## RANCANG BANGUN INTEGRASI ARM ROBOT PADA SISTEM KONVEYOR BERBASIS PLC UNTUK PEMILAHAN OBJEK SECARA OTOMATIS
M Reza Andika Pratama 1 , Nina Paramytha 2
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Bina Darma Palembang, Indonesia Jl. Jendral Ahmad Yani No.3,9/10 Ulu, Kecamatan Seberang Ulu II, Kota Palembang, Sumatra Selatan
e-mail: reza.andika3105@gmail.com

## ABSTRAK
Pada  era  perdagangan  digital  saat  ini,  transaksi  jual  beli  tidak  hanya  terbatas  pada  platform konvensional  tetapi  juga  melalui  aplikasi  online  shop.  Namun,  proses  pemilahan  barang  di  agen logistik  seringkali  masih  dilakukan  secara  manual,  menyebabkan  kurangnya  efisiensi  dan  waktu yang dibutuhkan cukup lama. Studi ini bertujuan untuk merancang integrasi antara lengan robot dan sistem  konveyor  berbasis  PLC  untuk  pemilahan  objek  secara  otomatis.  Referensi  dari  jurnal sebelumnya  memberikan  kontribusi  dalam  memecahkan  masalah  tersebut.  Penggunaan  arm  robot dan  PLC  dalam  sistem  ini  membantu  meningkatkan  efisiensi,  mengurangi  kesalahan  manusia,  dan meningkatkan  kecepatan  proses.  Dengan  integrasi  ini,  pemilahan  objek  dapat  dilakukan  dengan cepat,  akurat,  dan  efisien  tanpa  campur  tangan  manusia.  Pengujian  sistem  menunjukkan  hasil  yang memuaskan, dengan presentase kesalahan di bawah 5%. Kesimpulannya, penelitian ini menunjukkan bahwa  integrasi  arm  robot  pada  sistem  konveyor  berbasis  PLC  memiliki  potensi  besar  dalam meningkatkan efisiensi industri, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan daya saing.
Kata Kunci: Arm robot, Konveyor, PLC, Pemilahan objek, Otomatisasi, Efisiensi industri.

## DESIGN AND CONSTRUCTION OF ARM ROBOT INTEGRATION ON PLC-BASED CONVEYOR SYSTEM FOR AUTOMATIC OBJECT SORTING

## ABSTRACT
In  the  current  digital  trading  era,  buying  and  selling  transactions  are  not  limited  to  conventional platforms  but  also  through  online  shop  applications.  However,  the  process  of  sorting  goods  in logistics  agencies  often  still  relies  on  manual  methods,  resulting  in  inefficiency  and  lengthy processing  times.  This  study  aims  to  design  the  integration  of  a  robotic  arm  and  a  PLC-based conveyor  system  for  automatic  object  sorting.  Previous  journal  references  have  contributed  to addressing  this  issue.  The  use  of  arm  robots  and  PLCs  in  this  system  helps  improve  efficiency, reduce  human  errors,  and  increase  processing  speed.  With  this  integration,  object  sorting  can  be done  quickly,  accurately,  and  efficiently  without  human  intervention.  System  testing  showed satisfactory  results,  with  error  rates  below  5%.  In  conclusion,  this  research  demonstrates  that integrating  arm  robots  into  PLC-based  conveyor  systems  has  significant  potential  to  improve industrial efficiency, reduce operational costs, and enhance competitiveness.
Keywords: Arm robot, Conveyor, PLC, Object sorting, Automation, Industrial efficiency .

