Sunday, January 23, 2011

Sortir Objek Berwarna Menggunakan Robot Lengan

Bismillaahirrohmaanirrohiim..
Posting kali ini saya ingin nge-share skripsi makalah sewaktu kuliah dulu. Setelah kita mempelajari LCD, ADC (sensor warna) dan servo (belum saya post), kita dapat membuat aplikasi mikrokontroller yang sangat menarik : "Membuat Robot Lengan untuk Sortir Warna Objek".

Sedikit pengantar (abstrak) :

Perancangan robot lengan terdiri atas 4 (empat) derajat kebebasan dengan gripper (penjepit) sebagai Effectornya. Robot ini berfungsi sebagai pemindah barang berdasarkan warna secara semi-otomatis. Secara keseluruhan, sistem otomasi ini terdiri dari robot lengan, konveyor statis berupa bidang miring sebagai tempat objek, dan wadah sesuai warna (merah, biru, hijau, dan hitam).
Sistem ini terdiri dari sensor warna, mikrokontroller ATMEGA32, dan 6 (enam) buah servo sebagai aktutator lengan. Sensor warna terdiri dari photodiode sebagai penerima pantulan intensitas cahaya dari LED Red-Green-Blue(RGB) yang dipancarkan ke objek. Sensor ini berfungsi sebagai masukan warna objek yang terdeteksi, hasil pembacaan sensor warna ini kemudian diproses melalui mikrokontroler dan dilakukan perhitungan jumlah objek berdasarkan warna yang kemudian ditampilkan di LCD 16x2.
Untuk penentuan posisi target peletakan objek ke wadah berdasarkan warnanya digunakan metode pemetaan arena. Posisi ini dapat diatur secara manual dan kemudian disimpan di memori mikrokontroler sebagai acuan aksi atau pergerakan robot lengan.

Kata kunci: robot, robot lengan, sensor warna, photodiode.




1. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Mekanik

Perancangan perangkat keras sistem ini terdiri dari beberapa bagian, yakni mekanik, sistem minimum mikrokontroler AVR ATMEGA32, sensor warna, penampil LCD 2x16, tombol menu, dan baterai sebagai power supply untuk keseluruhan sistem. Secara umum robot ini memiliki diagram blok yang ditunjukkan pada Gbr. 1.


 Robot lengan ini memiliki 4 (empat) derajat kebebasan (DOF) dan tersusun atas 6 buah servo yang memiliki torsi berbeda-beda, yakni empat buah servo dengan torsi 10 kg (HS-5645MG) dan dua buah servo dengan torsi 3 kg (HS-311). empat buah servo tersebut memiliki torsi yang lebih besar karena beban yang ditanggung juga lebih besar. Satu buah sebagai tumpuan keseluruhan lengan, dua buah untuk  mengangkat ruas lengan  utama (digabung menjadi satu) dan satu buah untuk mengangkat lengan penjepit. Sedangkan servo dengan torsi lebih kecil hanya digunakan pada bagian penjepit objek saja. Rancangan bentuk robot lengan dalam Free Body Diagram (FBD) dan konfigurasi robot secara keseluruhan tersaji pada Gbr. 2(a) dan Gbr. 2(b):





Objek yang digunakan berbentuk kubus dan dibuat dari bahan styrofoam dengan ukuran 5 x 4 x 5.5 cm dan dibagi menjadi 4 jenis warna yakni merah, hijau, biru, dan hitam. Sebagai tempat objek sebelum disortir, digunakan konveyor statis yang memanfaatkan bidang miring. Penempatan objek juga diacak. Setelah discan warnanaya, objek akan di pindahkan ke dalam wadah yang telah disediakan berdasarkan warna yang terbaca. Desain objek dan konveyor statis ini ditunjukkan pada Gbr. 3(a) dan Gbr. 3(b).
Sedangkan untuk denah pemasangan komponen-komponen mekanik berupa robot lengan, objek, konveyor dan wadah diatas disusun sesuai dengan bagan pada Gbr. 4.





Mikrokontroler ATMega32
Robot ini hanya menggunakan satu buah chip pengontrol yaitu mikrokontroler ATMega32. Mikrokontroler ini memiliki 32 pin I/O dan digunakkan sebagai jalur masukan dan keluaran semua sistem elektronika pada robot ini. Mikrokontroler ini memiliki kapasitas memori flash yang cukup untuk menampung semua program untuk sistem ini yaitu 32kbyte. Keunggulan dari mikrokontroler ini yaitu memiliki fasilitas ADC (Analog to Digital Converter) sebagai masukan sinyal sensor warna. Semua sistem elektronika dapat dilihat pada rangkaian pada Gbr. 5 :




Sensor warna
Sensor warna terdiri dari 1 buah photodiode dan 3 buah LED superbright yang terdiri dari warna primer RGB (Red, Green, Blue) yaitu merah, hijau, dan biru. Ketiga LED warna tersebut akan menyala bergantian dan diatur oleh pin mikrokontroler dengan proses sistem bergantian(scanning). Keluaran dari rangkaian pembagi tegangan sensor akan dibaca oleh pin ADC internal mikrokontroler. Setiap warna LED yang dipancarkan akan memantulkan intensitas cahaya yang berbeda-beda pada setiap warna objek.
Rangkaian sensor ini merupakan rangkaian pembagi tegangan yang dapat dilihat pada Gbr. 6 :


