android bluetooth youl wiratama

7/26/2019 Android Bluetooth Youl Wiratama

1/132

TUGAS AKHIR

KONTROLER LENGAN ROBOT BERBASIS

SMARTPHONE ANDROID

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi

disusun oleh :

YOEL ANGGUN WIRATAMA PUTRA

NIM : 115114046

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015


2/132

i

TUGAS AKHIR


SMARTPHONE ANDROID

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro


disusun oleh :


NIM : 115114046

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015


3/132

ii

FINAL PROJECT

ARM ROBOT CONTROLLER

USING ANDROID SMARTPHONE

In partial fulfilment of the requirements

for the degree of Sarjana Teknik

Electrical Engineering Study Program

Faculty of Science and Technology


NIM : 115114046

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015


4/132

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR


SMARTPHONEANDROID

disusun Oleh :


NIM : 115114046

Telah disetujui oleh :

Pembimbing

Djoko Untoro, S.Si, M.T Tanggal : __________________


5/132

iv

HALAMAN PENGESAHAN

TUGAS AKHIR


SMARTPHONEANDROID

disusun Oleh :


NIM : 115114046

Telah dipertahankan di depan panitia penguji

pada tanggal 27 November 2015

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji :

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Ir. Tjendro, M.Kom

Anggota : Djoko Untoro, S.Si, M.T

Anggota : Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T.

Yogyakarta, ..............................


Universitas Sanata Dharma

Dekan,

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.


6/132

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa

tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka

sebagaimana layaknya karya ilmiah

Yogyakarta, ......................

Yoel Anggun Wiratama Putra


7/132

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Aku adalah orang yang bodoh, keras kepala, tidakmenghargai hidup, tidak bersyukur dan egois ketika aku

tidak mencari, menyiakan bahkan tidak menggunakan

kesempatan yang ada.


Karya ini kupersembahkan untuk.......

Tuhan Yesus Kristus, Pembimbing dan Penyemangatku,

Keluarga tercinta,

Teman-teman seperjuangan TE 2011,

Dan semua pihak yang telah terlibat dalam proses penelitian ini


8/132

vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : YOEL ANGGUN WIRATAMA PUTRA

Nomor Mahasiswa : 115114046

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

KONTROLER LENGAN ROBOT BERBASIS SMARTPHONE

ANDROID

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian, saya telah memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikansecara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentiingan

akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya meupun memberikan royalti kepada saya

selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta,...............................



9/132

viii

INTISARI

Hastobot adalah miniatur lengan robot industri yang dikembangkan oleh Program

Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. Hastobot terbuat dari akrilik dan

digerakkan dengan 4 buah motor servo. Hastobot memiliki 4 derajat kebebasan. Penelitian

ini difokuskan terhadap pembuatan kontroler untuk lengan robot Hastobot menggunakanArduino dan Android dengan komunikasi Bluetooth.

Arduino terhubung dengan modul Bluetooth HC-05 sebagai slave untuk menerima

data dari aplikasi Android. Aplikasi Android dibuat dengan Eclipse IDE( Integrated

Development Environment ). Motor servo digerakkan melalui mode geser touch screen

pada aplikasi Android. Format data yang dikirimkan aplikasi Android menggunakan

header data untuk mengidentifikasi pergerakan masing-masing motor servo. Aplikasi

Android dirancang mampu menggerakkan lengan robot sesuai dengan daerah kerja lengan

robot.

Aplikasi yang dihasilkan mampu menggerakkan lengan robot dengan baik. Aplikasi

juga memiliki sistem pengaman lengan robot dari kerusakan akibat pergerakan motor servo

yang tidak sesuai dengan daerah kerja lengan robot. Komunikasi data yang diterima

Arduino mampu ditrasmisikan dengan baik dalam radius 15 meter.

Kata Kunci: lengan robotHastobot, Bluetooth, aplikasi Android, Arduino, Eclipse.


10/132

ix

ABSTRACT

Hastobot is an arm robot miniature developed by Electrical Engineering Sanata

Dharma University. Hastobot made of acrylic and driven by 4 servo motors. Hastobot has

4 degree of freedom. This research was focused on Hastobot controller using Arduino and

Android via Bluetooth communication.Arduino is connected to Bluetooth HC-05 as a slave to receive data from Android

Application. Android application was made from Eclipse IDE. Servo motors is driven by

seekbar interface on Android application. Data format that has been sent from Android

application has a data header to identificate which servo is desired to move. This

application was design to make the robot moves as its workspaces.

Application was able to work well. The application has a damaging prevention

from servo moves thats not equal to workspaces. Android application can only

communicate within 15 meters of radius.

Keyword: arm robot Hastobot, Bluetooth HC-05, Android Application, Arduino, Eclipse.


11/132

x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kenikmatan

berupa kesehatan jasmani dan rohani sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

dengan lancar dari awal hingga diakhiri dengan munculnya laporan akhir dengan judul

KONTROLER LENGAN ROBOT BERBASIS SMARTPHONEANDROID.

Dalam pembuatan laporan akhir dari awal hingga akhir tentunya ada bantuan dari

beberapa pihak sehingga laporan akhir yang disusun oleh penulis sesuai dengan ketentuan

yang ada. Dengan adanya bantuan dari beberapa pihak, penulis dapat menyelesaikan

laporan akhir tersebut dan hendak mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak

diantaranya adalah sebagai berikut :

1.

Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kenikmatan berupa kesehatan

jasmani dan rohani.

2. Kedua orang tua dan saudara penulis yang telah mendukung dan memberikan doa

restu.

3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., sebagai Ka. Prodi Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

4.

Bapak Djoko Untoro, S.Si,M.T., sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir yangdengan penuh pengertian dan kesabaran telah meluangkan waktu untuk

memberikan bimbingan, masukan, dan motivasi dalam penulisan laporan akhir ini.

5.

Bapak Ir. Tjendro, M.Kom., dan Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., sebagai

dosen penguji yang telah memberikan bimbingan dan masukan dalam merevisi

laporan akhir ini.

6.

Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2011 yang telah banyak membantu baik

lahir maupun batin.

7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan laporan akhir ini.

Dalam penyusunan laporan akhir ini tentunya terdapat kekurangan dan kelemahan

serta jauh dari kata sempuna. Karena kesempurnaan hanya milik Tuhan semata. Oleh

Karena itu penulis menerima masukan berupa kritik dan saran dengan harapan menjadikan

penulis lebih baik lagi.


12/132

xi

Semoga laporan akhir ini dapat diterima dengan baik oleh semua pihak. Dan semua

kekurangan yang ada dapat dimaklumi. Semoga laporan akhir ini dapat memberikan

manfaat kepada penulis dan pembaca.

Yogyakarta, ....................



13/132

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................................ iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.............................................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP................................................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS......................................... vii

INTISARI .......................................................................................................................... viii

ABSTRACT........................................................................................................................ ix

KATA PENGANTAR......................................................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang ............................................................................................................... 11.2 Tujuan ............................................................................................................................. 2

1.3 Manfaat ........................................................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ............................................................................................................. 3

1.5 Metodologi Penelitian .................................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Sistem Operasi Android

2.1.1 Sejarah dan Perkembangan ................................................................................... 4

2.1.2 Android Software Stack......................................................................................... 7

2.1.3 Pengembangan Android ........................................................................................ 8

2.2 Bluetooth

2.2.1 Sejarah dan Pengertian ........................................................................................ 10

2.2.2 BluetoothProtocol.............................................................................................. 10

2.2.3 Piconet dan Scatternet ......................................................................................... 12


14/132

xiii

2.2.4 Jangkauan Bluetooth ........................................................................................... 14

2.2.5 Keamanan Bluetooth ........................................................................................... 14

2.2.6 Bluetooth Android ............................................................................................... 15

2.2.7 Modul Bluetooth HC-05 ...................................................................................... 16

2.3 ArduinoBoard............................................................................................................... 17

2.4 Mikrokontroler ATmega

2.4.1 Fitur dan Arsitektur ............................................................................................. 20

2.4.2 Konfigurasi Pin ATmega 328 .............................................................................. 22

2.5 Robot

2.5.1Lengan robot ........................................................................................................ 24

2.5.2 Kinematika Robot ................................................................................................ 25

2.5.3 Analisa Kinematika Dengan Persamaan Trigonometri ....................................... 26

2.6 Motor Servo

2.6.1 Pengertian ............................................................................................................ 27

2.6.2 Pengendalian Motor Servo .................................................................................. 29

2.6.3 Spesifikasi Motor Servo ...................................................................................... 30

BAB III PERANCANGAN

3.1 Pemodelan Sistem ......................................................................................................... 31

3.2 Perancangan dan Konfigurasi Modul Bluetooth

3.2.1 Pengkabelan Modul Bluetooth dengan Arduino Uno ......................................... 32

3.2.2 Konfigurasi Modul Bluetooth HC-05 .................................................................. 32

3.3Desain Lengan Robot .................................................................................................... 36

3.4Perancangan User Interfacepada Android .................................................................... 42

