## PROTOTIPE ALAT PEMINDAH BARANG DI PELABUHAN BERBASIS ARDUINO
1 Andrea Darmawan, 2 Nur Sultan Salahuddin, 3 Mochamad Karjadi
1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma, 2 Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Gunadarma, 3 Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No. 100, Depok 16424, Jawa Barat
1 andreadarmawan0@gmail.com, 2 sultan@staff.gunadarma.ac.id,
3 mkaryadi@staff.gunadarma.ac.id

## Abstrak
Dengan  berkembangnya  teknologi  robot,  semua  pekerjaan  manusia  dapat  dikerjakan dengan mudah tanpa harus membuang tenaga dan mempersingkat waktu. Teknologi robot telah menggantikan  peralatan-peralatan  manual  yang  membutuhkan  banyak  tenaga  manusia  untuk dioperasikan.  Tidak  hanya  teknologi  robot  yang  berkembang  saat  ini,  teknologi  komunikasi juga  mengalami  perkembangan  yang  cepat.  Smartphone  adalah  salah  satu  teknologi  saat  ini. Penelitian  ini  menghasilkan  robot  pemindah  barang  menggunakan  aplikasi  Android  berbasis Arduino.  Tujuan  pembuatan  robot  pemindah  barang  yaitu  untuk  mempermudah  dan meringankan  pekerjaan  manusia.  Alat ini  menggunakan  sistem  kontrol  Arduino  yang  memiliki Atmega2560.  Aplikasi  pengendali  yang  sudah  di-install  pada  smartphone,  menggunakan  dua buah  motor  stepper  sebagai  lengan  robot.  Berdasarkan  hasil  uji  coba  dapat  dilihat  bahwa lengan  robot  mampu  bergerak  dengan  baik  sesuai  dengan  perencanaan,  yaitu  mengangkat barang  dari  bawah  ke  atas  kapal.  Untuk  jarak  kendalinya  pada  aplikasi  pengendali,  mampu dikendalikan  tanpa  penghalang  sejauh  ±15  meter  dan  menggunakan  penghalang  sejauh  ±10 meter dengan menggunakan media transmisi module bluetooth HC-05.
Kata Kunci : Arduino, Atmega2560, module bluetooth HC-05, motor stepper, robot, smartphone

## Abstract
The development of robot technology, all human work can be done easily without having to  waste  energy  and  shorten  time.  Robot  technology  has  replaced  manual  equipment  that requires  a  lot  of  manpower  to  operate.  Not  only  robot  technology  is  developing  at  this  time, communication  technology  is  also  experiencing  rapid  development.  Smartphone  is  one  of  the current  technologies.  This  research  produces  an  item  transfer  robot  using  an  Arduino-based Android  application.  The  purpose  of  making  goods  moving  robots  is  to  simplify  and  lighten human  work.  This  tool  uses  an  Arduino  control  system  that  has  Atmega2560.  The  control application  that  has  been  installed  on  a  smartphone,  uses  two  stepper  motors  as  robot  arms. Based  on  the  results  of  the  trial, it  can  be  seen  that the  robot  arm is  able  to  move  properly in accordance  with  the  plan,  namely  lifting  goods  from  the  bottom  to  the  ship.  For  the  driving distance  in  the  control application,  it is  able to  be  controlled  without  a  barrier  as far  as  ±  15 meters  and  using  a  barrier  as  far  as  ±  10  meters  by  using  the  HC-05  bluetooth  module transmission media.
Keywords: Arduino, Atmega2560, module bluetooth HC-05, motor stepper, robot, smartphone

## PENDAHULUAN
Seiring  perkembangan  teknologi  yang semakin  maju,  teknologi  robot  mengalami suatu  kemajuan  yang  sangat  pesat. Teknologi yang  canggih  telah  menggantikan  peralatan- peralatan  manual  yang  membutuhkan  banyak tenaga  manusia  untuk  dioperasikan,  salah satunya yaitu penggunaan robot. Perkembangan teknologi  robotika  telah  membuat  kualitas kehidupan  manusia  semakin  tinggi.  Saat  ini perkembangan  teknologi  robotika  telah  mampu meningkatkan  kualitas  maupun  kuantitas produksi  berbagai  industri.  Robot  merupakan mesin yang dapat diprogram untuk melaksanakan suatu  pekerjaan  sesuai  dengan  program  yang telah dimasukkan ke dalam komputer robot.