## I. PENDAHULUAN
Dalam  era  sekarang  jual  beli  barang  tidak  hanya  dilakukan  secara  langsung  tetapi  juga dilakukan  secara  online  melalui  aplikasi  online  shop  baik  berupa  Tokopedia,  Shoope,  Lazada  dan masih  banyak  aplikasi-aplikasi  online  shop  lainnya.  Dengan  adanya  online  shop  sehingga  banyak agen  pengiriman  barang  yang  mendukung  aplikasi  tersebut  sebagai  mitra  dalam  pengiriman barangnya.  Akan  tetapi,  proses  pemilahan  barang  di  agen  tersebut  masih  dilakukan  secara  manual sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama dan kurang efisien.
Dari  masalah  diatas  ada  beberapa  jurnal  yang  di  jadikan  referensi  untuk  mengatasi  masalah tersebut.  Misalnya  yang  dilakukan  oleh  (Muhammad  Hadi  Maftuh,  2020)  dengan  judul  “ Lengan Robot  Pemindah  Barang  Berdasarkan  Ukuran  Tinggi ”.  Dalam  jurnal  ini  membahas  tentang sebuah  lengan  robot  pemindah  barang  yang  mampu  memindahkan  benda  dengan  massa  berat  dan jarak  yang  jauh  tanpa  memerlukan  tenaga  manusia.  Lengan  robot  ini  dirancang  untuk  mengambil barang dari konveyor dan memindahkannya ke tempat penempatan dengan bantuan sensor.
Integrasi  sistem  menjadi  kunci  utama  dalam  meningkatkan  efisiensi  dan  produktivitas produksi.  Sistem  pemilahan  objek  secara  otomatis  menjadi  salah  satu  aspek  penting  dalam  rantai produksi,  terutama  dalam  industri  manufaktur  dan  logistik.  Dengan  mengintegrasikan  robot  lengan (arm  robot)  pada  konveyor  yang  dikendalikan  oleh  PLC  ( Programmable  Logic  Controller ),  Proses pemilahan  objek  dapat  dilakukan  dengan  cepat,  akurat,  dan  efisien.  Keunggulan  sistem  ini  terletak pada kemampuan robot untuk mendeteksi, mengidentifikasi, dan memilah objek-objek yang berbeda secara  otomatis  tanpa  campur  tangan  manusia,  sehingga  mengurangi  kesalahan  dan  meningkatkan produktivitas.
Berdasarkan  uraian  di  atas,  maka  penulis  tertarik  untuk  melakukan  penelitian  dengan  judul “RANCANG  BANGUN  INTEGRASI  ARM  ROBOT  PADA  SISTEM  KONVEYOR BERBASIS PLC UNTUK PEMILAHAN OBJEK SECARA OTOMATIS”.

## 1.) Arduino Nano
Arduino  Nano  adalah  salah  satu  varian  dari  papan  pengembangan  mikrokontroler  yang menggunakan  platform  Arduino.  Arduino  Nano  menggunakan  mikrokontroler  ATMega  yang memiliki berbagai pin input/output digital dan analog. Arduino Nano dapat diprogram menggunakan Arduino IDE ( Integrated Development Environment ).

## Gambar 1. Arduino Nano

## 2.) Arm Robot
Istilah  arm  robot  adalah  sekumpulan  hubungan  mekanik  yang  terdiri  dari  rangkaian kinematik  berupa link ,  baik  sebagai  rangkaian  umpan  balik  terbuka  maupun  umpan  tertutup  yang dihubungkan  dengan  sendi  dan  mempunyai  kemampuan untuk melakukan pergerakkan baik planar maupun spatial .  Pergerakan   secara planar adalah  pergerakan  sendi-sendi  pada  bidang  paralel sedangkan  secara spatial adalah  pergerakan  pada  bidang  tiga  dimensi.  Secara  umum  derajat
kebebasan  tersebut  adalah  jumlah  yang  dibutuhkan  untuk  menyatakan  posisi  dari  setiap  hubungan relatif terhadap link yang tetap.

## Gambar 2. Arm Robot

## 3.) Sensor Warna TCS3200
Sensor  Warna  ini  digunakan  pada  aplikasi  mikrokontroler  untuk  pendeteksian  suatu  objek benda atau warna dari objek yang di monitor. Salah satu jenis sensor warna yaitu TCS3200. Sensor Warna ini sebelumnya sudah digunakan pada beberapa penelitian khususnya di bidang robotika.

## Gambar 3. Sensor Warna TCS2300

## 4.) Sensor Proximity
Sensor  proximity  inframerah  adalah  jenis  sensor  yang  mendeteksi  keberadaan  objek  atau benda  di  dekatnya  menggunakan  sinar  inframerah.  Sensor  ini  bekerja  dengan  memancarkan  sinar inframerah dan kemudian mendeteksi pantulannya.

## Gambar 4. Sensor Proximity
5.) PLC Outseal
Outseal PLC  adalah  sebuah  karya  anak  bangsa  yang  baru  ditemukan  dan  berbasis  arduino board. Outseal PLC ini mempunyai hardware yang terbuka untuk umum, artinya anda bisa download dan mempelajari rangkaian elektroniknya secara bebas serta membuat sendiri di rumah dengan harga yang terjangkau.

## II. METODE PENELITIAN

## 1. Metode Litelature
Metode literatur digunakan sebagai metode pengumpulan data dari buku referensi dan jurnal yang berhubungan dengan pokok bahasan yang diteliti.

