j at)   Rata-rata  (deraj at)   L I  LII  Data I  Data II  Data III  L I  L II  L I  L II  L I  L II  L I  L II  0  50   0 50  0 50  0 50  0 50   1 55   5  55,5   4,5   55, 5   5  55,2  48,3  55,4   2  60   10  61  10   60,5   10   60,2   10   60,56   3  65   15  66  15   65,5   15   65,5   15   65,66   4  70   20  71  20   70,5   20   70,5   20   70,66   5  75   25  75  25   75,5   25   75,2   25   75,23   6 80   30,5   80   30   80, 5  30   80,1   30,16   80,2   7  85   35  85  35  85   35,5   85,1   35,16   85,03   8  90   40  90  40  90   40,5   90  90  90     Dari  data  h a sil p e rcob a an yang  dip e role h, kemu dian di ambil  nilai rata-ra t a untuk  mengeta hui kemamp uan d an  kea k u r ata n   leng an ro b o t bergerak d enga n be sa r  sud u t ge ra k tiap  lang kah. Sel a ng  wakt u pe rgera k a n  le ng an robot  dari   prog ram  dem o diam bil unt uk m eng etah ui  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA  ISSN:  1693-6 930                       Kendali Ni rka bel De ngan I n fra Me rah P engg era k  Le n gan… (Mu c hl as)  69 wa ktu rata -ra t a dalam pe mindah an ob jek. Kara kt e r i s tik  kerj a me kani k dia m bil  dari data ya ng  diambil  den g an me mban d i ngkan p e rpu t aran  da ri m o tor  stepp er   deng an b e sa r sudut l eng an.  Perge r a k an  tiap lenga n  yang dipi cu oleh p e rp utaran  moto r  step pe r  mempu n yai data  perb andi nga n  den gan  displ a y . Data dia m bil  de nga n pene ka nan  t o mbol  Up ,  Dow n ,  Rig h t ,   dan   left . Data beb erap a progra m  demo da pa t dilihat pada  Tabel 3.       Tabel 4. Data  demo men g a m bil dan me mindah ka n o b jek (bola pi n g -po n g ) .  Perc. Bola  ke  Ketepata n  (cm)  wa k t u   (detik)   Kesal aha n  (%)  Waktu rata- rata (detik)  Ambil  Letak   I  1 T   T   52,18   10%  52,23 04   2 T   T   51,94   3 T   T   51,88   4 KT   T   52,8   5 T   T   52,35 2   II   1 T   T   52,1   0%  52,36 32   2 T   T   52,08   3 T   T   52,32   4 T   T   51,5   5 T   T   53,09 6   III   1 T   T   52,18   0%  52,24 42   2 T   T   52,09   3 T   T   51,93   4 T   T   52,8   5 T   T   52,22 1   IV  1 T   T   52,89   0%  52,17 68   2 T   T   51,36   3 T   T   52,1   4 T   T   52,65   5 T   T   51,88 4   V  1 T   T   52,10 5   0%  52,21 46   2 T   T   52,07 5   3 T   T   52,04   4 T   T   52,95   5 T   T   51,90 3   Ke te ra ng an :  T      =  T epat  KT     =  Kurang T epat    W T    =  Wa ktu  T e mp u h            Gamba r  4. Daera h  Perg eraka n  Len gan  Rob o t      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                         ISSN: 16 93-6 930             TELKOM NIKA   Vol. 3, No. 1, April 2005  :  65 - 70   70 Pengam bilan  data pro g ra m demo dila ku kan d eng a n  menga mbil  dan memin dah ka n   obje k  (bol a pi ng-p ong ) da ri  titik awal (A) ke ti tik akhir  (B). Ja ra k ma ksim a l yang  dapat ditemp uh   pen capit seja uh 34,47  cm , dengan  po sisi  sud u t ke dua sebe sa r 50°. Sistem  pencapit dib uat   hanya u n tuk  memind ah ka n bola  dari  p o si si yang te l ah ditentu k a n .  Posisi  perg e ra kan  ma ksi mal  yang dap at ditempuh len g a n  dapat dilih a t  pada Gamb ar 4.       