Theory of Applied Robotics (Bab I dan Bab II – Resume)

 

Robot merupakan perangkat serbaguna yang terdiri atas bagian mekanik, sistem sensor, sistem kontrol otomatis. Teori yang mendasari bidang robotika adalah mengandalkan pada hasil riset di bidang mesin, elektrik, elektronika, kotrol otomasi, matematika, dan ilmu komputer. Sekarang banyak aplikasi yang rumit seperti pengelasan, pengecatan, dan perakitan, yang memerlukan lebih banyak kemampuan dalam pergerakan dan pengindraan. Karenanya sebuah robot merupakan perangkat teknik yang multi disiplin. Teknik mesin menangani masalah desain dari komponen mesin, lengan, end-effector, dan juga bertanggung jawab untuk masalah kinematics, dynamics, dan analisis kontrol dari robot. Teknik listrik/elektro menangani masalah pada robot a.l.: aktuator, sensor, power, dan sistem kontrol. Teknik perancangan sistem menangani masalah perception, pengindraan, dan metode kontrol dari robot. Bagian pemrograman (Software engineering) bertanggung jawab untuk masalah logika, kecerdasan, komunikasi, dan jaringan.

Hingga sekarang sudah ada lebih dari 1000 organisasi, asosiasi, dan klub yang berhubungan dengan robotika; lebih dari 500 majalah, jurnal, dan  koran yang berhubungan dengan robotika; lebih dari 100 konferensi, dan kompetisi yang berhubungan dengan robotika; dan lebih dari 50 mata kuliah di perguruan tinggi yang berhubungan dengan robotika. Robot mengisi sejumlah besar aplikasi di industri dan digunakan untuk berbagai operasi teknologi. Robot meningkatkan produktifitas para pekerja di industri, mengurangi kelelahan, monoton, ataupun bahaya dari pekerjaan tersebut.

Jika dilihat kembali komponen dari robot, salah satunya adalah manipulator secara kinematik tersusun atas link yang terkoneksi oleh joint untuk membentuk sebuah rantai kinematik. Robot sebagai sebuah sistem terdiri atas sebuah manipulator atau rover, sebuah wrist, sebuah end-effector, aktuator, sensor-sensor, kontroler, prosesor, dan juga perangkat lunak. Robot sendiri dibagi menjadi enam kelas diantaranya adalah:

1. Manual handling device yaitu robot yang dioperasikan oleh operator
2. Fixed sequence robot yaitu perangkat yang melakukan tahapan pekerjaan tertentu secara berturut-turut sesuai ditentukan dan dengan program yang tetap.
3. Variable sequence yaitu perangkat yang melakukan tahapan pekerjaan tertentu secara berturut-turut sesuai ditentukan, namun dapat diprogram
4. Playback robot yaitu operator manusia yang melakukan suatu tugas secara manual sebagai contoh yang dapat direkam untuk kemudian diputar kembali. Robot dalam hal ini dapat melakukan gerakan yang sama sesuai dengan informasi yang terekam.
5. Numerical control robot yang dalam hal ini si operator menyuplai robot dengan program gerakan, lebih dari sekedar mengajarkannya suatu tugas secara manual.
6. Intelligent robot yaitu sebuah robot dengan kemampuan untuk memahami lingkungannya dan kemampuan untuk secara sukses menyelesaikan suatu tugas meskipun perubahan pada lingkungan sekitarnya dimana ia harus bergerak.

 

Selain itu robot juga diklasifikasikan oleh kriteria lainnya seperti: geometry, workspace, actuation, control, dan application. Ada dua macam robot yaitu serial dan paralel. Serial robot dibuat dari serangkaian rigid link, yang masing-masing bagian dari link  dihubungkan dengan sebuah revolute (R) atau prismatic (P) joint. Sebuah R atau P joint hanya menyediakan satu derajat kebebasan, dengan rotasi dan translasi masing-masing. Bagian final link dari robot biasa disebut end-effector, merupakan anggota pengoperasian robot yang berinteraksi dengan lingkungannya. Untuk memperoleh poin dari orientasi yang diinginkan, dalam sebuah area kerja robot, maka robot paling tidak memerlukan 6 DOF (Degree of Freedom). Karenanya robot paling tidak harus memiliki 6 link dan 6 joint. Kebanyakan robot menggunakan 3 DOF untuk posisi pergelangan tangan, dan menggunakan 3 DOF lainnya untuk mengorientasikan end-effector terhadap pergelangan tangan. Pada setiap link dari robot disertakan kerangka koordinat Cartesian yang saling berhubungan satu sama lain. Oleh karena itu untuk menentukan posisi dan orientasi dari end-effector, perlu kiranya menemukan kerangka dari end-effector dalam kerangka dasar.