## 2. Metode Konsultasi
Metode  konsultasi  dilakukan  dengan  tatap  muka  atau  daring  dengan  dosen  pembimbing  selama proses penulisan skripsi.

## 3. Metode Laboratorium
Metode laboratorium dilakukan oleh penulis dengan cara mengambil data dan melakukan uji coba didalam laboratorium untuk mendapatkan data dari penelitian yang dilakukan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain  alat  yang  akan  digunakan  pada  alat  Integrasi  Arm  Robot  Pada  Sistem  Konveyor Berbasis PLC Untuk Pemilahan Objek Secara Otomatis akan digambarkan dengan rangkaian skematik dari alat tersebut seperti pada gambar dibawah ini :

## Gambar 5. Skematik

## 1) Diagram Rangkaian Alat
Rancang  bangun  alat  yang  akan  digunakan  untuk  pembuatan  alat  Integrasi  Arm  Robot  pada Sistem  Konveyor  Berbasis  PLC  untuk  Pemilahan  Objek  Secara  Otomatis  ini  memiliki  tiga  tahapan yaitu  masukan (input), proses  dan  keluaran (output). Dari  ketiga  tahapan  tersebut  mempunyai  peran yang sama penting.

## Gambar 6. Blok Diagram

## 2) Flowchart Rangkaian Alat
Bagian  ini  terdiri  dari  hasil  penelitian  dan  cara  pembahasannya.  Hasil  yang  diperoleh  dari penelitian  harus  didukung  dengan  data  yang  memadai.  Hasil  penelitian  dan  penemuan  harus merupakan  jawaban  atau  hipotesis  penelitian  yang  telah  dikemukakan  sebelumnya  pada  bagian pendahuluan.

## Gambar 7. Flowchart
3) Hasil Pengujian Sensor TCS2300
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul ini bekerja dengan baik atau tidak. Jarak antara  objek  barang  dengan  sensor  warna  ±  2  cm.  Hasil  pengujian  sensor  warna  dapat  dilihat  pada Tabel 1

## Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor TCS2300`
No Warna Objek Berhasil Terdeteksi Pembacaan nilai R (Red) ,G (Green) & B (Blue) R G B 1 Merah Ya 53 76 55 2 Hijau Ya 93 85 67 3 Kuning Ya 23 21 23

## 4) Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Pengujian sensor ultrasonik dilakukan untuk  mengetahui jarak dari sensor ke objek. Hasil dari pengukuran jarak ini menjadi pembanding ada atau tidak keberadaan objek. Tujuan dari pengujian ini adalah  sensor  ultrasonik  mampu  mendeteksi  keberadaan  objek.Untuk  melakukan  pengujian  ini dibutuhkan alat bantu berupa Arduin Nano, sensor jarak HC-SR04, dan hasilnya akan dilihatkan pada software arduino di serial monitor.

## Tabel 2. Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Jarak Objek yang dideteksi Menggunakan Mistar (cm) Pembacaan Sensor (cm) Keterangan 2 2,02 Ada Objek 4 4,11 Ada Objek 6 6 Ada Objek 8 8,02 Ada Objek 10 10,05 Ada Objek Lebih dari 10 >10 Tidak Ada Objek

## 5) Hasil Pengujian Arm Robot
Pengujian arm robot ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui kemampuan sistem robot dalam pergerakan memindahkan dan mendeteksi warna objek dari titik pengambilan sampai tempat peletakan sesuai warna objek.
Gambar 8. Posisi Awal Arm Robot

## Gambar 9. Posisi Arm Robot Mengambil Objek Warna Merah
Ketika objek warna merah terdeteksi oleh sensor tcs3200 maka conveyor akan berhenti sejenak dan arm robot akan mengambil objek merah tersebut dan memilahnya ke wadah merah yang telah di sediakan beserta sudut servo base bawah akan bergerak ke sudut sebesar 20 derajat.

## 6) Data Posisi Arm Robot Standby

## Tabel 3. Data Posisi Arm Robot Standby
Label Servo Sudut (°) Base Bawah 167 Sendi Link 1 150 Sendi Link 2 40 Gripper 70