3.5Format Pengiriman Data ................................................................................................ 44

3.6Perancangan Diagram Alir

3.6.1 Diagram Alir Aplikasi Android

Kontroler Lengan Robot ............................................................................................... 46

3.6.2 Diagram Alir Arduino Uno ................................................................................. 47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Lengan Robot

4.1.1Bentuk Fisik dan Dimensi Lengan Robot ........................................................... 48


15/132

xiv

4.1.2Kalibrasi dan Daerah Kerja Lengan Robot ......................................................... 51

4.1.3Analisa Matematis Lengan Robot ....................................................................... 57

4.2Aplikasi Kontroler Lengan Robot

4.2.1Antarmuka Aplikasi Kontroler Lengan Robot .................................................... 64

4.2.2Cara Penggunaan Aplikasi Kontroler Lengan Robot .......................................... 68

4.2.3Pembahasan Program Komunikasi Bluetooth .................................................... 68

4.2.4Hasil Komunikasi Aplikasi Kontroler Lengan Robot ......................................... 72

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................................................... 77

5.1 Saran .............................................................................................................................. 77

DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................ 78

LAMPIRAN


16/132

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Android Software Stack............................................................................... 7

Gambar 2.2 Bluetooth Stack Protocol .......................................................................... 10

Gambar 2.3 Jaringan Piconet ......................................................................................... 12

Gambar 2.4 Jaringan Scatternet ..................................................................................... 12

Gambar 2.5 Proses Pairing ............................................................................................ 14

Gambar 2.6 Modul Bluetooth HC-05 ............................................................................ 15

Gambar 2.7 Diagram Blok Sederhana Arduino Uno .................................................... 16

Gambar 2.8 Bagian-Bagian Arduino ............................................................................. 17

Gambar 2.9 Arsitektur Mikrokontroler ATmega 328 ................................................... 20

Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATmega 328 .................................................................... 20

Gambar 2.11 Bagian umum lengan robot ....................................................................... 23

Gambar 2.12 Relasi Kinematika Maju dan balik ............................................................ 23

Gambar 2.13 Robot Lengan 1 DOF ................................................................................ 24

Gambar 2.14 Robot Lengan 2 DOF ................................................................................ 24

Gambar 2.15 Motor Servo ............................................................................................... 26

Gambar 2.16 Gerak Motor Servo .................................................................................... 27

Gambar 2.17 Motor Servo FITECH 5654 MG ............................................................... 28

Gambar 2.18 Perhitungan torsi lengan robot ................................................................... 29

Gambar 2.19 Perhitungan torsi lengan robot elbow........................................................ 30

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ................................................................................ 31

Gambar 3.2 Pengkabelan Modul Bluetooth HC-05 ...................................................... 32

Gambar 3.3 Listing ProgramsettingBluetooth HC-05 ................................................. 33

Gambar 3.4 Status Mode AT CommandHC-05 ........................................................... 34Gambar 3.5 SettingNama Bluetooth HC-05 ................................................................. 34

Gambar 3.6 Setting PasswordBluetooth HC-05 ........................................................... 34

Gambar 3.7 Setting RoleBluetooth HC-05 ................................................................... 35

Gambar 3.8 Setting baud rate, stop bit, parity

Bluetooth HC-05 ....................................................................................... 35

Gambar 3.9 Alamat Bluetooth HC-05 ........................................................................... 36

Gambar 3.10 Desain Gripper Me Arm v3 ...................................................................... 36


17/132

xvi

Gambar 3.11 Desain Roda Gigi GripperMe Arm v3 ..................................................... 37

Gambar 3.12 DesainLinkdanJoint(1)............................................................................ 37

Gambar 3.13 DesainLinkdanJoint(2)............................................................................ 38

Gambar 3.14 Susunan Motor Lengan Robot Me Arm v3(1) .......................................... 38

Gambar 3.15 Susunan Motor Lengan Robot Me Arm v3(2) .......................................... 39

Gambar 3.16 Acuan Sudut Pergerakan Lengan Shoulder............................................... 39

Gambar 3.17 Acuan Sudut Pergerakan LenganElbow................................................... 40

Gambar 3.18 Acuan PosisiEnd Effector......................................................................... 40

Gambar 3.19 Acuan Lebar Cengkraman Gripper........................................................... 41

Gambar 3.20 Desain Antarmuka Aplikasi Kontroler Lengan

Robot ......................................................................................................... 42

Gambar 3.21 Desain Masukan dengan Seekbar.............................................................. 43

Gambar 3.22 FormatFrame USART .............................................................................. 44

Gambar 3.23 Diagram Alir Aplikasi

Kontroler Lengan Robot ............................................................................ 46

Gambar 3.24 Diagram Alir Aplikasi Arduino Uno ......................................................... 47

Gambar 4.1 Lengan Robot Tampak Samping(Elbow) .................................................. 48

Gambar 4.2 Lengan Robot Tampak Samping(Shoulder) .............................................. 50

Gambar 4.3 KeyboardMasukan Kalibrasi .................................................................... 52

Gambar 4.4 Hasil Kalibrasi Lengan RobotElbow........................................................ 53

Gambar 4.5 Hasil Kalibrasi Lengan Robot Shoulder.................................................... 54

Gambar 4.6 Daerah Kerja Lengan Robot Tampak Atas................................................ 56

Gambar 4.7 Daerah Kerja Lengan Robot Tampkak Samping ....................................... 56

Gambar 4.8 Analisa Grafis Lengan Robot Posisi 1 ....................................................... 57


Gambar 4.10 Proses Pengambilan Data x dan y.............................................................. 59

Gambar 4.11 Proses Pengambilan Data Sudut LenganElbow danBase........................ 59

Gambar 4.12 Proses Pengambilan Sudut MotorBase. .................................................... 60

Gambar 4.13 Sudut Nyata x=13cm dan y=10.51cm ....................................................... 63

Gambar 4.14 Sudut Nyata x=16cm dan y=9cm .............................................................. 63


Gambar 4.16 SplashActivity........................................................................................... 65

Gambar 4.17 MainActivity.............................................................................................. 67


18/132

xvii

Gambar 4.18 Tampilan Data Melalui Serial Monitor ..................................................... 75

Gambar 4.19 Tampilan Kesalahan Sudut pada Serial Monitor ....................................... 75

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Motor Servo FITECH 5645 MG .................................................. 30

Tabel 3.1 Format Data Aplikasi Kontroler Lengan Robot ............................................. 46

Tabel 3.2 Contoh Kode ASCII untuk Pengiriman a90 ................................................... 44

Tabel 3.3 FormatFrame karakter a ................................................................................ 45

Tabel 3.4 FormatFramekarakter 9 ................................................................................ 45

Tabel 3.5 FormatFramekarakter 0 ................................................................................ 45

Tabel 4.1 Hasil Daerah Kerja 1 ...................................................................................... 55

Tabel 4.2 Hasil Daerah Kerja 2 ...................................................................................... 55

Tabel 4.3 Perbandingan Data Terukur dan Data Sebenarnya

Posisi x dan y Lengan Robot .......................................................................... 60

Tabel 4.4 Nilai OffsetElbow dan Shoulder yang dihasilkan

berdasarkan tabel 4.3 ...................................................................................... 61

Tabel 4.5 Pengiriman dan Penerimaan Data .................................................................. 74

Tabel 4.6 Jarak Jangkau Bluetooth HC-05 ..................................................................... 76


19/132

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik baik

menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun program yang sudah tertanam

dalam sebuah prosesor. Istilah robot berasal dari bahasa Cheko robota yang berarti kuli

atau pekerja yang tidak mengenal lelah dan bosan [1]. Robot merupakan teknologi yang

saat ini dipakai dalam banyak hal terutama untuk membantu pekerjaan manusia. Robotika

berkembang seiring dengan perubahan kebutuhan hidup dalam kehidupan manusia. Robot

dinilai berguna karena dapat mengurangi kesalahan-kesalahan pekerjaan yang umumnya

dilakukan oleh manusia. Robot diaplikasikan dalam berbagai hal misalnya, bidang industri,

pendidikan dan kesehatan. Robot industri dan kesehatan umumnya dirancang untuk

melakukan perkerjaan yang membutuhkan tingkat akurasi dan tingkat presisi yang tinggi

dengan desain yang rumit. Berbeda dengan hal tersebut, robot pendidikan dirancang

dengan desain yang sederhana dan mudah digunakan.

Salah satu jenis robot adalah lengan robot. Lengan robot dapat digerakkan secara

otomatis dan manual. Menggerakkan lengan robot secara otomatis diperlukan kontroler.

Kontroler adalah alat yang dipakai untuk mengatur gerakan robot secara otomatis. Dewasa

ini, Kontroler dikembangkan dalam berbagai variasi. Istilah pengendali sering

diterjemahkan dengan kata controlling. Kedua istilah ini acapkali penggunaannya

dipertukarkan terutama di dalam dunia teknologi. Istilah pengendali didefinisikan sebagai

seluruh proses kegiatan penilaian terhadap obyek kontrol dan atau kegiatan tertentu dengn

tujuan untuk memastikan apakah pelaksanaan tugas dan fungsi obyek kontrol tersebut telah

sesuai dengan yang ditetapkan.