Robot  manipulator  merupakan  salah satu jenis robot yang sudah banyak digunakan oleh  manusia.  Manipulator  adalah  suatu  sistem mekanik  yang  digunakan  dalam  memanipulasi pergerakan  mengangkat,  memindahkan,  dan memanipulasi benda kerja untuk meringankan kerja  manusia.  Robot  manipulator  dirancang menyerupai  lengan  manusia  yang  memiliki sifat fleksibel, sehingga mudah digunakan untuk melakukan  pekerjaan  yang  cepat  dan  presisi. Robot  manipulator  (lengan  robot)  dilengkapi dengan  aktuator  dan  memiliki  jumlah  derajat kebebasan ( degree of freedom/ DOF) [1].
Fungsi  utama  dari  robot  dalam  dunia industri  saat  ini  adalah  menggantikan  tugas manusia  karena  dapat  melakukan  pekerjaan yang  berat,  presisi,  cepat,  dan  aman.  Dalam perancangan  dan  pembuatan robot,  salah  satu
hal yang tidak dapat ditinggalkan adalah sistem pengaturan  motor.  Tanpa  pengaturan  motor yang  baik  robot  tidak  dapat  bekerja  dengan baik, hal ini  dikarenakan hampir semua robot menggunakan  motor  sebagai  penggeraknya. Pada lengan robot, motor akan dituntut untuk gerakan-gerakan seperti gerakan aktuator naik dan turun. Sistem yang demikian memerlukan suatu pengaturan motor yang baik. Perkembangan smartphone dengan sistem operasi Android saat ini sudah dapat digunakan sebagai pengendali robot  melalui  aplikasi  yang  sudah  diprogram, sehingga smartphone dapat  mengontrol  dan mengendalikan pergerakan robot.
Beberapa penelitian juga telah membahas mengenai pembuatan robot pemindah barang. Pada penelitian yang dilakukan oleh Ramdani membahas  mengenai  pembuatan  miniatur ROPEBA  (Robot  Pemindah  Barang)  FT- UHAMKA . Robot  lengan   miniatur  ROPEBA FT-UHAMKA  dirancang  untuk  memberikan gambaran    proses  pemindahan    barang    dari satu  tempat  yang  telah  ditentukan  menuju tempat  lain.  Robot  ROPEBA digerakkan  oleh perangkat  pengatur  mikro  atau  mikrokontroler Atmega    328P    sebagai    unit  pemprosesan terpusat  untuk  semua  perintah  gerakan  yang telah  ditetapkan.  Robot  ROPEBA  memiliki empat  buah  motor  servo  sebagai  penggerak lengan    serta    motor    DC gearbox untuk menggerakkan conveyor pemindah    barang [2].  Pada  penelitian  tersebut,  alat  dibuat menggunakan  sistem  otomatis  dengan  sensor infrared sebagai input sehingga  dibutuhkan tingkat  akurasi  dan  perhitungan  yang  tepat.
Oleh karena itu, pada penelitian ini dibuat alat yang  menggunakan bluetooth pada  aplikasi Android  sebagai  input  sehingga  alat  menjadi semi  manual  dengan tingkat akurasi yang  lebih baik.