 

 

 

 

 

Kinematika

Kinematika merupakan ilmu geometri yang berbicara tentang gerakan. Dan hal tersebut dibatasi pada deskripsi geometri murni dari gerakan dalam arti posisi, orientasi, dan waktu derivatifnya (turunan waktu). Dalam bidang robotika, deskripsi kinematika dari manipulator dan tugasnya dimanfaatkan untuk mengatur persamaan dasar bagi dinamika dan kontrol.

 

Rotasi kinematika

Tujuan dari bagian ini adalah untuk mempelajari bagaimana menentukan transformasi matrik dari dua frame koordinat kartesian B dan G dengan dengan asal usul yang sama dengan menerapkan rotasi pada sumbu utama. Kemudian tujuan berikutnya adalah untuk menguraikan matriks transformasi kepada serangkaian rotasi utama yang diperlukan. Rotasi kinematik ini meliputi hal-hal antara lain:

1. Rotasi pada sumbu kartesian umum
2. Rotasi berurutan pada sumbu kartesian umum
3. Sudut Roll-Pitch-Yaw umum
4. Rotasi sumbu kartesian lokal
5. Rotasi berurutan pada sumbu kartesian lokal
6. Sudut Euler
7. Sudut Roll-Pitch-Yaw lokal
8. Rotasi koordinat lokal versus koordinat umum
9. Transformasi umum
10. Transformasi aktif dan pasif

 

Kinematika orientasi

Pada bagian ini, ada beberapa metode yang berbeda untuk mewakili rotasi, namun tidak banyak yang pada dasarnya berbeda. Parameter atau koordinat yang diperlukan untuk benar-benar menggambarkan orientasi dari rigit body relative untuk beberapa kerangka acuan kadang-kadang disebut attitude coordinate. Ada dua masalah yang melekat dalam mewakili rotasi, keduanya terkait dengan sifat tak terbantahkan dari rotasi. Kedua hal tersebut yaitu:

1. Rotasi tidak bolak-balik.
2. Rotasi spasial tidaklah secara topologi memungkinkan pemetaan yang halus dalam ruang Euclidean tiga

Tujuan dari bagian ini adalah untuk menentukan transformasi matrik antara dua kerangka koordinat kartesian B dan G dengan asal usul yang sama ketika B berputar sebesar φ pada sumbu  . Kemudian juga untuk menentukan sudut φ dan sumbu  dari rotasi untuk matriks transformasi yang diberikan.

 

Kinematika gerakan

Gerak tak beraturan pada body B yang berhubungan dengan body G yang lain disebut rigid body motion dan dapat dinyatakan dengan

 

Kinematika maju

Dengan joint variable pada robot, kita dapat menentukan posisi dan orientasi dari setiap link pada robot, untuk satu set karakteristik geometris robot. Pada bagian ini disertakan sebuah kerangka koordinat kepda setiap link dan menentukan konfigurasinya terhadap kerangka tetangga lainnya menggunakan metode rigid motion. Analisis tersebut disebut kinematika maju (forward kinematics).

Gambar 1. Link (i) dan beginning joint i-1 dan end joint i

 

Kinematika inverse

Kinematika terbalik (inverse kinematics) mengacu guna menentukan joint variable dari robot untuk posisi tertentu dan orientasi kerangka dari end–effector. Kinematika maju (forward kinematics) dari 6 DOF robot menghasilkan matriks transformasi 4×4.

Kecepatana sudut

Kecepatan sudut berputar tubuh B dalam kerangka rotasi global G, adalah kecepatan berputar seketika tubuh, yang berhubungan dengan G. Kecepatan sudut adalah besaran vectorial. Menggunakan deskripsi analisis kecepatan sudut, pada buku ini diperkenalkan kecepatan dan waktu turunan dari matriks transformasi homogen.

 

Kinematika kecepatan

Analisis kecepatan dari sebuah robot dibagi menjadi kecepatan Kinematika forward dan inverse. Memiliki tingkat waktu variabel bersama dan penentuan kecepatan Cartesian end-effector dalam kerangka koordinat global disebut Kinematikaa kecepatan maju (forward). Penentuan tingkat waktu variabel bersama berdasarkan kecepatan dari end-effector disebut Kinematika kecepatan terbalik (inverse).