Salah satu kontroler yang dapat digunakan adalah smartphone berbasis Android.

Smartphone Android digunakan karena kemudahan dalam pengembangan. Karena sistem

operasi Android dapat diunduh dan dikembangkan secara gratis, produsen smartphone

banyak yang memakai sistem operasi tersebut.


20/132

2

Dengan adanya website pendukung, para pengembang aplikasi disediakan

tempat untuk belajar dan bertukar pikiran secara online.

Smartphone digunakan sebagai kontroler karena fasilitas lengkap yang telah

disediakan. Banyaknya sensor dan koneksi nirkabel menjadi standar fasilitas

smartphone. Fasilitassmartphone yang sering digunakan sebagai kontroler robot adalah

sensor posisi dan koneksi Bluetooth. Bluetooth digunakan karena sudah dapat

dikembangankan menggunakan kelas-kelas yang disediakan oleh Android versi 2.0.

Teknologi yang digunakan untuk menghubungkan Arduino dengan smartphone

Android disebut AOA (Android Open Accessories). AOA memungkinkan para

pengembang memaksimalkan fungsi smartphone sebagai sebuah pengendali.

Berdasarkan teknologi AOA, maka dibuatlah sebuah lengan robot yang dapat

dikendalikan dengansmartphoneberbasis Android. [2]

1.2Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah

1. Menghasilkan lengan robot untuk media pembelajaran.

2.

Mengembangkan sebuah kontroler lengan robot menggunakan smartphone

Android.

3.

Mengimplementasikan teknologi komunikasi RF (Radio Frequency)

menggunakan Bluetoothuntuk mengendalikan lengan robot.

1.3Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah

1. Sebagai sarana pembelajaran lengan robot dengan 4 DOF (Degree of Freedom).

2.

Sebagai sarana pembelajaran tentang sistem operasi Android dengan teknologi

AOA (Android Open Accessories) yang berhubungan dengan robotika.

3. Sebagai sarana pembelajaran komunikasi menggunakan Bluetooth.

4.

Menghasilkan dokumentasi tentang robotika dan Android.

1.4Batasan Masalah

Batasan masalah penelitian ini adalah

1. Desain lengan robot menggunakan desain open source.

2.

Menggunakan mikrokontroler Atmega328P berbasis Arduino Uno.


21/132

3

3.

Menggunakan motor servo sebagai penggerak 4 axis lengan robot.

4. Kontroler menggunakan smartphone berbasis Android dengan bahasa

pemrograman Java.

5.

Menggunakan Bluetoothsebagai media komunikasi.

1.5Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Studi Pustaka

Studi pustaka yang didapatkan dari buku cetak maupun elektronik, video

pembelajaran , website pengembang dan jurnal penelitian terkait.

2.

PenentuanHardware

Penentuan hardware Bluetooth modul dan smartphone Android yang

dapat digunakan sebagai sebuah pengendali. Tidak semua perangkat Android

memiliki fasilitas debugging, maka dilakukan penelitian untuk menentukan

smartphone yang dapat digunakan sebagai pengendali.

3. Perancangan Software

Perancangan software difokuskan untuk melakukan pengiriman data

melalui koneksi Bluetooth agar lengan robot dapat bergerak sesuai perintah.

4.

Pengamatan dan Pengambilan Data

Pengamatan dan pengambilan data dilakukan terhadap kesesuian

pergerakan lengan robot dengan masukan dari smartphone Android.

Menggunakan proses normalisasi pergerakan lengan robot terhadap masukan

darismartphoneAndroid.


22/132

4

BAB 2

DASAR TEORI

2.1Sistem Operasi Android

2.1.1 Sejarah dan Perkembangan

Android adalah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon seluler seperti

telepon pintar dan komputer tablet [1]. Android bersifat open source. Android

menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi sesuai

keinginan mereka sendiri yang digunakan untuk berbagai macam piranti bergerak.

Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc., pendatang baru yang membuat peranti lunakuntuk ponsel. Kemudian untuk mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset

Alliance, konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi,

termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia.

Perangkat mobileyang menggunakan Android setidaknya telah terinstal aplikasi [3]

:

1. Email pengguna.

2. Pengaturan SMS.

3.

Personal Information Managementyang terintegrasi dengan kalender dan daftar

kontak.

4. Browser.

5.

Galeri gambar dan pemutar musik.

6. Kamera dan video recording.

7. Kalkulator.

8.

Alarm.

Perkembangan dan kelebihan masing-masing versi Android adalah sebagai berikut

[4] :

1.

Android versi 1.1

Pada 9 Maret 2009, Google merilis Android versi 1.1. Android versi ini dilengkapi dengan

pembaruan UI (User Interface) pada aplikasi, jam alarm, voice search, pengiriman pesan

dengan Gmail, dan pemberitahuan email.


23/132

5

2. Android Versi 1.5 (Cupcake)

Pada pertengahan Mei 2009, Google kembali merilis telepon seluler dengan

menggunakan Android dan SDK (Software Development Kit) dengan versi 1.5

(Cupcake). Terdapat beberapa pembaruan termasuk juga penambahan beberapa fitur

dalam seluler versi ini yakni kemampuan merekam dan menonton video dengan modus

kamera, mengunggah video ke Youtube dan gambar ke Picasa langsung dari telepon,

dukungan Bluetooth A2DP, kemampuan terhubung secara otomatis ke headset

Bluetooth, animasi layar, dan keyboard pada layar yang dapat disesuaikan dengan

sistem.

3. Android Versi 1.6 (Donut)

Donut dirilis pada September dengan menampilkan proses pencarian yang lebih baik

dibanding sebelumnya, penggunaan baterai indikator dan kontrol applet VPN. Fitur

lainnya adalah galeri yang memungkinkan pengguna untuk memilih foto yang akan

dihapus, kamera, camcorder dan galeri yang dintegrasikan, CDMA / EVDO, 802.1x,

VPN,gestures, teknologi text to change speech.

4. Android Versi 2.1 (Eclair)

Pada 3 Desember 2009 kembali diluncurkan ponsel Android dengan versi 2.0/2.1

(Eclair), perubahan yang dilakukan adalah pengoptimalan hardware, peningkatan

Google Maps 3.1.2, perubahan UI (User Interface) dengan browser baru dan dukungan

HTML5, daftar kontak yang baru, dukungan flash untuk kamera 3,2 MP, digital Zoom,

dan Bluetooth 2.1.

5. Android Versi 2.2 (Froyo: Frozen Yogurt)

Pada 20 Mei 2010, Android versi 2.2 (Froyo) diluncurkan. Perubahan-perubahan

umumnya terhadap versi-versi sebelumnya antara lain dukungan Adobe Flash 10.1,

kecepatan kinerja dan aplikasi 2 sampai 5 kali lebih cepat, intergrasi V8 JavaScript yang

dipakai Google Chrome yang mempercepat kemampuan rendering pada browser,

pemasangan aplikasi dalam SD Card, kemampuan WiFi Hotspot portabel, dan

kemampuan pembaruan otomatis dalam aplikasi AndroidMarket.

6.

Android Versi 2.3 (Gingerbread)

Pada 6 Desember 2010, Android versi 2.3 (Gingerbread) diluncurkan. Perubahan-

perubahan umum yang didapat dari Android versi ini antara lain peningkatan

kemampuan permainan, peningkatan fungsi copy paste, user interfacedidesain ulang,dukungan format video VP8 dan WebM, efek audio baru (reverb, equalization,


24/132

6

headphone virtualization, dan bass boost), dukungan kemampuan NFC ( Near Field

Communication), dan dukungan jumlah kamera yang lebih dari satu.

7. Android Versi 3.0 (Honeycomb)

Android Honeycomb dirancang khusus untuk tablet. Android versi ini mendukung

ukuran layar yang lebih besar. User Interface pada Honeycomb juga berbeda karena

sudah didesain untuk tablet. Honeycomb juga mendukung multi prosesor dan juga

akselerasi perangkat keras untuk grafis.

8. Android Versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)

Ice Cream Sandwich didesain untuk baik itu telepon ataupun tablet. Android ICS

menawarkan banyak peningkatan dari apa yang sudah ada di Gingerbread dan

Honeycomb dengan pada saat yang sama memberikan inovasi-inovasi baru. Beberapa

peningkatan itu antara lain kemampuan copy pasteyang lebih baik, data loggingdan

warnings, dan kemampuan untuk mengambil screenshot dengan menekan power dan

volume bersamaan. Selain itu keyboarddan kamus juga mendapat perbaikan. Inovasi-

inovasi baru di ICS antara lain penggunaan fontRoboto di Android 4.0 Ice Cream

Sandwich System Bardan Action Bar. adanya Android 4.0 Ice Cream Sandwichvoice

controlyang memungkinkan kita mendikte teks yang ingin kita ketik. Selain itu Face

Unlock merupakan salah satu hal yang menonjol di Android versi baru ini. Juga ada

NFC based app yang disebut Android Bump, yang memungkinkan pengguna untuk

bertukar informasi atau data hanya dengan menyentuhkan gadget.

