## Prototype Pengendalian Arm Robot Berbasis Arduino Uno
Kurniawan Saputra 1* , Hestiana Vatusalsolar 1 , Astrie Kusuma Dewi 1
1 Teknik Instrumentasi Kilang, Politeknik Energi dan Mineral Akamigas, Indonesia

## ABSTRAK
Perkembangan teknologi yang semakin pesat membuat manusia semakin mudah menciptakan peralatan-peralatan yang baru. Peralatan-peralatan yang diciptakan tentunya yang dapat mem- bantu  pekerjaan  manusia  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Dengan  ada  perkembangan  teknologi ynag  semakin  pesat  ini  manusia  berlomba-lomba  untuk  menciptakan  robot  yang  mana  dapat berfungsi  sebagai  pengganti  dan  pembantu  pekerja  manusia.  Robot  yang  diciptakan  adalah berbagai jenis tergantung pada keinginan dan kebutuhan. Maka itu, terciptalah robot lengan atau Arm robot untuk membantu manusia mengangkat beban yang berat. Arm robot merupakan robot yang dapat dikendalikan untuk itu kali ini penulis akan membahas tentang cara kerja Arm robot melalui pemrograman Arduino dan penggerak berupa motor servo serta dengan pengendalinya yaitu joystick.
Kata kunci : Lengan robot, Joystick, Ardunio
kurniawan.saputra@esdm.go.id

## 1. Pendahuluan
Robot merupakan salah  satu  mesin yang te- rus  berkembang  seiring  berjalannya  waktu karena dapat berperan dalam kehidupan ma- nusia  yaitu  sebagai  pengganti,  pengendali maupun menangani masalah yang tidak bisa ditangani oleh manusia seperti di bidang ki- mia,  nuklir  dan  pekerjaan  lainnya  yang  di- lakukan  ditempat  berbahaya[1].  Robot  ter- nyata  sudah  dikenal  pada  tahun  1992  yang diperkenalkan  dalam  bahasa  inggris  oleh Wright Karel Capek, sementara pada awalnya robot  merupakan  kata  atau  nama  yang berasal dari Czech, Robota, yang memiliki arti pekerja[2].  Awalnya  robot  diciptakan  hanya untuk menjadi pengganti para pekerja manu- sia, namun pada waktu mendatang robot da- pat mengambil alih posisi manusia karenakan
robot  merupakan  hasil  buatan  atau  rakitan manusia yang dapat bekerja tanpa mengenal lelah[2].
Waktu terus berjalan dan berbagai jenis robot pun  diciptakan  yang  didasarkan  pada  ke- inginan dan kebutuan manusia, berdasarkan hasil  survei  United  Nations  (UN)  mengha- silkan  tiga  kategori  robotika  yaitu  robotika layanan  profesional,  robotika  insdutri  dan robotika  layanan  pribadi[3].  Maka  itu,  ter- ciptalah ARM robot  atau  robot  lengan  yang berfungsi sebagai pengangkat dan pemindah barang  dengan  prinsip  kerja  seperti  tangan manusia yang ternyata sangat berperan pen- ting  di  dunia  industri  dalam  hal  meminima- lisasi kelalaian pekerja karena melakukan pe- kerjaan yang berat dan berulang atau repetitif yang  dapat  berujung  kepada  kecelakaan[4].
Indonesian Journal of Petroleum and Mineral (2024) Vol. 4 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2024/4.1
Robot lengan memiliki dua  sisi dalam mela- kukan suatu pergerakan yaitu sisi poros yang diposiskan pada bidang statis dan sisi ujung terdapat tool tertentu  sesuai  dengan  tugas robot[1]. Pada umumnya alat yang sering di- gunakan  adalah  alat  yang  dapat  difungsikan sebagai  penjepit  objek  yang  akan  diambil yaitu gripper [1] .
Pada umumnya sistem robot lengan  adalah suatu  struktur  mekanik  yang  tersusun  dari beberapa  batang  logam,  plastik,  maupun bahan lain yang biasanya disebut sebagai link yang  terhubung  oleh  persendian  atau joint yang terbagi menjadi empat yaitu base, shoul- der, elbow, gripper. Pada kesempatan ini pe- nulis akan membahas cara kerja robot lengan melalui pemrograman dengan penggerak be- rupa motor Servo SG 90 dan arduino sebagai pengontrol  gerak.  Interaksi  secara  kontak langsung  antar  manusia-robot  dapat  dilaku- kan  dengan  menekan  tombol keyboard atau joystick [3] .