 

Metode numerik dalam Kinematika

Ada beberapa perhitungan numerik umum yang diperlukan dalam kinematika robot. Solusi untuk satu set persamaan aljabar linear dan nonlinear adalah yang paling penting untuk menghitung inversi matriks dan matriks Jacobian. Sebuah solusi yang diterapkan untuk satu set persamaan linear adalah faktorisasi LU, dan metode praktis untuk satu set persamaan nonlinier adalah metode Newton-Raphson. Kedua metode ini berperan dalam algoritma yang diterapkan.

 

 

Pengetesan motor servo menggunakan Arduino 1.5.2

//inilah contoh programnya yang diambil dan dimodifikasi dari arduino example.

// Sweep
// by BARRAGAN <http://barraganstudio.com&gt;
// This example code is in the public domain.

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// a maximum of eight servo objects can be created

int pos = 0;    // variable to store the servo position

void setup()
{
myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}

void loop()
{
for(pos = 0; pos < 50; pos += 1)  // goes from 0 degrees to 180 degrees
{                                  // in steps of 1 degree
myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable ‘pos’
delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
}
for(pos = 50; pos>=1; pos-=1)     // goes from 180 degrees to 0 degrees
{
myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable ‘pos’
delay(15);                       // waits 15ms for the servo to reach the position
}
//    myservo.write(0);              // tell servo to go to position in variable ‘pos’

}

Kontes Robot Indonesia 2014

From: wahidin.wahab <wahidin.wahab@gmail.com>; To: Milis KRCI <krci@groups.eepis-its.edu>; Subject: Re: [KRCI] Sosialiasasi kontes robot sepak bola indonesia Sent: Fri, Nov 8, 2013 8:19:22 AM Kepada yth rekan-rekan dosen & para mahasiswa calon peserta Kontes Robot Indonesia 2014 Tahun 2014 kontes robot akan resmi dinamai Kontes Robot Indonesia disingkat KRI, sebagai nama kontes robot yg disenggarakan oleh Kemendiknas RI, yang akan terdiri dari 5(lima) Divisi yaitu:

1. Kontes Robot ABU Indonesia (KRAI)

2. Kontes Robot Seni Indonesia (KRSI)

3. Kontes Robot Sepakbola Indonesia(KRSBI)

4. Kontes Robot Pemadam Api Indonesia(KRPAI) Kategori beroda

5. KRPAI Kategori berkaki

KRI tetap dilaksanakan dlm 5 Regional dan kemudian pemenang nya akan bertanding di tingkat Nasional. Direncanakan tgl 12-14Nop 2013 akan diluncurkan panduan KRI melalui webside Dikti beserta jadwal sosialisasi dan workshp serta batas waktu proposal, laporan perkembangan dll. Mohon bersabar sedikit utk menunggu.

Wahidin Wahab atas nama Dewan Juri.

ABU ROBOCON 2014 – THEME AND RULE

Tema Konte Robot ABU ROBOCON 2014 yang akan diadakan di India telah dikeluarkan melalui situs resminya http://www.roboconindia.com.

Tim-tim dari seluruh dunia sedianya telah mulai bersiap-siap membuat desain robot yang akan dibuat dengan mengetengahkan tema internasional yaitu  “A Salute to the Parenthood”

Untuk Tema Nasional di Indonesia sendiri masih belum ada pengumuman resmi dari Ditlitabmas Dikti, namun pada dasarnya semua rule atau peraturan akan sama persis dengan tema internasional. Beberapa dokumen dapat diunduh pada link berikut ini:

Theme and Rule Book

Robocon Poster

Theme of ROBOCON-2014 ‘A Salute to Parenthood

Message From the Chief Convener

Theme video

Selamat mempersiapkan dan berjuang di kontes robot Regional, Nasional, dan Internasional

Tim ABU Robocon Indonesia Raih Tiga Award di Vietnam

Oleh Firman Hidayat – 20 August 2013 | 0 View

Da Nang, Vietnam 20 Agustus 2013—Tim ABU Robocon Indonesia 2013 “ERSION” dari Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS) pagi tadi bertolak dari Kota Da Nang Vietnam untuk kembali ke Indonesia, setelah berhasil membawa tiga piala dalam ABU Asia Pasific Robot Contest 2013 yang diselenggarakan sejak tanggal 16 Agustus hingga 19 Agustus 2013 di Tien Son Sports Centre, Da Nang Vietnam.

Kegiatan yang di organisir oleh Asia-Pasific Broadcasting Union (ABU) bekerjasama dengan VTV (Vietnam Television) pada tahun ini diikuti oleh 18 negara dalam 19 tim yaitu Indonesia, Vietnam (2 Tim), Jepang, Hongkong, Korea, Malaysia, Thailand, Brunei Darussalam, Pakistan, Rusia, Egypt, Mongolia, India, Iran, Nepal, Khazakhstan, Fiji dan Srilangka dengan memperebutkan 8 piala.