9. Android Versi 4.1 (Jelly Bean)

Android Jelly Bean yang diluncurkan pada acara Google I/O membawa sejumlah

keunggulan dan fitur baru. Penambahan baru diantaranya meningkatkan input keyboard,

desain baru fitur pencarian, UI yang baru dan pencarian melalui voice searchyang lebih

cepat. Google Now juga menjadi bagian yang diperbarui. Google Now memberikan

informasi yang tepat pada waktu yang tepat pula. Salah satu kemampuan Google Now

adalah dapat mengetahui informasi cuaca, lalu-lintas, ataupun hasil pertandingan

olahraga. Sistem operasi Android Jelly Bean 4.1 muncul pertama kali dalam produk

tabletAsus, yakni Google Nexus 7.


25/132

7

2.1.2 Android Software Stack[3]

Androidsoftware stack dapat dilihat pada gambar 2.1

Gambar 2.1. Androidsoftware stack [3].

Dalam Androidsoftware stack terdapat beberapa hal penting antara lain :

1.

Linux Kernel

Merupakan sebuah perangkat lunak yang menjadi bagian utama dari sebuah

sistem operasi. Di dalam Linux Kernel terdapat hardware driver, power

management, keamanan dan jaringan.

2.Dalvik Virtual Machine (DVM)

Salah satu elemen kunci dari Android adalah DVM. Android berjalan dalam

DVM bukan di Java Virtual Machine. DVM berjalan di dalam Kernel untuk

menangani fungsional tingkat rendah.

3. Application Framework

Application Framework menyediakan berbagai kelas yang digunakan untuk

membuat aplikasi dan mengatur user interface.


26/132

8

4.

Application Layer

Lapisan ini terdapat fungsi dasarsmartphone seperti menelepon, menjalankan

browser, mengirim pesan singkat dan mengakses daftar kontak.

2.1.3 Pengembangan Android [5]

Untuk keperluan pengembangan Android diperlukan alat yang bernama SDK

(Software Development Kit). SDK merupakan alat bantu dan API (Application

Programming Interface) dalam mengembangkan aplikasi pada platform Android

menggunakan bahasa pemrograman Java. Di dalam sebuah SDK akan terdapat :

1.

AndroidApplication Programming Interface(API)

Inti dari sebuah SDK adalah pustaka dari Android API yang menyediakan

akses para pengembang ke Android stack. Pustaka tersebut adalah pustaka

yang sama digunakan oleh Google ketika membuat aplikasi.

2. Development tools

Di dalam SDK terdapat berbagai development tool yang akan meng-compile

dan melakukan debugging terhadap aplikasi yang dibuat sehingga aplikasi

tersebut dapat dijalankan.

3.

Android Virtual Device(AVD)Manager dan Emulator

Android Emulator adalah aplikasi yang dapat digunakan untuk menjalankan

aplikasi Android di Personal Computer. Aplikasi tersebut menyediakan

beberapa model smartphone yang dapat disimulasikan mirip dengan

tampilan aslinya. Dengan menggunakan emulator, dapat diketahui

bagaimana aplikasi yang dibuat dapat berjalan dalam sebuahsmartphone.

4. Dokumentasi

SDK menyediakan referensi tentang isi masing-masing paket dari sebuah

kelas dan cara menggunakannya.

5. Contoh koding

Di dalam SDK terdapat beberapa contoh koding dan cara penggunaan fitur

API.


27/132

9

6.

Dukungan Online

SDK menghubungkan para pengembang untuk saling bertukar ide

informasi, pengembangan dan penyelesaian masalah seputar Android di

http://developer.android.com/resources/community-groups.html.

2.2Bluetooth

2.2.1 Sejarah dan Pengertian

Bluetooth berasal dari nama seorang Raja, Harald Blatand. Harald adalah anak

dari Raja Gorm yang menguasai Jultland semenanjung Denmark. Blatand dalam bahasa

Denmark berarti gigi biru. Raja Blatand telah berhasil mempersatukan Denmark dengan

sebagian wilayah Norwegia. Ericsson memilih nama Bluetooth karena harapan terhadap

teknologi tersebut. Bluetooth diharapkan dapat menjadi sambungan komunikasiperangkat mobile di seluruh dunia.

Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang

beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and

Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu

menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real time antara host-host

Bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas [6].

Bluetooth adalah teknologi jaringan RF (Radio Frequency) yang terdapat radio

frekuensi transceiverdanfull set protocoljaringan dalam sebuah chip kecil yang cukup

untuk dimasukkan dalam sebuah perangkat mobile. Bluetooth adalah salah satu standar

jaringan RF yang digunakan untuk membuat jaringan Personal Area Network ad-hoc

dalam jangkauan tidak lebih dari 10 meter [7].

2.2.2 Bluetooth Protocol[7]

Protocol adalah sebuah aturan ataupun standar yang mengatur atau mengijinkan

terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik

komputer. Protocol dapat diterapkan pada perangkat keras maupun perangkat lunak.

Protocol dalam umumnya dikenal dengan spesifikasi dari sebuah perangkat keras.

Bluetooth memiliki beberapa protocol yang harus dipenuhi sesuai dengan

standar Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE) 802.15.1 mengenai

komunikasi wireless Personal Area Network (PAN). PAN memungkinkan adanya

sebuah komunikasi dengan jarak 1 meter sampai 10 meter.
http://developer.android.com/resources/community-groups.htmlhttp://developer.android.com/resources/community-groups.html


28/132

10

Protokol-protokol Bluetooth dikelompokkan berdasarkan prioritas dan

penggunaan. Protokol-protokol tersebut membentuk sebuah susunan yang biasa disebut

Bluetooth Stack Protocol.`Gambar 2.2 di bawah ini adalah gambar Bluetooth Stack

Protocol.

Gambar 2.2. Bluetoothstack protocol [7].

1. Bluetooth Radio Layer

Merupakan lapisan paling bawah dalam spesifikasi Bluetooth. Lapisan ini

menentukan operasi dan sistem minimum dalam komunikasi Bluetooth

termasuk perangkat penerima, pengiriman dan penerimaan datadan sinyal

RF dalam ISM (Industrial, Scientific and Medical) band.

2. Baseband

Baseband adalah sebuah physical layer protocol Bluetooth yang terletak

diatas Bluetooth Radio Layer dalam Bluetooth stack protocol. Baseband

mengaturphysical channel dan menyediakan sambungan dari dan ke sebuah

komunikasi termasuk pengecekan kesalahan, hop selection dan keamanan

jaringan.

3. Link Manager Protocol

Link Manager Protocolmengatur sambungan, konfigurasi dan memberikan

izin komunikasi Bluetooth. Setelah Link Manager sebuah perangkat

Bluetooth mendeteksi adanya perangkat Bluetooth lain, makaLink Manager

Protocol akan membuat sebuah sambungan untuk berkomunikasi denganLink Manager Bluetooth terdeteksi.


29/132

11

4.

Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP)

L2CAP merupakan data-link layer dalam pemodelan Open System

Interconnection (OSI). LC2AP memungkinkan layer di atasnya dapat

menerima dan mengirim paket data sampai 64kb.

5. RFCOMM

RFCOMM merupakan cable replacement protocol dalam Bluetooth stack.

RFCOMM menciptakan sebuah serial port virtual yang dapat digunakan

sesuai dengan standar EIA (Electronics Industry Association) 232. Dengan

adanya RFCOMM berbagai adapted protocol dengan dasar serial dapat

berkomunikasi dengan Bluetooth.

6. AT Command

AT Command adalah berbagai set instruksi untuk memberikan perintah

dalam komunikasiportserial.

2.2.3 Piconet dan Scatternet [7]

Komunikasi antar peralatan Bluetooth akan menghasilkan sebuah jaringan

Bluetooth yang dinamakan dengan Piconet . Sebuah Piconet paling sederhana terdiri

atas dua buah peralatan Bluetooth dimana salah satu modul yang menginisiasi koneksi

disebut sebagai master sedangkan peralatan lain yang menerima tawaran inisiasi

dinamakan sebagai slave. Jika hanya dua peralatan yang berkomunikasi ,maka

koneksinya dikatakan sebagaipoint to point. Satu masterdapat memiliki lebih dari satu

koneksi secara simultan dengan beberapa slave pada saat bersamaan . Koneksi ini

dinamakan dengan koneksi point to multipoint. Kedua tipe koneksi tersebut masih

merupakan bagian dari Piconet. Piconet-piconet dapat saling berkomunikasi untuk

membentuk sebuah jaringan baru yang dinamakan Scatternet. Gambar 2.3 dan 2.4 di

bawah ini adalah gambar jaringan Scatternet dan Piconet.


30/132

12

Gambar 2.3. Jaringan Piconet [7].