Penelitian  lain  mengenai  pembuatan robot  pemindah  barang  telah  dilakukan  oleh Saputra dan Syufrijal. Pada penelitian tersebut membuat  prototipe  lengan  robot  pemindah benda  berbasis  PLC  ( Programmable  Logic Controller ).  PLC  digunakan  untuk  mengontrol lengan robot dalam memindahkan benda yang berada di atas piringan secara otomatis. Lengan robot  akan  mati  secara  otomatis  jika  semua benda  di  atas  piringan  telah  dipindahkan. Pada penelitian tersebut pengapit pada lengan robot  tidak  dapat  mengangkat  beban  yang terlalu  berat  karena  torsi  pada  motor  servo tidak terlalu kuat [3].
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh Ekayana  dan  Ary  mengenai  prototipe  sistem kendali  lengan  robot  menggunakan wireless
joystick .  Rata-rata  waktu  respon  robot  di ruangan  terbuka  yaitu  ±1,44  detik  pada  jarak 10  –  40  m.  Pada  ruang  tertutup  yang  diberi penghalang,  rata-rata  waktu  respon  robot  yaitu ±1.14 detik  dengan jarak 1 – 7 m. Berdasarkan
hasil  uji  coba,  gripper  dengan  capit  4  lebih baik  pada  saat  menggenggam  benda  daripada gripper  capit  2  [4].  Pada  penelitian  tersebut tidak  dilakukan  uji  coba  berat  beban  yang dapat diangkat oleh lengan robot.
Berdasarkan paparan sebelumnya, pada penelitian  ini  dibuat  sebuah  prototipe  alat pemindah  barang  di  pelabuhan  yang  di- kendalikan  menggunakan smartphone Android berbasis  mikrokontroller  Arduino  Mega.  Alat tersebut digunakan untuk meringankan pekerjaan  manusia  dalam  memindahkan barang  dari  pelabuhan  ke  atas  kapal.  Dengan sebuah manipulator robot berupa lengan robot yang  memiliki  2  derajat  kebebasan  atau degree of freedom (2-DOF). Lengan robot ini bergerak  menggunakan motor  stepper yang akan dikendalikan oleh mikrokontroler berupa Arduino Mega.

## METODE PENELITIAN
Blok  diagram  pada  prototipe  alat pemindah  barang  di  pelabuhan  berbasis Arduino    terdiri  dari  blok input ,  blok  proses, dan  blok output .  Blok  diagram  tersebut  dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar  1  menunjukan  perancangan diagram  blok  terdiri  dari  tiga  bagian  yaitu input ,  proses,  dan output .  Pada  blok input terdapat  aplikasi  pengendali  yang  terdapat pada smartphone yang  berfungsi  untuk mengendalikan pergerakan lengan robot. Pada blok  proses  terdapat  3  buah  komponen,  yaitu modul bluetooth HC-05  yang  berfungsi sebagai  media  komunikasi antara smartphone dengan  sistem,  Arduino  Mega  yang  di dalamnya terdapat
mikrokontroler Atmega2560 sebagai tempat pengolahan data,
serta  memberikan  perintah  pada  rangkaian motor  stepper ,  dan  2  buah driver  motor stepper yang berfungsi untuk pengontrol arah putaran  dan  kecepatan motor  stepper [5,6].
Pada  blok output terdapat  2  buah motor stepper yang  berfungsi  sebagai  aktuator prototipe alat pemindah barang.
Gambar 2 merupakan diagram alur alat bekerja  dari  mulai  hingga  berakhir.  Diagram alur  ini  mengikuti  algoritma  program  dari prototipe  alat  pemindah  barang  di  pelabuhan berbasis Arduino.