Tiga piala berhasil diboyong oleh Tim Indonesia pada ajang ini yaitu ABU Robocon Award (penghargaan tertinggi ABU Robocon), 2nd Runner Up ABU Robocon 2013 dan Special Award dari ROHM Co.,Ltd.Publik di Tien Son Sport Centre. Hasil ini diraih setelah ERSION mampu membuat juri terpesona atas penampilannya  yang 3 kali menang Green Planet (GP). Dua kali melawan Iran di babak kualifikasi dan sekali melawan Fiji di babak perempat final (GP 0:43 detik), ERSION satu-satunya tim yang menang GP 3 kali berturut-turut.

Selama persiapan menjelang kontes, Gigih Prabowo selaku official Tim Indonesia mengatakan bahwa Tim ABU Robocon Indonesia 2013 telah melalui perjalanan panjang yang dimulai dari pertandingan regional, nasional hingga Internasional saat ini di Vietnam. Tingkat regional untuk kelas green planet (GP) ini menetapkan waktu selama 1 menit 20 detik, yang selanjutnya diperbaikin di tingkat nasional menjadi 45 sampai 44 detik , dan tingkat internasional menjadi 33 sampai 32 detik, waktu paling cepat untuk mencapai GP. Secara teknis semua tim mahasiswa beserta dosen pembimbing telah berjibaku melakukan pekerjaan dengan sungguh-sungguh siang dan malam, melakukan perbandingan dengan melihat tayangan beberapa video dari luar negeri.

” Yang dilakukan oleh tim nantinya adalah mengejar waktu tercepat mencapai GP dalam kontes” jelas Gigih.

Dalam penyelenggaraan kontes ini Tim Indonesia masuk ke dalam kelompok tim yang diunggulkan yang terdiri dari tujuh negara yaitu Vietnam 1-2, Hongkong, Jepang, Thailand, Korea dan Indonesia masing-masing tim menempati grup A1, B1, C1, D1, E1, F1 dan G1. Gigih menambahkan bahwa sebenarnya tim Indonesia berpeluang besar masuk final karena Tim China tidak hadir dalam kompetisi tahun ini. Selanjutnya Wahid selaku salah satu juri nasional yang ikut dalam rombongan mengatakan bahwa tim Indonesia sudah membuktikan bahwa mereka sudah berusaha, memang pada saat semi final melawan Vietnam 1 tampak sedikit bermasalah, karena robot sebagai barang elektronik cukup riskan, tetapi sejak awal Tim Indonesia sudah baik, bahkan unggul dari tim lainnya. Beliau berharap agar tim Indonesia terus berlatih dan jangan pernah menyerah, untuk menjadi juara pertama lagi di tahun tahun mendatang.

Agus Subekti, Direktur Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Ditjen Dikti juga hadir dalam kegiatan tahunan ini, beliau menyampaikan bahwa perkembangan komunitas robot di tanah air cukup menggembirakan, seperti dalam kontes robot di Vietnam ini, “ secara teknik dan desain dan kemampuan tim kita tidak kalah hebat dengan peserta dari negara lain” ujar Agus .

“ Ditjen Dikti selalu men-support kegiatan-kegiatan seperti ini, dan siap mendukung Indonesia menjadi tuan rumah ABU Robocon Contest tahun 2015.” pungkas Agus. (NH/TS)

Robot “TAKURIHING” dari STMIK Banjarbaru

Sepintas tidak ada yang istimewa dari robot KRI yang dibuat oleh tim KRI STMIK Banjarbaru 2013. Kesan sederhana sangat kental pada robot rancangan Agung dkk. Namun dari segi prestasi patut diacungi jempol, karena dari awal Running test hingga final, tidak ada hambatan yang berarti pada robot yang mereka buat. Istilah jawa ALON-ALON ASAL KLAKON. Itulah mungkin yang tim robot ini lakukan. Perlombaan yang dimulai dari Babap penyisihan terus dimenangkan oleh tim ini, diantaranya menghadapi tim dari Politeknik Samarinda, Politeknik Ujung Pandang, Hingga di perempat final menghadapi tim KRI dari Politeknik Negeri Ujung Pandang dengan skor 20-60, di Final perebutan juara III menghadapi tim dari UNTAD Palu hingga akhirnya berakhir dengan nilai seri 30-30, hanya saja tim UNTAD memiliki cacatan waktu yang lebih cepat hingga mereka yang berhak untuk menjadi juara III dan STMIK Banjarbaru pada juara Harapan I. Alhamdulillah itulah yang terucap dari tim STMIK Banjarbaru yang Nothing to Loose, dan tetap takurihing walaupun menang atau kalah pada pertandingan di Tingkat Regional 5, kampus UDAYANA Bali.