5. KESIMPULAN  Setelah dil a kuka n pe ra ncanga n da n p enguji an al at dap at ditari k ke simp ulan   seb aga i   beri k ut:  1.  Telah da pat  diran c an g  prototype  len gan ro bot berba si s mikroko n trole r  AT89S52, bai k  pera n g k at  ke ras ma upu n  pera n g k at l u naknya, de ng an m e manfa a tkan   remote  in fr a mer a h  seb agai ken d a li  nirkabel.   2.  Ha sil yan g  di dapat kan  da ri pe ran c an ga n len gan  rob o t ini, b anya k  m e miliki  ke lebiha n d an  ke kurang an, hal  ini se su ai deng an  fa ktor  mo tor yang  d i guna ka n ma upun  me kani k yan g  ad a.  Sistem  me kanik masi h membutu h ka n  tingkat  ke telitian yang  memad a i. Diba nding ka n  deng an l eng a n  robot  buata n  pa bri k  ya ng  bany a k  men ggun akan si stem  tekana n atau  p o mpa  hidroli k ,  ke ku atan d an  ke cep a tan  gera k  le nga n  rob o t ha sil  ran c anga n ini  m a sih  bel um  memadai.  3.  Pengga bun g an dua si ste m  atau lebih y ang berb eda su mbe r  tegangan nya (ran g kaian   mikrokontrol e r,  displ a y,  dan   dri v e r  mot o r), ji ka  gr o u n d dija dika n  satu ma ka  kesel u ru han  rang kai an a k an tetap be ke rja, ka ren a  titik acuan n e tra l  adalah  sam a .  4.  Leng an ro b o t pada pe nelitian ini meru pa kan  model len g a n  robot ind u stri yang   mengg una ka n dua b uah  motor p eng gera k  u n tuk tiap geraka n  ditamba h   motor u n tuk  pen capit be b an. Dalam  p engem ban ga n lebih lanj ut, bentuk le ng an dan  e nd effector  robo t  dapat dibuat dan dise su aikan  d enga n ke butuha n  siste m  me kani k y ang  dike ndali k an  de nga n   padu an prog ram peng end a li gera k an te rseb ut.  5.  Gera k tiap le ngan pa da p enelitian ini  memiliki kem a mpua n perp i ndah an tiap sud u t seb e sa r   5 deraj at.      DAF TA R PU STAK A   [1]  Malik, M.  I., 2003,  “ Belajar Mikrokontroler  Atmel AT9S 8252 ””,  Penerbit  Gava            Media, Yogya k rta   [2]  Subardon o, A, 2001, “ Pe manfaa tan  M i krokontrol e r 8031 Se b a gai Pengen d ali Lengan  Robo t Terpr ogram ”, Skri psi S-1, Universita s G a jah  Mada, Yogyaka r ta   [3]  Koren, Y, 198 7, “ Robo tic for Engineers ”, Mc Graw-Hill Book Co., Singapo re   [4]  Cahyo no, A.  E., 2001,  “ Autonomou s M obile Ro bot  B-Ca k ”,  Proyek Akhir, Politenik  Elektro n ika Negeri Su rab a y a Institut  Teknol ogi Sepul uh No pemb e r, Surabaya   [5]  Amstesd, B. H., Ost w ald,  P. H., Bege man, M. L.,  1993,  “ Tek n ologi M ekanik ”, jilid 2,  pene rjem ah  Priambo do, Penerbit Erlan gga, Ja ka rta   [6]  Sutris no, 1986, “ Elektroni ka Teori dan  Penerapa nn ya ”, Pene rbit ITB, Bandung   [7]  Nal w an, P. A., 2003,  “ Pandu an Praktis Te kni k  Antarmuk a dan Pemograman   M i krokontrol e r AT8 9 S51 ”, Penerbit PT Alex Media Komputind o , Jaka rta   [8]  Cha r le s, A. S. And William ,  L. Mc. N., 1 986, “ Indu str i al Elektroni c And  Ro botics ”., Mc  Gro w  Hill Boo k  Com pany, Ne w York  [9]  http://www.ge ocitie s.com/ sl ametbudi arto/ s oto/kc.html   [10]  http://www.all datasheet.co m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.