Gambar 2. Diagram Alur Sistem
Pada  Gambar  2  dijelaskan  uraian  cara kerja  sistem  alat  pemindah  barang.  Langkah pertama  yaitu  mulai  yang  menandakan memulai  kerja  alat.  Selanjutnya  keputusan aplikasi  dibuka  atau  tidak,  apabila  tidak
dibuka (T) maka akan selesai, jika dibuka (Y) akan  menuju  ke  proses  cek  status bluetooth . Setelah  cek  status bluetooth ada  keputusan bluetooth aktif  atau  tidak  aktif,  apabila bluetooth tidak  aktif  (T)  maka  menuju  ke
proses aktifkan bluetooth , jika bluetooth aktif klik button “pilih bluetooth ” dan sambungkan dengan  HC-05.  Selanjutnya  menuju  ke keputusan bluetooth terhubung  atau  tidak terhubung,  apabila bluetooth tidak  terhubung (T)  maka  akan  menuju  ke  proses  cek  status bluetooth ,  jika  terhubung  maka  akan  menuju
ke  proses  kendalikan  alat  pemindah  barang secara  manual.  Rangkaian  secara  detail  akan dijelaskan agar mempermudah dalam memahami  cara  kerja  dari  prototipe  alat pemindah  barang  di  pelabuhan  berbasis Arduino.  Skema  rangkaian  alat  secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema Rangkaian Keseluruhan
Untuk  mengendalikan  prototipe  alat pemindah  barang,  terlebih  dahulu bluetooth pada smartphone sudah  terhubung  dengan bluetooth module HC-05  pada  rangkaian sistem  prototipe  alat  pemindah  barang. Kemudian  dibuka  aplikasi  pengendali  untuk mengendalikan  prototipe  alat  pemindah barang  secara  manual,  dan  data  tersebut dikirimkan melalui bluetooth pada smartphone yang berfungsi sebagai
transmitter dan  diterima  oleh bluetooth module HC-05  sebagai receiver .  Setelah diterima  oleh bluetooth HC-05,  selanjutnya data yang  masuk akan diproses pada Arduino Mega,  melalui  pin  digital  D14  (TX)  dan  pin digital  D15  (RX).  Data  yang  masuk  pada Arduino akan diproses sesuai dengan program  yang  dibuat  pada  IDE  Arduino. Selanjutnya Arduino akan memberikan output berupa  pulsa-pulsa  menuju driver A4988.
Selanjutnya driver A4988  akan  mengolah data masukan yang berasal dari pin 2, 3, 5, 6, dan 8 untuk menggerakkan motor stepper .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengambilan  data  dilakukan  dengan mengukur  nilai  tegangan  pada  alat  tersebut.
Pengukuran  dilakukan  pada  saat  keadaaan aktif  yaitu  pada  saat motor  stepper diam  dan pada  saat motor  stepper bergerak.  Terdapat
beberapa  titik pengambilan data yang dilakukan  pada  prototipe  alat  pemindah barang  di  pelabuhan.  Titik  pengambilan  data tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Titik Pengambilan Data
Titik pengujian tegangan pada rangkaian  prototipe  alat  pemindah  barang yaitu  pengujian  tegangan input ke  Arduino, pengujian  tegangan input ke diver A4988, pengujian  tegangan  pada driver A4988,  dan pengujian  tegangan  pada  modul bluetooth
HC-05.  Titik  uji  aktifator  dilakukan  dengan mengukur  tegangan  dari output regulator  ke input Arduino  dan  dari power  supply ke driver A4988.  Hasil  pengukuran  tegangan pada  blok  aktifator  dapat  dilihat  pada  Tabel 1.
Tabel 1. Pengukuran Tegangan pada Blok Aktifator
No. Keterangan Tegangan Kondisi 1. Tegangan input Arduino 4,97 V Aktif 2. Tegangan input driver A4988 12,23 V Aktif Berdasarkan Tabel 1, pengujian dilakukan dengan kondisi adanya tegangan yang mengalir
(aktif), tegangan yang keluar dari regulator ke Arduino  diperoleh  sebesar  4,97  V.  Tegangan
dari power  supply ke driver A4988  diperoleh sebesar 12,23 V.