## 2. Alat dan Metode
Dalam  pembutan  alat  dan  penulisan  naskah ini  dibutuhkan  material  dan  metode  yang akan  dijelaskan  pada  point  2.1  Alat  dan  2.2 Metode.

## 2.1 Alat
− Arm Robot
Robot lengan adalah lengan mekanis yang bi- asanya dapat diprogram yang memiliki fungsi mirip  dengan  lengan  manusia  yang  terdiri dari beberapa koneksi atau link yang disebut derajat kebebasan. Lengan robot terdiri dari tiga bagian yaitu struktur mekanik (manipu- lator), sistem pengendali atau pengontrol dan penggerak. Manipulator adalah susunan ben- da kaku dan lengan yang terhubung satu sa- ma lain oleh sendi atau joint. Lengan bawah bisa  dipasang  pada  kerangka  dasar.  Se- dangkan  ujung  lengan  dihubungkan  dengan alat lain dan tertentu sesuai dengan kegunaan Arm robot. Lengan robot dapat dikendalikan dengan  dengan  sensor  dan  aktuator.  Ada berbagai jenis aktuator, yaitu aktuator listrik, hidrolik, pneumatik dan piezoelektrik. Setiap
aktuator  memiliki  tingkat  kontrol  yang  ber- beda, contoh aktuator listrik lebih mudah di- kendalikan  serta  memiliki  beberapa  keung- gulan yaitu presisi yang tinggi, torsi ideal dan efisiensi tinggi[5].
Derajat kebebasan ( Degree of Freedom ) ada- lah kebebesan bergerak dan berputar setiap sambungan pada robot lengan. Derajat kebe- basan  dibutuhkan  untuk  mengetahui  perge- rakan robot[6]. DOF ditentukan berdasarkan jumlah gerakan yang diinginkan. Disini robot lengan memiliki 4 DOF dengan penggerak a- dalah motor servo dimana motor clamp ber- fungsi  untuk  menggerakan  gripper,  motor servo right menggerakan  siku,  motor left menggerakan bahu dan base untuk perputa- ran basis.
Gambar  1. Arm Robot.
− Arm Joystick
Joystick biasanya  digunakan  untuk  perintah pergerakan atau pengendali. Kali ini joystick berperan  untuk  mengendalikan  pergerakan robot lengan agar bisa tepat pada posisi tar- get[7].
Gam- bar  2. Arm Joystick.

## − Gripper
Merupakan  sebuah  efektor  yang  berfungsi untuk  menggenggam  dan  menahan  suatu objek [8].
Gambar  3. Gripper
−

## Arduino Uno
Merupakan  sebuah  papan  berbasis  mikro- kontroler ATmega328. Papan ini mempunyai 14 digital input dan output pin, yang dimana 6 pin digunakan  sebagai output PWM , 6 input analog, koneksi USB, 16 MHz osilator kristal, tombol reset. Pin-pin tersebut memiliki segala yang  diperlukan  untuk  mendukung  dapat bekerjanyan mikrokontroler yang terhubung melalui kabel USB atau sumber ke tegangan yang bisa didapatkan dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menjalankan atau menyalakan- nya.  Bahasa  yang  digunakan  Arduino  Uno adalah bahasa pemrograman C yang sudah di sederhanakan menggunakan syntax sehingga bahasa mikrokontroler dapat dengan mudah didalami dan dipelajari[5].
Gambar  4. Arduino Uno
−
Motor Servo Servomeanism yang disingkat servo[9] Adalah motor listrik dengan sistem umpan balik loop tertutup,  dimana  posisi  motor  diumpankan kembali  ke  sirkuit  kontrol  dimotor.  Motor servo yang digunakan adalah motor DC yang berfungsi  sebagai  pengkonversi  besaran  lis- trik menjadi gerakan mekanik [8]. Motor ser- vo ada dua jenis, yaitu Standard Servo Motor, yaitu  motor  yang  servo  yang  dapa  bergerak searah jarum jam ( clockwise ) dan berlawanan arah jarum jam ( counterclockwise ) dengan su- dut  operasi  seperti  60°, 90°,  180°.  Dan Con- tinuous servo motor , yaitu  motor servo  yang dapat bergerak searah jarum jam ( clockwise )
dan  berlawanan  arah  jarum  jam  ( counter- clockwise ), tanpa batasan sudut operasi (per- putaran kontinyu).
Gambar  5. Motor Servo.