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  hasil  dan  pembahasan  tentang  penelitian  “ Rancang  Bangun  Integrasi  Arm Robot  Pada  Sistem  Konveyor  Berbasis  PLC  Untuk  Pemilahan  Objek  Secara  Otomatis ”  dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dari  semua  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  pada  alat  ini  mendapatkan  hasil  presentase kesalahan dibawah 5%, artinya hasil tersebut dikatakan baik.
2. Alat  bekerja  dengan  baik  dan  sesuai  dengan  tujuan  awal  pembuatan  alat,  yang  berhasil memilah objek berwarna merah, kuning dan hijau yang sudah diatur mikrokontroler.
Sensor TCS3200, Sensor Proximity dan Sensor Ultrasonik bekerja dengan baik dapat membantu dalam memilah objek dan menghitung jumlah dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bijanrostami,  Khosro..  Design  and  Development  of  an  Automated  Guided  Vehicle  for Educational Purpose. Gazimagusa. 2011.
[2] Prabowo  ,  &  Mahardika.  D.  “Analisis  Pengaruh  Kecepatan  dan  Massa  Beban  pada  Conveyor Belt terhadap Kualitas Pengemasan Dan Kebutuhan Daya dan Arus Listrik di Bagian Produksi PT  Indopintan  Sukses  Mandiri  Semarang”.  Undergraduate  Thesis.  Semarang:  Universitas Muhammadiyah Semarang 2018.
[3] Anandya, G. R. “Rancang Bangun Lengan Robot Penjepit Pcb 3 Dof Berbasis Arduino Untuk Proses Etching PCB Otomatis”. Surabaya: ITS. 2017.
[4] M. Khorasani.”Design and Kinematics Modeling of a Novel Haptic Device”. 5th RSI Int. Conf. Robot. Mechatronics, no. IcRoM, pp. 421–425. 2017.
[5] M.  Mustafa,  R.  Misuari,  and  H.  Daniyal..  Forward  Kinematics  of  3  Degree  of  Freedom  Delta Robot. no. December, pp.3–6, 2007.
[6]      J. Billingsley and J. Billingsley. “Inverse Kinematics. Essentials Dyn”. Vib., pp. 95–98. 2017.
[7] Setiawan, Iwan. Buku Ajar Sensor Dan Transduser. Yogyakarta. 2009.
Jaya, Hendra. “Desain dan Implementasi Sistem Robotika Berbasis Mikrokontroler”. Makassar: Edukasi Mitra Grafika.2016.
[8] Immersa Lab. “Pengertian Proxy Sensor, jenis-jenis, dan prinsip kerja”. 2018.
[9] Rachman,  T.  (2013).  Penggunaan  metode  work  sampling  untuk  menghitung  waktu  baku  dan kapasitas produksi karungan soap chip di PT. SA. Universitas Esa Unggul.
[10] S. Sudimanto and K. Kevin, “Perancangan Robot Pemindah Barang Berbasis Line Follower,” TESLA J. Tek.Elektro, vol.22, no.1, p.1, 2020, doi: 10.24912/tesla.v22i1.7807.
[11] D. P. Angin et al., “Perancangan Robot Lengan Pemindah Barang Berdasarkan Jarak,” Semin. Nas. Inov. dan Ilmu Komput., no. April, pp. 84– 87, 2018.
[12]  G. Pegman, “The Strategic Research Agenda for Robotics in Europe,” 2010.
[13]  Y. Yamamoto, “Coordinated Control of A Mobile Manipulator,” Robotica, vol. 16, no. March, pp. 607–613, 1994, [Online]. Available: https://repository.upenn.edu/cis_reports/240/
[14]  I.  Farkhatdinov  and  J.-H.  Ryu,  Switching  of  Control  Signals  in  Teleoperation  Systems: Formalization and Application. 2008.
[15]  R.  Supriyanto,  Hustinawati,  R.  Nugraini,  A.  Bima  Kurniawan,  Y.  Permadi,  and  A.  Sa’ad, ROBOTIKA, vol. 1. 2010.
[16]  R. Syam and J. Hair, “Desain Kerjasama Mobile Manipulator Robot,” J. Otomasi Kontrol dan Instrumentasi, vol. 8, no. 2, p. 125, 2016, doi: 10.5614/joki.2016.8.2.1.
[17]  T. G. Sugar and V. Kumar, “Control of cooperating mobile manipulators,” IEEE Trans. Robot. Autom., vol. 18, no. 1, pp. 94–103, 2002, doi: 10.1109/70.988979.
[18]  C.  Perrier,  P.  Dauchez,  and  F.  Pierrot,  A  global  approach  for  motion  generation  of  non- holonomic mobile manipulators, vol. 4. 1998.
[19]  B.  Bayle,  J.  Y.  Fourquet, and  M.  Renaud,  “Manipulability  analysis  for  mobile  manipulators,” Proc.  -  IEEE  Int.  Conf.  Robot.  Autom.,  vol.  2,  pp.  1251–1256,  2001,  doi: 10.1109/robot.2001.932782