Penerapan IoT pada Smart Arm Robot

Haloo guys, kali ini kami akan membahas mengenai penerapan Internet Of Things (IoT) pada smart arm robot, dimana robot ini sangat banyak digunakan di industri industri. Untuk lebih jelasnya, yuk simaka penjelasan dibawah..

IoT pada Smart Arm

Teknologi IoT pada Smart Arm, menggunakan Arm Robot (Robot Lengan) sebagai hal utama pada IoT ini. Arm Robot adalah robot yang menggunakan motor penggerak berupa servo dengan bentu robot yang menyerupai tangan untuk mempermudah pekerjaan manusia di berbagai bidang, dan memiliki beberapa bagian yang di kontrol dengan sistem kontroller otomatis. Robot lengan terdiri dari tiga bagian yaitu struktur mekanik (manipulator), penggerak dan sistem kontrol. Manipulator adalah susunan rigid bodies (benda-benda kaku) dan link (lengan) yang satu sama lain terhubung oleh joint (sendi). Pangkal lengan dapat dipasang pada kerangka dasar. Sedangkan end-effector (ujung lengan) dapat dihubungkan dengan alat tertentu sesuai dengan fungsi robot lengan.

Robot lengan dapat dikontrol dengan menggunakan sensor dan aktuator. Ada beberapa jenis aktuator yaitu aktuator listrik, hidrolik, pneumatik dan piezoelektrik. Masing-masing jenis aktuator memiliki tingkat kendali yang berbeda. Contohnya, aktuator listrik lebih mudah dikendalikan. Aktuator listrik memiliki beberapa kelebihan yaitu akurasi tinggi, torsi yang ideal untuk pergerakan dan tingkat efisiensi yang tinggi. Untuk mikrokontrollernya dapat digunakan ATMega 128 atau Arduino Uno yang sudah diprogram sebelumnya. Derajat kebebasan (Degree of Freedom) adalah sambungan pada lengan, dapat dibengkokkan, diputar, maupun digeser. Derajat kebebasan digunakan untuk mengetahui cara robot bergerak, tingkat kerumitan algoritma kendali dan jumlah motor lengan robot yang digunakan. Penentuan jumlah DOF dilakukan berdasarkan jumlah gerakan yang dapat dilakukan oleh atau jumlah aktuator lengan robot.

Sensor-sensor

Dalam duni industri, smart Arm ini sering dipadukan dengan Sensor Warna TCS 3200, yang digunakan sebagai pemindai barang yang akan dipindahkan dengan cara membedakan warna barang tesebut.

Selain itu, robot arm manipulator juga dapat dikendalikan melalui pergerakan sensor inertial measurement unit (IMU) dan sensor flex. Sensor ini dipasang pada sarung tangan sehingga dengan pergerakan tertentu oleh tangan operator, robot arm manipulator dapat bergerak sesuai keinginan.

Mekanisme Kerja Smart Arm

Cara kerja robot lengan yang akan dirancang ini adalah sitem kendali sebuah robot lengan oleh mikrokontroler Arduino dimana data mengenai pergerakannya dikirim dari aplikasi pada komputer yang dikembangkan dengan bahasa pemrograman Java. Aplikasi pada komputer akan mengirim sekaligus menerima data berupa byte melalui komunikasi USB ke mikrokontroler Arduino Uno. Mikrokontroler Arduino Uno akan memproses data ini untuk mengendalikan robot lengan melalui motor servo sebagai aktuatornya sehingga dapat bergerak sesuai dengan slider pengendali yang digeser pada aplikasi di komputer.

Untuk memahami cara kerja sistem, maka dibuat blok sistem dari perancangan robot yang dibuat, sebagai berikut :

Gambar diatas memperlihatkan bahwa untuk menunjang sistem kerja robot lengan dibutuhkan beberapa bagian-bagian dari blok subsistem, dimana bagian-bagian blok subsistem memiliki fungsi yang berbeda tetapi saling berkaitan antara satu dan lainnya. Penjelasan diagram blok pada subsistem hardware dari perancangan

Pengendalian Robot Lengan 4 DOF dengan GUI (Graphical User Interface) Berbasis Arduino Uno. Sistem ini dibagi menjadi dua bagian yaitu perancangan hardware dan perancangan software. Pengendalian Robot Lengan 4 DOF dengan GUI (Graphical User Interface) Berbasis Arduino Uno adalah sebagai berikut :

1. Bagian PC (Personal Computer)

Merupakan perangkat yang digunakan untuk mengirim dan menerima data berupa byte melalui aplikasi pengendali yang dirancang. Bagian ini membutuhkan port USB untuk terhubung ke bagian sistem. Sistem Operasi yang digunakan pada komputer adalah OS windows.

2. Bagian Mikrokontroler

Bagian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada karena kode program utama terletak pada bagian ini. Merupakan bagian kontroler, semua data-data byte yang dikirim melalui USB akan dibaca oleh kodekode program dan disimpan di dalam EEPROM mikrokontroler Arduino Uno. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler seri ATMega328 dengan kapasitas flash memory sebesar 32 Kbyte.

3. Bagian Robot Lengan

Merupakan prototype manipulator mekanik yang terdiri dari empat joint dan satu end-effector, dimana setiap joint dihubungkan oleh link yang dicetak dari bahan acrylic. Dimana aktuator robot lengan menggunakan motor servo sebagai penggerak sendi-sendi robot yang berada disetiap joint dan endeffector.

4. Bagian Power Supply

Merupakan sumber tegangan DC yang berfungsi untuk menyuplai atau memberikan tegangan dan arus pada setiap motor servo. Adapun tegangan yang diberikan adalah sebesar 5 volt. Power supply yang diperlukan untuk mikrokontroler Arduino Uno cukup dari port USB pada komputer yaitu sebesar 5 volt.

Berikut diagram blok sistem kerja dari smart arm :

User Interface Smart Arm

NetBeans merupakan aplikasi yang digunakan di dalam pembuatan aplikasi pengendali robot lengan. Aplikasi NetBeans yang dibuat juga berfungsi untuk mengirim dan menerima data berupa konversi antara data byte dengan derajat posisi motor servo. Netbeans berdasarkan bahasa pemrograman Java yang berbasis visual dan even-driven. Netbeans mencakup compiler, builder dan debugger internal. Hal ini memudahkan proses pasca perancangan program. Proses deployment atau tes dapat dilakukan dengan Netbeans J2SE, J2EE, J2ME di Netbeans.

Sekian mungkin yang dapat disampaikan pada artikel kali ini, bagi kalian yang masih awam mengenai IoT dan Elektronika bisa klik :