## 2.2 Metode
Penulisan  naskah  ini  menggunakan  metode pengamatan dan pencarian data melalui studi literatur dari jurnal dan buku-buku terkait[4] yang  kemudian  dilanjutkan  dengan  perbai- kan  terhadap  project  yang  telah  dibuat  se- belumnya.  Adapun  tahap-tahap  perbaikan yaitu  dimulai  dari  analisis  kebutuhan,  pem- rograman-pengkodeaan  ulang  yang  dimana akan diatur kembali input dan output berupa kebebasan  gerak  lengan  robot,  pengujian, sampai pemeliharaan program[10].
A) Analisis kebutuan Merupakan langkah pencarian informasi ser- ta  kegiatan  pengumpulan  data-data  melalui studi pustaka dan buku atau jurnal yang ter- kait dengan permasalahan. B) Pemrograman atau pengkodean
Bertujuan,  mengatur  input  dan  output  yang berupa  perintah  dan  pengontrol  kebebasan bergerak  atau degree  of  freedom (Derajat kebebasan) artinya seberapa besar (derajat) robot  lengan  akan  bergerak  maju,  mundur, kiri, kanan.
C) Pengujian ( Testing )
Dilakukan  untuk  mengecek  kesesuaian  in- putan, perintah dan output.
D) Pemeliharaan program Merupakan  kegiatan maintenance terhadap hasil program agar tetap sama dan tidak ada perubahan atau kerusakan pada sistem.

## 3. Hasil
Pengujian yang dilakukan menghasilkan per- gerakan lengan robot yang sesuai dengan be- sar DOF yang telah diprogram, dimana lengan
Indonesian Journal of Petroleum and Mineral (2024) Vol. 4 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2024/4.1
robot  akan  bergerak  kembali  ke  posisi  awal ketika sudah mencapai nilai titik maksimum.
Tabel 1-3 adalah tahapan proses dan hasil uji arm robot. Proses diawali dengan melakukan pemprograman atau pengkodingan data-data yang nantinya akan dipakai sebagai perintah ke  Arduino  agar  Arduino  dapat  mengetahui apa  yang  harus  dilakukan,  misalkan,  lengan robot  pada Base dapat  mulai  bergerak  dari
arah  0°  dan  berhenti  pada  arah  150°.  Pem- rograman  dilakukan  menggunakan software Arduino.  Data-data yang telah dikirim ke Ar- duino akan diolah oleh mikrokontroller yang mana  be-rupa  otak  dari  Arduino  yang  ber- peran  mem-proses  output  berdsarkan  input yang  diberikan.  Selanjutnya  berikan power supply ke port atau papan joystick sebagai in- putan yang akan mengatur outputan berupa pergerakan lengan robot yang digerakan oleh motor servo.
Tabel  1. Tahapan input, proses dan output arm robot.
Tahapan Keterangan Input Pemasukan pemberian input yang berupa data-data ke microkontroler arduino Proses Input yang masuk akan diproses oleh mikrokontroler arduino kemudian akan mengrimkan output dalam bentuk pergerkan lengan robot Output Pergerakan lengan robot yang bergerak sesuai dengan kebebasan yang diprogram

## Tabel  2. Pengujian Gerak Servo Terhadap Lengan Robot.
Arah Gerak Minimum Arah Gerak Maximum Bagian 0 O 150 O Base 25 O 150 O Shoulder 0 O 150 O Elbow 0 O 150 O Gripper Tabel  3. Fungsi Arm Robot . Motor Servo Bagian Tergerak Hasil pergerakan Clamp Gripper Jepit, lepas Left Shoulder Maju, mundur Right Elbow Atas, bawah Base Basis Kiri, kanan