Banjarmasin Post, 29 Mei 2013 (Kampusiana)

Update materi dan bahan praktikum EMBEDDED SYSTEM

Semua program dibangun dengan menggunakan ARDUINO 1.0.1 dan koding program dapat diunduh disini

Pertemuan ke-7 – Embedded System – Membuat Tulisan Nama dan NIM Bergerak/Bergeser pada LCD

/*

Berikut adalah program untuk menampilkan tulisan bergeser

oleh: Budi Rahmani

untuk mata kuliah Embedded System – STMIK Banjarbaru – Sem Gasal 2012-2013

The circuit:
* LCD RS pin to digital pin 13
* LCD Enable pin to digital pin 12
* LCD D4 pin to digital pin 11
* LCD D5 pin to digital pin 10
* LCD D6 pin to digital pin 9
* LCD D7 pin to digital pin 8

* LCD R/W pin to ground
* 10K resistor:
* ends to +5V and ground
* wiper to LCD VO pin (pin 3)

Pertemuan ke-5 – Menjalankan modul LCD 16×2 pada Arduino Board ATmega168

Berikut contoh program untuk mengakses LCD modul dengan konfigurasi berikut ini:

/*

Arduino version 1.0.1
The circuit:
* LCD RS pin to digital pin 13
* LCD Enable pin to digital pin 12
* LCD D4 pin to digital pin 11
* LCD D5 pin to digital pin 10
* LCD D6 pin to digital pin 9
* LCD D7 pin to digital pin 8

* LCD R/W pin to ground
* 10K resistor:
* ends to +5V and ground
* wiper to LCD VO pin (pin 3)
* last modified by Budi R – 2 Oktober 2012
*/

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

//data to LCD modul
char baris0[]=”STMIK BANJARBARU”;
char baris1[]=”tesLCD 15 Okt’12”;

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(13,12,11,10,9,8); //pin RS,Enable,D4,D5,D6,D7

void setup()
{
// set up the LCD’s number of columns and rows:
lcd.begin(16,2);
}

void nyalaLCD()
{
// set up the LCD’s number of columns and rows:
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(baris0);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(baris1);

}

void loop()
{
nyalaLCD();
}

Menghubungkan Sensor SRF-05 dan LCD modul 16×2

Berikut contoh code untuk menghubungkan Sensor SRF dan LCD modul 16×2 pada arduino board ATmega168

#include <LiquidCrystal.h>

int baris1;  //OK untuk memberi data ke LCD

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd(8,9,10,11,12,13);

/*  The circuit:
* LCD RS pin to digital pin 8
* LCD Enable pin to digital pin 9
* LCD D4 pin to digital pin 10
* LCD D5 pin to digital pin 11
* LCD D6 pin to digital pin 12
* LCD D7 pin to digital pin 13
* LCD R/W pin to ground
* 10K resistor:
* ends to +5V and ground
* wiper to LCD VO pin (pin 3)

*/
//SRF05 sample code//
int duration;                                                          //Stores duration of pulse in
int distance;                                                        // Stores distance
int sensorpin = 7;                                                 // Pin for SRF05 (dihubungkan ke pin7)

void setup()
{
Serial.begin(9600);

// set up the LCD’s number of columns and rows:
lcd.begin(16, 2);
}

void loop()
{
pinMode(sensorpin, OUTPUT);
digitalWrite(sensorpin, LOW);                          // Make sure pin is low before sending a short high to trigger ranging
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(sensorpin, HIGH);                         // Send a short 10 microsecond high burst on pin to start ranging
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(sensorpin, LOW);                                  // Send pin low again before waiting for pulse back in
pinMode(sensorpin, INPUT);
duration = pulseIn(sensorpin, HIGH);                        // Reads echo pulse in from SRF05 in micro seconds
distance = duration/58;                                      // Dividing this by 58 gives us a distance in cm
Serial.println(distance);                                              // Wait before looping to do it again
delay(100);

baris1=abs(distance);  //mengonversi menjadi nilai absolut
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(”                “);  //membersihkan tampilan LCD
lcd.setCursor(0, 0);            //menyiapkan LCD baris1
lcd.print(baris1);              //menulis variabel distance dg variabel baris1
delay(10);
}