Gambar 2.4. Jaringan Scatternet [7].


31/132

13

2.2.4 Jangkauan Bluetooth [7]

Umumnya peralatan-peralatan Bluetooth dapat saling berkomunikasi dalam

jarak yang sedang antara 1 hingga 100 m. Jarak maksimal ini dapat dihasilkan

tergantung dari daya output yang digunakan dalam modul Bluetooth. Modul Bluetoothbiasanya berupa satu IC (Integrated Circuit) chip komunikasi khusus yang telah

mengimplementasikan protocol Bluetooth. Setidaknya terdapat tiga kelas Bluetooth

berdasarkan daya outputdari jarak jangkauannya yaitu :

a.

Daya kelas 1 yang beroperasi pada daya antara 1mW hingga 100mW dan

didesain untuk peralatan Bluetooth dengan jangkauan hingga 100 meter.

b.

Daya kelas 2 beroperasi antara 0.25mW hingga 2.5mW dan didesain untuk

jarak jangkauan hingga sekitar 20m.

c. Daya kelas 3 memiliki daya maksimal hingga 1mW dan bekerja untuk

peralatan dengan jarak sekitar 10cm.

2.2.5 Keamanan Bluetooth [7]

Bluetooth mencegah perangkat asing untuk mengakses atau terhubung dengan

sebuah perangkat secara ilegal. Standar pilihan keamanan pada Bluetooth dapatditambahkan dalam perangkat Bluetooth. Keamanan yang biasa digunakan pada

beberapa perangkat Bluetooth adalah dengan meminta PIN (Personal Idetification

Number) yang dibuat dalam perangkat master ketika membuka jaringan yang akan

terhubung dengan perangkatslave.

Metode lain untuk menghubungkan 2 buah perangkat Bluetoothadalahpairing.

Pairingmenggunakan PIN yang ditentukan sendiri oleh user. Pertukaran dan verifikasi

terjadi antara kedua perangkat Bluetooth ketika pairing. Sebagian besar Bluetooth

mobile tidak memiliki built-in PIN sehingga harus memasukkan kode kedalam

handphoneketikapairing dengan perangkat lain.

Penyusupan terhadap jaringan Bluetooth disebutBluejacking. Bluejacking dapat

terjadi karena proses koneksi antar perangkat Bluetoothtidak memakaipairingsehingga

ilegal userdapat langsung terkoneksi dan melakukan aktivitas komunikasi. Gambar 2.5

berikut ini merupakan ilustrasi prosespairing.


32/132

14

Gambar 2.5. ProsesPairing [7].

2.2.6 Bluetooth Android [3]

Android menyediakan fasilitas bagi pengembang untuk melakukan komunikasi

secara wireless menggunakan teknologi Bluetooth. API (Application Programming

Interface) pada Android menyediakan fasilitas untuk mengatur dan memonitoring

perangkat Bluetooth. Dengan menginisiasikan sebuah komunikasi menggunakan

BluetoothSocket , sebuah perangkat dapat mengirim dan menerima stream data dalam

sebuah aplikasi. Pustaka Bluetooth telah ada dalam Android versi 2.0 (SDK API level

5).

Sejak Android 2.1, hanya data yang terhubung melalui prosespairing saja yang

dapat dikoneksikan. Namun perlu diketahui tidak setiap mobile Android mempunyai

koneksi Bluetooth. Android menyediakan kelasuntuk perangkat dan jaringan Bluetooth

dalam Androidpackagessebagai berikut :

a.

BluetoothAdapter

Digunakan untuk mengidentifikasi koneksi Bluetooth dalam Android.

b. BluetoothDevice

Setiap perangkat yang akan terhubung direpresentasikan dalam

BluetoothDevice.

c. BluetoothSocket

Sebagai jalur pengiriman dan penerimaaanstream data.

d. BluetoothServerSocket

Mendeteksi permintaan koneksi yang terdapat dalam BluetoothSocket.


33/132

15

2.2.7 Modul Bluetooth HC-05 [9]

Modul Bluetooth lebih dikenal dengan nama modul BT. Modul ini digunakan

untuk mengirimkan data serial TTL (Transistor Transistor Logic) melalui Bluetooth.

Modul Bluetooth memiliki dua tipe yakni, tipe master danslave. Tipe modul BT dapatdiketahui dari nomer seri yang berasal dari pabrik pembuat. Modul BT dengan nomer

ganjil dapat digunakan sebagai master dan slave. Tipe tersebut tidak dapat diubah oleh

pengguna. Jadi modul BT mastertidak bisa berubah menjadislave kecuali untuk modul

seri tertentu yang memungkinkan untuk diubah menggunakanAT Commandyang ada.

Gambar 2.6. Modul BT HC-05 [9].

Modul BT HC-05 merupakan tipe modul BT yang dapat diubah dari master ke

slave maupun sebaliknya. Modul BT dapat digunakan ketika perangkat master telah

melakukanpairing dengan perangkatslave.Komunikasi tidak akan terjadi ketika semua

perangkat adalah master atau semua perangkat adalah slave. Komunikasi yang terjadi

antara modul BT master dan modul BT slave menyerupai komunikasi serial biasa

dengan adanya TXD dan RXD.

Untuk dapat mengkonfigurasi perangkat modul BT, digunakan AT Command.

AT Commandmemungkinkan pengguna untuk memberikanpassword, user name, baud

rate, parity dan parameter lainnya yang digunakan untuk komunikasi.

2.3Arduino Board [8]

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang

bersifat opensource. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi

kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan IDE (Integrated Development


34/132

16

Environment) yang canggih. IDE adalah sebuah softwareyang sangat berperan untuk

menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam

memori mikrokontroler.

Komponen utama didalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit

dengan merk ATmega yang dibuat oleh Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino

menggunakan tipe Atmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya. Sebagai

contoh Arduino Uno menggunakan Atmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang

lebih canggih menggunakan Atmega2560. Pada gambar 2.7 berikut ini diperlihatkan

contoh diagram blok sederhana dari mikrokontroler Atmega328 yang dipakai pada

Arduino Uno.

Gambar 2.7. Diagram blok sederhana Arduino Uno [8].

Blok-blok pada gambar 2.7 dijelaskan sebagai berikut:

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka

yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan

RS-485.

2. 2KB RAM pada memori kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),

digunakan oleh variabel-variabel di dalam program.


35/132

17

3.

32KB RAM flashmemori bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan

program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga

menyimpan bootloader.

4. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh

CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloaderselesai dijalankan, berikutnya

program di dalam RAM akan dieksekusi.

5.

1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang

tidak boleh hilang saat daya dimatikan.

6. Central Processing Unit (CPU), bagian dari mikrokontroler untuk

menjalankan setiap instruksi dari program.

7. Portinput/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan

mengeluarkan data (output) digital atau analog.

Pada gambar 2.8 di bawah ini adalah bagian-bagian Arduino.

Gambar 2.8. Bagian-bagian Arduino [8].Bagian-bagian komponen dari Arduino Board pada gambar 2.8 dapat dijelaskan

sebagai berikut:

1. 14 Pin input/outputdigital (0-13)

Berfungsi sebagai inputatau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6

buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analogoutput

dimana tegangan output-nyadapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat

diprogram antara 0255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 05V.


36/132

18

2.

USB (Universal Serial Bus)

Berfungsi untuk:

1. Memuat program dari komputer ke dalam papan .

2.

Komunikasi serial antara papan dan komputer.

3. Memberi daya listrik kepada papan.

3. Q1Kristal (quartzcrystal oscillator)

Jika mikrontroler dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantungnya

karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada

mikrokontroler agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini

memakai 16 juta kali per detik (16MHz).

4. Tombol Reset S1

Untuk me-reset mikrokontroler sehingga program akan mulai lagi dari awal.

Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau

mengosongkan mikrokontroler.

5.In-Circuit Serial Programming (ICSP)

PortICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram mikrokontroler secara

langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak

melakukan cara tersebut, sehingga ICSP tidak sering dipakai walaupun

disediakan.

6. IC 1Mikrokontroler ATmega

Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan

RAM.

7. X1sumber daya eksternal

Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat

diberikan tegangan DC antara 9-12V.

8.

6 Pin input analog (0-5)

Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor

analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input

antara 01023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 05V.


37/132

19

2.4Mikrokontroler ATmega 328 [10]

2.4.1 Fitur dan Arsitektur

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) di mana setiap proses eksekusi data

lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).

Beberapa fitur yang dimiliki oleh Atmega 328 antara lain :

1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

2.

32 x 8-bit register serba guna.

3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock16 MHz.

4.

32 KB Flash memory dan pada Arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dariflash memorysebagai bootloader.

5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)

sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM

tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

6. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM ( Pulse Width

Modulation) output.

7.

Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega328 memiliki arsitektur Harvard Yaitu memisahkan

memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan

kerja danparallelism.Instruksiinstruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu

alur tunggal, dimana pada saat satuinstruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah

diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi instruksi

dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.