Titik  uji  pengukuran  pada driver  motor stepper dilakukan  dengan  menguji  tegangan pada pin driver motor stepper yang terhubung pada  pin  Arduino.  Pengukuran  dilakukan dengan 2 kondisi, yaitu pada saat motor stepper
aktif ( high )  dan pada saat motor stepper mati ( low ). Pada  pengukuran driver A4988 motor stepper 1 diukur tegangan output yang mengalir pada pin STEP, DIR, dan ENA driver A4988. Hasil  pengukuran  tegangan  pada driver A4988 untuk motor  stepper 1  dapat  dilihat  pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengukuran Tegangan pada Driver A4988 MS1
No.  Kondisi Motor Stepper 1 D3 (STEP) D6 (DIR) D8 (ENA) 1. Tidak Aktif 0,04 V 0,05 V 0,01 2. Aktif 1,48 V 4,82 V 0,01
Berdasarkan  Tabel  2,  pada  Pin  STEP driver A4988 saat kondisi motor stepper tidak aktif,  tegangan output yang  mengalir  sebesar 0.04 V. Pada saat kondisi motor stepper aktif, tegangan output yang  mengalir  sebesar  1.48 V.  Pada  pin  DIR driver A4988  saat  kondisi motor stepper tidak aktif, tegangan output yang mengalir  sebesar  0.05  V.  Pada  saat  kondisi motor  stepper aktif,  tegangan output yang mengalir  sebesar  4.82  V.  Pada  pin  ENA
driver A4988, saat kondisi motor stepper tidak aktif,  tegangan output yang  mengalir  sebesar 0.01 V. Pada saat kondisi motor stepper aktif, tegangan output yang mengalir sebesar 0.01 V.
Pada  pengukuran driver A4988 motor stepper 2 diukur tegangan output yang mengalir pada pin STEP, DIR, dan ENA driver A4988. Hasil  pengukuran  tegangan  pada driver A4988 untuk motor stepper 1  dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3. Pengukuran Tegangan pada  Driver A4988 MS2
No. Kondisi Motor Stepper 2 D3 (STEP) D6 (DIR) D8 (ENA) 1. Tidak Aktif 0,04 V 0,05 V 0,01 2. Aktif 1,50 V 4,87 V 0,03
Berdasarkan  Tabel  3,  pada  pin  STEP driver A4988,  saat  kondisi motor  stepper tidak aktif,  tegangan output yang  mengalir  sebesar 0.04 V. Pada saat kondisi motor stepper aktif, tegangan output yang  mengalir  sebesar  1.50 V.  Pada  pin  DIR driver A4988,  saat  kondisi motor  stepper tidak  aktif,  tegangan output
yang  mengalir  sebesar  0.05  V.  Pada  saat kondisi motor  stepper aktif,  tegangan output yang mengalir sebesar 4.87 V. Pada pin ENA driver A4988,  saat  kondisi motor  stepper tidak aktif,  tegangan output yang  mengalir  sebesar 0.01 V. Pada saat kondisi motor stepper aktif, tegangan output yang mengalir sebesar 0.03 V.
Pengujian  jarak  antara smartphone dengan  robot  bertujuan  untuk  mengetahui berapa  jarak  jangkauan smartphone dengan robot  menggunakan  media  transmisi module bluetooth HC-05.  Pengujian  ini  dilakukan dengan  dua  percobaan,  yaitu  pengujian  jarak tanpa penghalang dan pengujian jarak dengan penghalang.
Tabel 4. Hasil Pengujian Sensor Jarak No. Jarak (meter) Tanpa Penghalang Berpenghalang 1. 1 Terhubung Terhubung 2. 5 Terhubung Terhubung 3. 10 Terhubung Terhubung 4. 15 Terhubung Tidak Terhubung 5. 20 Tidak Terhubung Tidak Terhubung
Berdasarkan  Tabel  4,  hasil  pengujian yang  telah  dilakukan,  untuk  mengendalikan prototipe alat pemindah barang  menggunakan aplikasi  pengendali  tanpa  penghalang  dengan menggunakan media transmisi module bluetooth HC-05,  jarak  terjauh  prototipe  alat  pemindah barang yang dapat terhubung dengan smartphone adalah  sejauh  15  meter.  Apabila jarak  lebih  dari  15  meter  maka  koneksi bluetooth melemah,  bahkan  tidak  dapat terhubung. Apabila menggunakan penghalang yaitu  tembok  dengan  menggunakan  media transmisi module  bluetooth HC-05  jarak
terjauh  prototipe  alat  pemindah  barang  yang dapat  terhubung  dengan smartphone adalah sejauh  10  meter.  Apabila  jarak  lebih  dari  10 meter  maka  koneksi bluetooth melemah, bahkan tidak dapat terhubung .
