Desain Simulasi Perancangan Robot ARM dengan 3 DOF yang Mampu Melakukan Pemilahan Barang Berdasarkan Warna dan Beratnya

Dunia industri dan logistik, proses pemilahan barang menjadi salah satu tahapan yang sangat penting untuk mengelola stok dan memenuhi permintaan pasar dengan efisien. Namun, proses pemilahan barang ini sering kali memerlukan waktu dan tenaga manusia yang cukup besar, terutama jika barang harus dipilah berdasarkan kriteria seperti warna dan beratnya. Kesalahan manusia dalam pemilahan barang juga dapat mengakibatkan kerugian signifikan dalam rantai pasokan dan pengelolaan persediaan. 

Mengatasi tantangan ini, teknologi otomatisasi seperti robot arm memiliki potensi besar untuk mengoptimalkan proses pemilahan barang. Robot arm dapat memilah barang dengan kecepatan dan akurasi yang tinggi, yang sulit dicapai oleh tenaga manusia. Selain itu, penggunaan robot arm dalam pemilahan barang dapat mengurangi risiko kesalahan manusia dan menghemat biaya operasional jangka panjang. 

Berdasarkan permasalahan diatas, saya mencoba merancang sebuah desain robot arm dengan 3 DOF yang mampu melakukan pemilahan barang berdasarkan warna dan beratnya. Dengan demikian, artikel ini diharapkan dapat memberikan kontribusi positif dalam meningkatkan efisiensi dan akurasi proses pemilahan barang di berbagai industri dan gudang.

adapun alat daan bahan yang diperlukan  

Tabel 1 Daftar Alat

NoNamaSpesifikasiKeterangan1laptop-Untuk mendesain dan membuat program2robodk-Perangkat lunak pemrograman dan simulasi desain robot3solder-Untuk merekatkan komponen4obeng-Memasang skrup5multimeter-Mengukur tegangan dan sambungan kabel

Tabel 2 Daftar Bahan Dan Komponen

No

Nama

SpesifikasiKeterangan1Motor servo-Motor DC2Sensor warna fotodiodaTCS3200Mendeteksi warna objek3

Sensor berat

LoadcellMengukur berat objek4MikrokontrolerAtmega16Mikrokontroler untuk membaca sensor, menjalankan dan mengolah algoritma, berkomunikasi dengan komputer dan menjadi servo controller5Sistem minimum AVR-Untuk memasukkan program dari laptop ke ATmega6Servo gripper-Silinder listrik7Power supply8,5 VSumber tegangan

PERANCANGAN 

1. diagram blok

Dilihat berdasarkan blok diagram sistem pada gambar tersebut menjelaskan bahwa Powersupply digunakan sebagai power untuk mikrokontroler. Mikrokontroler mendapatkan inputan dari dua sensor yaitu sensor warna dan sensor berat.  Kemudian data yang berasal dari input diolah di mikrokontroler dan outputnya untuk menggerakan 3 motor servo.

2. FLOWCHART

gambar 2 flowchart

3. PERANCANGAN PERANGKAT KERAS

Gambar 3 Alur Kerja Alat(Febriramadhan et al., 2017)

Penjelasan tiap komponen sebagai berikut:

• Mikrokontroler peneliti menggunakan ATmega16 yang berfungsi untuk membaca sensor, menjalankan dan mengolah algoritma, berkomunikasi dengan komputer dan menjadi servo controller.
• Sensor barang akan mendeteksi keberadaan atau ketiadaan barang di area penyimpanan. Apabila tidak terdeteksi keberadaan barang, robot akan tetap berada dalam posisi awalnya dan menunggu hingga barang terdeteksi di tempat penyimpanan.
• Sensor warna TCS3200 digunakan untuk mengenali warna yang telah diprogram atau ditentukan melalui program. Setelah sensor benda mendeteksi adanya barang pada tempat penyimpanan maka sensor warna akan mengidentifikasi warna objek tersebut. Hasil identifikasi warna ini kemudian akan dimanfaatkan untuk menentukan koordinat tempat endeffector robot akan bergerak. Algoritma ini dijalankan menggunakan metode inverse kinematics, sementara relasi kinematika diperiksa melalui forward kinematics.
• Sensor berat loadcell digunakan untuk mendeteksi barang berdasarkan berat objek. Sensor berat benda bekerja bersamaan dengan sensor warna.  
• Motor servo yaitu jenis motor listrik yang dirancang untuk memberikan kontrol yang tepat terhadap posisi sudut. Motor ini dilengkapi dengan sensor umpan balik (feedback) yang memungkinkan sistem untuk memantau dan mengatur posisi poros motor dengan presisi tinggi. Perancangan manipulator lengan 3 DOF untuk memilah barang menggunakan motor servo sebagai aktuator.

4. PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK

Perangkat lunak (software) yang digunakan pada mikrokontroler ATmega16 adalah bahasa pemrograman C dengan menggunakan software programnya adalah matlab.

5. SIMULASI 

Tahapan selanjutnya adalah mensimulasikan robot arm yang telah didesain menggunakan software simulink dan program matlab. Desain simulasi robot arm manipulator pemilah barang dapat dilihat  pada gambarberikut ini 

gambar 4 Desain robot arm manipulator

6.UJI COBA PRODUK

• 6.1   Pengujian Hardware

Pengujian hardware yang dilakukan pada prototype robot arm manipulator ini meliputi pengujian motor servo, pengujian sensor barang, pengujian sensor warna dan pengujian sensor berat.

• 6.2   Pengujian Software

Pengujian software yang dilakukan yaitu pengujian keluaran sinyal PWM.

• 6.3   Pengujian Sumbu

Pengujian sumbu dilakukan dengan menguji variasi sumbu X, Y dan Z.

• 6.4   Pengujian Pemilahan Barang

Pengujian pemilahan barang ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan dari robot arm manipulator ini