32x8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU

(Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. Dari 6 register

serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode

pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga

registerpointer 16-bitini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register

Y(gabungan R28 dan R29 ), dan register Z (gabungan R30 dan R31).

Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori

program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di


38/132

20

atas,terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar

64byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register

kontrol Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O

lainnya. Register register ini menempati memori pada alamat 0x20h 0x5Fh. Untuk

mengetahui alur hubungan dari arsitektur ATmega328 dapat dilihat pada gambar 2.9

berikut:

Gambar 2.9. Arsitektur mikrokontroler ATmega 328 [10].

2.4.2 Konfigurasi Pin ATmega 328

Gambar 2.10 di bawah ini menunjukkan konfigurasi pin ATmega 328.

Gambar 2.10. Konfigurasi Pin ATmega 328 [10].


39/132

21

ATMega 328 memiliki 3 buahPORT utama yaituPORTB,PORTC, danPORT

D dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan

sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperial lainnya. Di bawah ini

merupakan penjelasan PORT yang ada di ATMega 328.

1. PORT B

PORTB merupakan jalur data 8 bityang dapat difungsikan sebagai input/output.

Selain ituPORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.

1.

ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer/Counter1 input capturepin.

2. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai

keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

3. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur

komunikasi SPI.Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman

serial (ISP).

4. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock

externaluntuk timer.

5. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama

mikrokontroler.

2. PORT C

PORTC merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output

digital. Fungsi alternatifPORTC antara lain sebagai berikut:

1. ADC6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10

bit. ADC dapat digunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan

analog menjadi data digital.

2. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.

I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau perangkat lain yang

memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer

nunchuck.

3.PORT D ffffffffffffffffffffffffffffff

PORT D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat

difungsikan sebagai input/output. Sama seperti PORTB danPORT C,PORTDjuga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.


40/132

22

1. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan

level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial,

sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk

menerima data serial.

2.Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai

interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari

program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi

hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan

menjalankan program interupsi.

3. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART,

namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu

membutuhkan external clock.

4. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter externaluntuk timer 1 dan

timer0.

5. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan untuk analog komparator.

2.5Robot

2.5.1

Lengan Robot[11]

Robot Manipulator adalah nama yang popular untuk lengan mekanik atau lengan

robot. Manipulator merupakan gabungan dari beberapa segmen dan joint yang secara

umum dibagi menjadi 3 bagian yaitu arm, wrist, end effector.RIA(Robotic Industries

Association) mendefinisikan robot sebagai manipulator yang didesain untuk

memindahkan material, benda, alat atau peralatan tertentu lewat pergerakan yang

terprogram untuk melakukan berbagai tugas.

Konfigurasi merujuk pada setiap sambungan (link) manipulator terhubung antara

satu lengan dengan yang lain pada setiap joint. Setiap sambungan akan terhubung

dengan sambungan berikutnya, baik berupa linear joint (prismatik) yang selanjutnya

disingkat dengan huruf P, atau berupa hubungan revoluteyang dapat disingkat dengan

huruf R. Setiap joint minimal terdiri atas 1 Degree of Freedom (DOF). Sebuah robot

lengan dengan 3 DOF setidaknya dapat bergerak keatas-bawah, kanan-kiri, depan-

belakang. Gambar 2.11 menunjukkan wrist dan end effectorpada lengan robot.


41/132

23

Gambar 2.11. Bagian umum lengan robot [11].

2.5.2 Kinematika Robot[11]

Kinematika dapat didefinisikan sebagai studi pergerakan robot (motion) tanpa

memperhatikan gaya (force) ata factor lainnya yang memengaruhi pergerakan tersebut.

Pada sebuah analisa kinematic, posisi, kecepatan dan akselerasi dari seluruh link

digitung tanpa memperhatikan gaya yang menyebabkan pergerakan. Kinematika robot,

secara umum terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Kinematika Maju (Forward Kinematics)

Kinematika maju juga disebut dengan kinematika direct, di mana panjang

dari setiap link dan sudut dari setiapjointdiketahui untuk menghitung posisi

robot.

2. Kinematika Balik (Inverse Kinematics)

Kinematika balik adalah analisa kinematik yang digunakan untuk

menghitung sudut dari masing-masing joint dengan panjang setiap link dan

posisi robot telah diketahui.

Gambar 2.12. Relasi kinematika maju dan balik [11].


42/132

24

2.5.3 Analisa Kinematik Dengan Persamaan Trigonometri[11]

a.

Robot Lengan 1 DOF

Gambar 2.13. Robot lengan 1 DOF [11].

Dengan menggunakan kinematika maju maka kedudukan ujung lengan P(x,y)

dapat dinyatakan dengan :

= ........................................................................................ (2.1)

= .......................................................................................... (2.2)

Menggunakan kinematika balik, maka didapatkan dengan perhitungan sebagaiberikut :

= ........................................................................................... (2.3)

b. Robot Lengan 2 DOF

Gambar 2.14. Robot lengan 2 DOF [11].


43/132

25

Kedudukan ujung lengan dinyatakan sebagai P(x,y) dimana :

.............................................................. (2.4) .............................................................. (2.5)Persamaan di atas dapat diperoleh dengan menggunakan analisa kinematika

maju dengan hukum identitas trigonometri :

.............................................. (2.6) ............................................... (2.7)Maka didapatkan :

............................ (2.8) ........................... (2.9)Dari dua persamaan terakhir dan menggunakan analisa kinematika balik maka

akan didapatkan :

{

}......................................................... (2.10)

Dan sudut dapat dicari melalui Dengan hukum identitas trigonometri :

............................................................... (2.11)Didapatkan:

............................................... (2.12)Sehingga :

= ........................................... (2.13)

2.6Motor Servo (Servo motor) [11]

2.6.1

PengertianMotor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback dimana posisi

dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor

servo. Motor terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potentiometer dan rangkaian

kontrol. Potentiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo.

Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim

melalui kaki sinyal kabel motor.

Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidakkontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa


44/132

26

keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot,

motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian lain yang

mempunyai gerakan terbatas. Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah,

yaitu searah jarum jam atau clockwise (CW) dan berlawanan arah jarum jam atau

counterclockwise (CCW) di mana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat

dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle sinyal Pulse Width

Modulation (PWM) pada bagian pin kontrolnya. Motor servo merupakan sebuah motor

DC yang memiliki rangkaian kontrol elektronik dan internal gear untuk mengendalikan

pergerakan dan sudut angularnya.

Sistem mekanik pada motor servo seperti yang ditunjukkan gambar 2.15 terdiri

dari :

a.

3 jalur kabel :power, ground dan control.

b. Internalgear.

c. Potentiometer.

d. Feedback control.

Gambar 2.15. Motor servo.

2.6.2 Pengendalian Motor Servo [11]

Kabel kontrol digunakan untuk mengatur sudut posisi dari batang output. Sudut

posisi ditentukan oleh durasi pulsa yang diberikan oleh kabel kontrol. Motor sevo

digerakkan dengan menggunakan PWM (Pulse Width Modulation). Motor sevo akan

mengecek pulsa setiap 20 milisecond. Panjang pulsa akan menentukan seberapa jauh

motor akan berputar. Contohnya, pada pulsa 1,5 milisecond akan membuat motor

berputar sejauh 90 (lebih sering disebut posisi netral). Jika pulsa lebih pendek dari 1,5milisecond, maka motor akan berputar lebih dekat ke 0. Jika lebih panjang dari 1,5ms,


45/132

27

maka akan berputar mendekati 180. Dari Gambar 2.16 di bawah, durasi pulsa

menentukan sudut dari batang output.

Gambar 2.16. Gerak motor servo .


46/132

28

2.6.3 Spesifikasi Motor Servo

Spesifikasi untuk motor servo yang digunakan ditunjukkan dalam tabel 2.1. di

bawah ini.

Gambar 2.17. Motor Servo FITECH 5654 MG.

Tabel 2.1. Spesifikasi Motor Servo FITECH 5645 MG.

2.6.4 Torsi Lengan Robot

Perhitungan torsi maksimal yang dibutuhkan diambil pada saat lengan robot

dalam posisi seperti pada gambar 2.18, karena lengan robot memiliki jarak jangkau

terpanjang dari tumpuan lengan. Gambar 2.18 berikut merupakan posisi yang akan

menjadi acuan perhitungan torsi maksimal lengan robot.

Berat 52g/1.84 oz

Dimensi 40.5 x 20 x 42 mm

Torsi saat 6V 14.2 kg/cm

Kecepatan saat 6V0.17 detik / 600 tanpa

beban

Tegangan Kerja 4.8 V6.0 V

Tipe Gear Metal

Tipe Motor 3 kutub

Modulasi Digital


47/132

29

Gambar 2.18. Perhitungan torsi lengan robot.