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  menguji pengangkatan  beban  barang  pada  lengan robot.  Beban  barang  yag  diangkat  dilakukan dengan  penambahan  setiap  50  gram,  dimana berat awal barang adalah 100 gram dan setiap pengujian  ditambah  50  gram  hingga  total berat  mencapai  350  gram.  Hasil  pengujian ditampilkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Pengangkatan Beban Barang Menggunakan Lengan Robot
No. Berat Barang (Gram) Keterangan (Terangkat) 1. 100 Terangkat 2. 150 Terangkat 3. 200 Terangkat 4. 250 Terangkat 5. 300 Terangkat 6. 350 Tidak Terangkat
Berdasarkan  Tabel  5  pada  pengujian pengangkatan beban barang, dimana maksimum barang yang dapat diangkat oleh robot sebesar 300 gram. Apabila beban lebih berat dari 300 gram, robot tidak  mampu mengangkat barang tersebut.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada prototipe  alat  pemindah  barang  di  pelabuhan yang  telah  dibuat  pada  penelitian  ini,  lengan robot  berjalan  dengan  baik  sesuai  dengan yang  diharapkan.  Beban  barang  yang  dapat diangkat  pada  saat  pengujian  maksimum seberat  300  gram.  Aplikasi  pengendali  dapat berfungsi  dengan  baik  untuk  mengendalikan lengan robot. Lengan robot dapat dikendalikan menggunakan  s martphone berbasis  Android dari  jarak  jauh  dengan  menggunakan  media transmisi  jaringan  nirkabel module  bluetooth HC-05  yang  memiliki  frekuensi  2.4GHz. Jarak  yang  dapat  dijangkau smartphone dengan module  bluetooth HC-05  tanpa penghalang  sejauh  ±15  meter  dan  jarak  yang dapat  dijangkau smartphone dengan module bluetooth HC-05  menggunakan  penghalang sejauh ±10 meter.
Pada  penelitian  lebih  lanjut,  alat  dapat dikembangkan  sehingga  dapat  dikendalikan dari  jarak  yang  lebih  jauh.  Selain  itu,  pada pengembangan alat dapat diperhatikan mengenai masalah keamanan alat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] P. D. Saputra, “Pengendali robot transform menggunakan  aplikasi  Android  berbasis mikrokontroler,” Skripsi , Universitas Gunadarma, Jakarta, 2015.
[2] M.  Ramdani,  Sahrudin,  A.  Octavianto,
Mujirudin,  dan  H.  Ramza,  “Miniatur ropeba  (robot  pemindah  barang)  FT  – UHAMKA,” Ejournal  Kajian  Teknik
Elektro , vol. 3, no.1, hal. 67 – 78, 2018.
[3] V.  R.  Saputra  dan  Syufrijal,  “Prototipe lengan  robot  pemindah  benda  berbasis PLC  (Programmable  Logic  Controller),”
Jurnal Autocracy , vol. 3, no. 2, hal 129 – 139, 2016.
[4] A.  A.  G.  Ekayana  dan  I.  G.  N.  K.  Ary, “Rancang  bangun prototype sistem kendali  lengan  robot  menggunakan interface  wireless  2.4Ghz,” Jurnal  Sains dan  Teknologi ,  vol.  6,  no.  1,  hal.  116  – 125, 2017.
[5] A.  Kadir, From  zero  to  pro  arduino . Yogyakarta: Andi, 2015.
[6] W.  Budiharto, Elektronika  digital  dan mikroprosesor . Yogyakarta: Andi, 2014.