## 4. Diskusi
Hasil  pengujian  menunjukan  bahwa  sistem kontrol  yang  diimplementasikan  mengguna- kan  Arduino  Uno  berhasil  dalam  mengge- rakan arm robot dengan respons yang cepat
dan  akurat. Respon time yang  dibutuhkan prototype untuk melakukan penjepitan ada- lah sekitar 3 hingga 10 detik (second) dimulai dari  pemberian  perintah  hingga  penjepitan barang.
Integrasi dengan Arduino Uno ini tidak hanya memberikan  kemudahan  dalam  pengemba- ngan dan pemrograman tetapi juga mempu- nyai harga yang relatif murah dibanding mi- krokontroler  lainnya  sehingga  lebih  hemat biaya untuk penggunaanya.

## 5. Simpulan
Arm robot  yang  dibuat  dapat  melakukan fungsi sederhana. Arm robot hanya akan da- pat bergerak sesuai dengan perintah yang te- lah diprogramkan untuk itu ketika akan me- nambahkan atau mengurangi pergerakan da- pat  dilakukan  dengan  cara  menambahkan program sesuai kebutuhan.

## Daftar Pustaka
[1] R. Arismarjito, “Robot Lengan Otoma- tis Sebagai Pemisah Barang Berdasar- kan  Warna  Dengan  Menggunakan  At- mega8535,” pp. 1– 118, 2011.
[2] S.  Salmon  and  B.  Harpad,  “Prototype Lengan  Robot  Berbasis  Arduino Dengan Menggunakan Algoritma Kine- matics,” Jurnal  Ilmiah  Matrik ,  vol.  22, no.  2,  pp.  208 – 214,  2020,  doi:
10.33557/jurnalmatrik.v22i2.960.
[3] U. I. N. A. Makassar, “Rancang Bangun Lengan  Robot  Pada  Kendaraan
Pengangkut  Sampah  Berbasis  Ar- duino,” 2016.
[4] W. Muldayani, “Object Picker Arm Ro- bot For Patient Assistance With Voice Command Using Mfcc And Neural Net- work Method.,” 2016.
[5] M. Didi, E. D. Marindani, and A. Elbani, “Rancang Bangun Pengendalian Robot
Lengan 4 DOF dengan GUI ( Graphical User  Interface  )  Berbasis  Arduino
Uno,” Jurnal Teknik Elektro , vol. 2, no.
3, pp. 1 – 11, 2015.
[6] Syukranullah,  Bukhari,  and  I.  Amalia, “Rancang  Bangun  Robot  Lengan  Ber- basis  Mikrokontroler  Arduino  Uno,”
Jurnal Mesin Sains Terapan , vol. 3, no.
1, pp. 7 – 10, 2019.
[7] D.  M.  Nrfl,  “Kendali  Senapan
Menggunakan Joystick Berbasis
Mikrokontroler Atmega32,” vol. 17, no. 2, 2020. [8] S. Sirmayanti, S. Amelia, N. Afifah, and
I.  Abduh,  “Rekayasa  Sistem  Kendali
Gripper  melalui  Robot  Transporter menggunakan WiFi Module ESP8266,”
Jurnal  Telekomunikasi  dan  Komputer , vol.  11,  no.  1,  p.  51,  2021,  doi: 10.22441/incomtech.v11i1.10091.
[9] P. Prasetyawan, Y. Ferdianto, S. Ahdan, and F. Trisnawati, “Pengendali Lengan Robot  Dengan  Mikrokontroler  Ar- duino  Berbasis  Smartphone,” Jurnal Teknik  Elektro  ITP ,  vol.  7,  no.  2,  pp. 104 – 109, 2018, doi: 10.21063/jte.2018.3133715. [10]  D.  Lesmana,  B.  Satria,  and  Y.  R.  Sari,
“Robot Arm (Advanced Risc Machine) Automatic  Items  Transfer  Based  on Color  Using  Arduino  Uno  R3,” Jurnal
Teknologi Dan Open Source , vol. 3, no. 2, pp. 176 – 186, 2020, doi: 10.36378/jtos.v3i2.788.
Indonesian Journal of Petroleum and Mineral (2024) Vol. 4 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2024/4.1