Rumus yang digunakan untuk menghitung torsi adalah sebagai berikut

.......................................................................................................... (2.14).................................................................................................. (2.15) ........................................................................................................ (2.16) ..................................................................................................... (2.17)Keterangan :

=Torsi (Nm)=Jarak antara titik pusat rotasi dengan titik yang terkena gaya (m).=Gaya (N)=Panjang titik yang terkena gaya terhadap titik pusat rotasi secara tegak lurus (m).=Massa benda. (Kg)

=Gaya Gravitasi. (9.8m/s2)Berdasarkan persamaan 217x dengan besar gaya dan arah gaya yang sama,

semakin besar jari-jari yang diukur maka semakin besar pula torsi yang dibutuhkan.

Oleh karena itu maka pengukuran torsi maksimal dilakukan saat end effector lengan

robot berada di titik jangkau terjauh dari base.

Torsi yang dihitung adalah torsi untuk lengan elbowdanshoulder. Untuk lengan

elbowperhitungannya sebagai berikut.

Diketahui :


48/132

30

. .Torsi motor=12kg/cm.

.

Misal

Gambar 2.19 Perhitungan torsi lengan elbow.

.......................................................................................................... (2.18) ................................................................................... (2.19)

....................................................................... (2.20)

............................................................................................... (2.21) .................................................................................................... (2.22)

Hasil perhitungan pada persamaan 2.22 tidak mempertimbangkan kekuatan

bahan serta kekuatan desain lengan robot.


49/132

31

BAB III

PERANCANGAN

3.1Pemodelan Sistem

Perancangan sistem dan blok diagram dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini.

Gambar 3.1. Diagram blok sistem.

Parameter gambar diatas adalah sebagai berikut:

1. Sistem yang digunakan adalah open loop.

2. Menggunakansmartphone Android sebagai kontroler.

3. Menggunakan papan Arduino Uno sebagai kontroler lengan robot.

4. Menggunakan 4 buah mikro servo sebagai penggerak lengan robot.

5.

Menggunakan Bluetooth modul HC-05.

6. Memanfaatkan Serial Monitor untuk mengecek data yang dikirim dari Android ke

Arduino Uno.

7. Catu daya Arduino didapatkan dari USB konektor.

8.

Susunan motor pada lengan robot dapat dilihat pada gambar 3.14 dan 3.15

AndroidModul

Bluetooth

Arduino

Uno

ServoBase

Servo

Shoulder

Servo

Elbow

ServoGripper

Serial

Monitor


50/132

32

3.2Perancangan dan Konfigurasi Modul Bluetooth

3.2.1 Pengkabelan Modul Bluetooth dengan Arduino Uno

Modul Bluetooth dihubungkan dengan Arduino seperti gambar 3.2 di bawah ini.

Gambar 3.2. Pengkabelan Modul Bluetooth HC-05 [12].

Parameter gambar 3.2 adalah sebagai berikut :

1. Modul Bluetooth pin TX dihubungkan dengan pin 10 pada Arduino Uno.

2. Modul Bluetooth pin RX dihubungkan dengan pin 11 pada Arduno Uno.

3.

Modul Bluetooth pin VCC dihubungkan dengan pin VCC pada Arduno Uno.

4. Modul Bluetooth pin GND dihubungkan dengan pin GND pada Arduno Uno.

5. Modul Bluetooth pin KEY dihubungkan dengan pin 9 pada Arduno Uno. Pin 9

Arduino Uno difungsikan sebagai keluaran digital tinggi. Pin KEY pada modul

Bluetooth hanya digunakan ketika mengkonfigurasi parameter-parameter pada

modul Bluetooth atau untuk memasuki mode AT Command.

6.

Catu daya Arduino Uno didapatkan dari USB konektor yang dihubungkan ke

Personal Computer. Dengan menggunakan USB konektor sebagai catu daya,

komunikasi modul Bluetooth dengan Arduino Uno dapat di-debug melaluiserial

monitoryang terdapat dalam Arduino IDE.

3.2.2 Konfigurasi Modul Bluetooth HC-05

Dengan menggunakan mode AT Command, modul Bluetooth

dikonfigurasi sebagai berikut :

1. Nama perangkat modul Bluetooth adalah USD_115114046.

2.

Password untuk dapat melakukan prosespairing adalah 115114046.


51/132

33

3.

Modul Bluetooth dikonfigurasikan sebagai perangkatslave.

4. Menggunakan baud rate38400 dengan 0 stop bitdan no parity.

Gambar 3.3.Listingprogram untuksetting Bluetooth HC-05.

Gambar 3.4 sampai dengan gambar 3.9 merupakan masukan AT Commanddari

Arduino ke modul Bluetooth HC-05. Proses pengiriman commanddilihat melalui serial

monitor yang terdapat dalam Arduino IDE.


52/132

34

Gambar 3.4. Status mode AT CommandHC-05.

Gambar 3.4 menunjukkan Arduino mengirimkan command dengan format AT.

Respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK. Respon tersebut

menandakan HC-05 sudah dalam AT Commandmode.

Gambar 3.5. Setting nama Bluetooth HC-05.

Gambar 3.5 menunjukkan Arduino mengirimkan command dengan format

AT+NAME=USD_115114046. Respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05

adalah OK. Untuk mengetahui bahwa nama sudah terganti digunakan format

AT+NAME dengan respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK dan

+NAME:USD_115114046.

Gambar 3.6. Setting passwordBluetooth HC-05.


53/132

35


AT+PSWD=USD_115114046. Respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05

adalah OK. Untuk mengetahui bahwa password sudah terganti digunakan format

AT+PSWD dengan respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK dan

+PSWD:115114046.

Gambar 3.7. Setting role Bluetooth HC-05.


AT+ROLE=0. Respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK. Untuk

mengetahui bahwa role sudah terganti menjadi slave digunakan format AT+ROLE

dengan respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK dan +ROLE:0.

Gambar 3.8. Setting baud rate, stop bit, parity Bluetooth HC-05.


AT+UART=38400,0,0. Respon yang dikembalikkan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK.

Untuk mengetahui bahwa baud rate, stop bit, parity sudah menjadi 38400, no stop bit

dan no parity digunakan format AT+UART dengan respon yang dikembalikan olehBluetooth HC-05 adalah OK dan +UART:38400,0,0.


54/132

36

Gambar 3.9. Alamat Bluetooth HC-05


AT+ADDR. Respon yang dikembalikan oleh Bluetooth HC-05 adalah OK dan+ADDR=2014:11:282428. Command tersebut digunakan untuk mengetahui alamat

Bluetooth HC-05.

3.3Desain Lengan Robot

Desain lengan robot yang digunakan merupakan desain lengan robot yang

bersifat open source. Desain lengan robot ini bernama Me Arm v3. Desain lengan robot

dapat diunduh di situs www.grabcad.com/library/me-arm-v3-0-1. Lengan robot Me

Arm v3 dapat digerakkan hanya dengan menggunakan mikro servo. Me Arm v3 terdiri

dari 4 buah motor penggerak. Pada end effector terdapatgripperyang dapat digunakan

untuk mencapit benda. Berikut gambar-gambar desain lengan robot Me Arm v3.

Gambar 3.10. Desaingripper Me Arm v3.
http://www.grabcad/http://www.grabcad/


55/132

37

Gripper pada Me Arm v3 digerakkan dengan satu buah motor servo. Untuk

dapat membuat kedua penjepit bergerak secara bersamaan, gripper Me Arm v3

dilengkapi konfigurasi roda gigi seperti yang akan ditunjukkan pada gambar 3.11.

Gambar 3.11. Desain roda gigigripper Me Arm v3.

Desain link danjoint lengan robot Me Arm v3 ditunjukkan oleh gambar 3.12 dan

3.13 di bawah ini.

Gambar 3.12 Desain link danjoint (1).


56/132

38

Gambar 3.13 Desain link danjoint (2).

Gambar 3.14 dan gambar 3.15 di bawah ini merupakan susunan motor pada

lengan robot Me Arm v3.

Gambar 3.14 Susunan motor lengan robot Me Arm v3(1) .

Motor Base

Motor Shoulder


57/132

39

Gambar 3.15 Susunan motor lengan robot Me Arm v3(2) .

Perkiraan pergerakan untuk masing-masing motor adalah sebagai berikut :

1. Motor basebergerak antara 00- 1800.

2. Motorshoulderbergerak antara 450- 1500.

3.

Motor elbowbergerak antara 450- 1500.

4.

Motorgripperbergerak antara 300

- 800

.

Titik acuan dalam perhitungan sudut pergerakan lengan robot adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.16 Acuan sudut pergerakan lenganshoulder.

Motor Elbow

Motor Gripper

Y

X


58/132

40

Gambar 3.17 Acuan sudut pergerakan lengan elbow.

Gambar 3.18 Acuan posisi end effector.

Y

X

X

Y


59/132

41

Gambar 3.19 Acuan lebar cengkramangripper.

Acuan pada gripper berupa lebar pembukaan mulutgripperdengan satuan cm.

Motor yang digunakan untukgrippermenggunakan motor servo mikro.