2. Perancangan Perangkat Lunak
Program Utama
Program utama dari sistem otomasi ini adalah berupa proses pengenalan objek an peletakan objek tersebut berdasarkan warnanya. proses ini ditunjukkan oleh diagram alir pada Gbr. 7 :
 
Tahapan proses sortir objek ini adalah sebagai berikut. Pertama-tama, lengan berada pada posisi default kemudian dilakukan pembacaan nilai sensor warna dengan pemanggilan sub program cek warna objek dengan melakukan perbandingan nilai pembacaan sensor warna dengan database warna yang telah disimpan sebelumnya. Kemudian LCD menampilkan jumlah objek yang telah disortir berdasarkan warnanya di baris kedua. apabila tidak ada objek terdeteksi, program akan kembali ke posisi default. Selanjutnya, LCD menampilkan warna objek seiring dengan pengambilan objek oleh lengan pada konveyor. Tahap terakhir lengan meletakkan objek pada wadah sesuai warnanya

Untuk lebih jelasnya, Download aja makalah saya :
makalahku



preview :



video

Demikian, semoga bermanfaat dan dapat dijadikan referensi


Related Post:

25 comments:

  1. berarti untuk scanning warna balok2nya, ditunggu sampai 3 warna primer selesai menyala ya? sudah pernah dicoba untuk mendeteksi warna sekunder/tertier? hasilnya gimana ya gan?

    btw, nice post!

    ReplyDelete
  2. @agan persada:
    Thx gan atas komennya.. :)
    iya gan...karena photodiodenya cuma 1, scan warnanya gantian. klo untuk warna sekunder/tertier bisa juga gan. cuma ntar datanya sendiri2. Tiap warna punya nilai ADC R,G,B sendiri2..semakin banyak jenis warnanya, semakin banyak database RGBnya..

    ReplyDelete
  3. mau tanya ni om primzz. klo sensor rgb bisa ndeteksi berapa warna? bisa g klo pake yang CMYK.he2
    josh

    ReplyDelete
  4. banyak gan.. 1 komponen R (Red) aja bisa 1024 sndiri (ADC 10 bit)..CMYK?bisa2 aja...asal ada komponen LED SB yang mancarin warna Cyan-Magenta-Yellow-blacK...

    ReplyDelete
  5. keren mas prim.. makasih buat postingan yang bermanfaat seperti ini.. saya kebetulan mau ambil TA tentang sortir barang berdasarkan warna..

    ReplyDelete
  6. @04nov:
    siip.. Alhamdulillah, saya jg senang posting ini bermanfaat.. saya akan share semua pengalaman saya di bidang pemrograman n elektronika..
    trims komentarnya :)

    ReplyDelete
  7. gan, blokdiagramnya rapi bener. pake visio? ane kok ga bisa serapi itu ya. pake electronik workbenck kaga ada atmega32. mohon pencerahannya gan

    ReplyDelete
  8. @hosea:
    block diagram apa skematik rangkaian gan? klo skematik pake eagle 5.4.0 gan..

    ReplyDelete
  9. Postingannya keren..
    Bermanfaat bnget.
    Kebetulan lagi ada tugas kuliah ttg mekatronik robot. ^^

    Sering2 aja posting tentang IT-nya ya..

    ReplyDelete
    Replies
    1. Alhamdulillaaah.. senang bisa membantu..
      OK gan ditunggu aja posting selanjutnya.. :)

      Delete
  10. mas prima boleh minta source code programnya ga, pengen belajar? terima kasih sebelumnya.

    ReplyDelete
    Replies
    1. agung_supadma@yahoo.co.id

      Delete
    2. boleh gan..sudah saya kirim gan..cekidot :)

      Delete
  11. Terima kasih mas prima, semoga ilmunya jadi bermanfaat...

    ReplyDelete
  12. mas prima bisa kasi daftar alat dan bahan yang digunakan ga + source codenya juga, unuckhvrebex@gmail.com

    ReplyDelete
    Replies
    1. boleh gan..wah kalau alat dan bahan saya udah lupa..saya kasih skematiknya aja ya gan, nanti silakan di list sendiri..OK

      Delete
  13. mas bahan alat yang digunakan boleh dijelasin ke saya secara detail nda?
    pengen belajar nih mas + source kodenya juga yah mas..
    nih email saya mas bebebotak@ymail.com

    ReplyDelete
  14. Agan Prima, bisa minta data detail alat dan bahan pembuatan lengannya ngak????
    kebetulan saya sekarang lagi membuat project yang sama, cuma sekarang msh dalam kesulitan untuk sensor warna, mekanik lengan (gripper) dan motor2nya..............

    mohon bimbingannya gan.

    ReplyDelete
  15. salam mas, bisa dikirim ke email saya juga g ? ke electro.centuryboy@gmail.com
    Makasih mas, semoga sukses selalu

    ReplyDelete
  16. assalam
    saya juga gan mohon bimbingannya saya mnta detai pembuatan projek tersebut
    tolong di kirim di sini ya buchori_laila@yahoo.com

    ReplyDelete
  17. assalam
    saya dalam peroses pembuatan tugas ahir Agan Prima

    bisa minta tolong kan
    tolong kirimin data2 nya untuk pembuatan robot nya agan
    kebetulan ane juga buat robot pemindah barang bedasarkan warana

    tapi tambahanya
    aq mengunakan robot line folower

    kirim ke email ane aja agan prima
    ginbrema@yahoo.co.id

    ReplyDelete