Cm


60/132

42

3.4Perancangan User I nterf acepada Android

Desain antarmuka aplikasi Kontroler Lengan Robot dibuat seperti gambar 3.16

dan 3.17. Antarmuka bertujuan untuk memudahkan pengguna dalam menggerakkanlengan robot.

Gambar 3.20. Desain antarmuka aplikasi Kontroler Lengan Robot..

Keterangan desain antarmuka dalam gambar 3.20 adalah sebagai berikut:

1.

EnableDitekan untuk mengaktifkan koneksi Bluetooth padasmartphone Android.

Status 1 merupakan textviewyang akan menginformasikan apakah Bluetooth

sedang menyala atau mati.

2. Paired

Ditekan untuk melakukan proses pairing terhadap perangkat Bluetooth yang

akan disambungkan. Status 2 merupakan textviewyang akan menginformasikan

apakah Bluetooth sudahpaired atau belum.


61/132

43

3. Scan

Ditekan untuk melakukanscanningterhadap perangkat Bluetooth yang aktif dan

akan melakukan sambungan. Status 3 merupakan textview yang akan

menginformasikan apakah ada perangkat Bluetooth lain yang aktif dan akan

melakukan sambungan.

4.

Connect

Ditekan untuk membuka sebuah sambungan terhadap perangkat Bluetooh yang

aktif dan sudah ter-paired dengan smartphone Android. Status 4 merupakan

textview yang akan menginformasikan apakah Bluetooth sudah tersambung

dengan perangkat lain atau belum.

Untuk memberikan masukan pada motor servo lengan robot, digunakan

seek bar. Seek bardigunakan dengan cara digeser atau di-drag.

Gambar 3.21. Desain masukan denganseek bar.

Keterangan desain antarmuka dalam gambar 3.21 adalah sebagai berikut :

1. Seek Bar Base

Digunakan untuk menggerakkan motor servo baselengan robot.

2. Seek Bar Shoulder

Digunakan untuk menggerakkan motor servoshoulder lengan robot.

3. Seek Bar Elbow

Digunakan untuk menggerakkan motor servo elbowlengan robot.

4. Seek Bar Gripper

Digunakan untuk menggerakkan motor servogripperlengan robot.

Seek Bar


62/132

44

3.5Format Pengiriman Data

Data akan dikirim menggunakan serial komunikasi UART dengan baud rate

38400, tanpaparitydan 0stop bit. Gambar 3.22 di bawah ini merupakan format frame

komunikasi UART secara umum.

Gambar 3.22 FormatframeUSART.

Data dari Aplikasi Kontroler Lengan Robot adalah berupa String yang memuat

data headeryang akan digunakan sebagai tanda untuk mendeteksi masing-masing motor

yang ingin digerakkan dan data sudut pergerakan pada lengan robot yang telah

ternormalisasi. Tabel 3.1 di bawah ini menunjukkan format data yang dikirim dari

Aplikasi Kontroler Lengan Robot.

Tabel 3.1 Format data Aplikasi Kontroler Lengan Robot.

Motor Header Data

Contoh Hasil

Akhir

(Header+Data)

Base aSudut pergerakan lengan robot yang

telah ternormalisasi (derajat).

a90

Shoulder bSudut pergerakan lengan robot yang


b30

Elbow cSudut pergerakan lengan robot yang


c45

Gripper d Lebar cengkramangripper(cm). d2

Jika data yang dikirim adalah a90, maka format data yang dikirim secara UART

adalah sebagai berikut :


63/132

45

Tabel 3.2 Contoh Kode ASCII untuk pengiriman a90.

KODE ASCII

Desimal Biner Karakter

97 01100001 a

57 00111001 9

48 00110000 0

Tabel 3.3 Formatframe karakter a.

St(1) 0 1 1 0 0 0 0 1 P(no) Sp(0) St(1)

Tabel 3.4 Formatframe karakter 9.

St(1) 0 0 1 1 0 0 0 1 P(no) Sp(0) St(1)

Tabel 3.5 Formatframekarakter 0.

St(1) 0 0 1 1 0 0 0 0 P(no) Sp(0) St(1)

Keterangan tabel 3.3, tabel 3.4 dan tabel 3.5 adalah sebagai berikut :

St merupakanstart bituntuk mengawali proses pengiriman data.

P merupakanparity, pengiriman data tidak menggunakanparity.

Sp merupakan stop bit untuk menandai bahwa data sudah selesai dikirim.

Dalam komunikasi UART, start bit dan stop bit wajib ada karena untuk

menandai awal dan akhir proses pengiriman data. Hal ini disebabkan karena pengiriman

data dilakukan secara asinkron. Dengan adanya start bit dan stop bit, perangkat

penerima dapat mendeteksi adanya data baru yang dikirim sehingga tidak terjadi

kesalahan penerimaan data.


64/132

46

3.6Perancangan Diagram Alir

3.6.1 Diagram Alir Aplikasi Android Kontroler Lengan Robot

Gambar 3.23. Diagram alir Aplikasi Kontroler Lengan Robot.

START

Menampilkan

tampilan utama

Apakah Enabledi klik

Mengaktifkan

perangkat

Bluetooth

Ada perangkat aktif

dengan nama

USD_115114046?

N

Y

ApakahScan di

tekan?

N

N

Y

Apakah Paired ditekan?

Melakukan proses

scanning

Y

N

Y

Y

1

1

Memasukkan

password

untukpairing

Apakah Connect

ditekan?2

N

Proses

penyambungan

Arduino danAndroid

Ada perubahan

nilai pada seekbar?

N

Y

Y

2N

Y

Passwordbenar?

Y

N

Mendeteksi perubahan

seekbarmotor

base,elbow,shoulderatau gripper

Kirim data

perubahan nilai

seekbar ke

Arduino

3

3

Ada perubahan

nilai pada seekbar?

4

4

END

Y


65/132

47

3.5.1 Diagram Alir Arduino Uno

Gambar 3.24. Diagram alir aplikasi Arduino Uno

Start

Inisialisasi

variabel

Apakah tersedia serial

komunikasi?

Apakah Bluetooth sudah dalam

mode Connect?

Ada data yang

dkirim?

Y

N

Y

Y

N

N

Memisahkan data

berdasarkan

header

Menampilkan

data melalui

serial monitor

Menggerakkan

motor

2

2

Ada data yang

dikirim

Y

N

END

3

3


66/132

48

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan dibahas tentang lengan robot dan aplikasi kontroler lengan robot

menggunakansmartphone Android. Hasil pengamatan meliputi ruang gerak dari lengan

robot yang akan dikendalikan dan aplikasi kontroler lengan robot menggunakan

smarphone Android.

4.1 Lengan Robot

4.1.1 Bentuk Fisik dan Dimensi Lengan RobotPengukuran dimensi pada lengan robot disesuaikan dengan desain yang telah

dicetak. Penjelasan dimensi ditunjukkan oleh gambar 4.1 dan 4.2.

Gambar 4.1. Lengan robot tampak samping (elbow).

A1

B2

C1D

E

Servo

Elbow


67/132

49

Keterangan gambar 4.1. di atas adalah sebagai berikut:

1. A1

Adalah link utama yang tersambung pada motor servo elbow.Link A1 terpasang

secara paralel dengan link A2 yang ada pada gambar 4.1. Panjang dari link

tersebut adalah 5 cm dengan tebal 5mm.

2. B2

Adalah link bantuan yang terpasang secara paralel terhadap link utama yang

tersambung pada motor servoshoulder. Panjang dari linktersebut adalah 15 cm

dengan tebal 5mm.

3.

C1

Adalah linkbantuan yang tersambung dengan linkbantuan D.Link C1 terpasang

secara paralel dengan link C2. Panjang dari link tersebut adalah 20 cm dengan

tebal 5mm.

4. D

Adalah link bantuan yang terhubung secara langsung oleh link utama motor

servo elbow. Panjang dari linktersebut adalah 15 cm dengan tebal 5mm.

5. E

Adalah bagian baselengan robot yang berfungsi untuk menopang bagian lengan

robot yang ada di atasnya. Panjang dari baseadalah 10 cm dengan lebar 10 cm

dan dengan tinggi 1 cm.


68/132

50

Gambar 4.2. Lengan robot tampak samping (shoulder).

Keterangan gambar 4.2 di atas adalah sebagai berikut:

1.

A2

Adalah linkbantuan yang tersambung pada link utama motor servo elbow.Link

A2 terpasang secara parallel dengan link A1. Panjang dari linktersebut adalah 5

cm dengan tebal 5mm.

2. B1

Adalah link utama yang tersambung pada motor servo shoulder. Link B1

terpasang secara parallel terhadap link bantuan B2. Panjang dari link tersebut

adalah 15 cm dengan tebal 5mm.

3. C2

Adalah linkbantuan yang tersambung dengan linkbantuan D.Link C2 terpasang

secara parallel dengan link C1. Panjang dari link tersebut adalah 20 cm dengan

tebal 5mm.

MotorShoulder

B1

A2

C2


69/132

51

4.1.2 Kalibrasi

android bluetooth youl wiratama

Documents