## PENGEMBANGAN JOBSHEET TRAINER MIKROKONTROLLER ROBOT LENGAN BERBASIS ARDUINO UNO
Ari Permana L 1) , Hendrik K Tupan 2) , Riana Hutagalung 3) , Zuleiha Masahida 4)
1,2,3,4) Teknik Elektro Politeknik Negeri Ambon
1) ai.mana@ymail.com, 2) h3ntup@gmail.com, 3) rianadeborahutagalung@gmail.com,
4) zuleihamasahida@gmail.com

## ABSTRACT
Lack  of  student  understanding  of  microcontroller  course  materials  due  to  lack  of  equipment  and  practice modules  and  do  not  yet  have  a  comprehensive  understanding  of  the  concept  of  microcontrollers.  The  method used  in  developing  trainer  products  and  modules  is  the  Research  and  Development  (R&D)  method.  The development of the first job sheet of this servo motor control practice uses manual control without recoording the position  of  the  movement  of  the  robot  arm  by  using  4  (four)  servo  motors,  resistance  (potentiometer)  with arduino uno microcontroller as well as constriction of the robot arm using acrylic material. Control of robot arm with servo motor control and arduino uno microcontroller can be controlled based on the input variable changes from the given resistance value, every time a resistance value changes, the rotation of the servo motor will also move according to the value given and the motor capable of working both ways (CW) and CCW). The direction and angle of movement of the servo motor rotor can be controlled by varying the pulse width (duty cycle) of the PWM signal at the control pin. The working angle of the servo motor is controlled by a pulse width of ± 20 ms, where the width of the high pulse is between 0.5 ms and 2 ms. Communication interface between the controller program application and the Arduino Uno microcontroller occurs the sending (Tx) and receiver (Rx) serial data in  the  form  of  byte  data.  Program  development  consists  of  three  parts,  namely  the  first  part  is  the  standard program  code  of  the  Arduino  MT-100  module,  the development  of  the robot  arm  program  without recoording and the development of the program with recoording. So it is hoped that this module can attract students' interest in studying microcontroller courses and student interest in robotics.

## ABSTRAK
Rendahnya    pemahaman    mahasiswa  terhadap  materi  kuliah  Mikrokontroler  karena  kurangnya  peralatan  dan modul praktek serta belum  memiliki pemahaman konsep yang komprehensif terhadap mikrokontroler. Metode yang  digunakan  dalam  pengembangan  produk  trainer  dan  modul  adalah  metode Research  and  Development (R&D). Pengembangan  dari  job  sheet  pertama  praktek  kontrol  motor  servo  ini  menggunakan  kontrol  manual tanpa  recoording  posisi  pergerakan  lengan  robot  yakni  dengan  menggunakan  4  (empat)  buah  motor  servo, tahanan (potensiometer) dengan mikrokontroller  arduino uno serta konstriksi lengan robot menggunakan bahan acrylic .  Pengendalian  robot  lengan  dengan  kontrol  motor  servo  dan  miktokontroller  arduino  uno  dapat dikendalikan  berdasarkan  variabel  input  perubahan  dari  nilai  tahanan  yang  diberikan,setiap  terjadi  perubahan nilai tahan maka rotasi motor servo juga akan bergerak sesuai besar nilai tahan yang diberikan dan  motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW). Arah  dan  sudut  pergerakan  rotor  motor  servo dapat  dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa ( duty cycle ) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Sudut kerja motor servo  dikendalikan  oleh  sebuah  pulsa  selebar  ±  20  ms,  dimana  lebar  pulsa  high  antara  0.5  ms  dan  2  ms. Komunikasi    interface    antara    aplikasi  program    pengendali    dengan  mikrokontroler    Arduino    Uno    terjadi proses  pengiriman  (Tx)  dan  penerima (Rx) data serial yang berupa data byte.  Pengembangan program terdiri dari  tiga  bagian,  yakni  bagian  pertama  merupakan  kode  program  standart  dari  modul  MT-100  Arduino, Pengembangan  program  robot  lengan  tanpa  recoording  dan  pengembangan  program  dengan  recoording. Sehingga diharapkan dengan adanya modul ini dapat menarik minat mahasiswa dalam mempelajari mata kuliah mikrokontroller dan minat mahasiswa dalam bidang robotika.
Kata Kunci : Robot Arm; Mikrokontroler ; Motor Servo

## 1.  PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  robotika telah  membuat kualitas    kehidupan    manusia  semakin    tinggi.    Saat ini  perkembangan teknologi  robotika  telah  mampu meningkatkan  kualitas  maupun  kuantitas produksi
berbagai    pabrik.    Teknologi  robotika  juga  telah menjangkau sisi hiburan dan pendidikan bagi manusia. Mikrokontroler  merupakan  otak dalam  pengendalian sebuah    robot    dengan  memasukkan    bahasa pemograman  kedalamnya    sesuai    yang    dikehendaki
perancang.    Minimum    system    (sistem  minimum) adalah  sebuah  rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk  menjalankan  sebuah  aplikasi. Arm robot (robot lengan) dalam skala prototype  lebih sering    digunakan    sebagai  penunjang    sarana pembelajaran  khususnya pada  kegiatan  praktikum.
Proses    kegiatan    belajar    mengajar    yang    baik dapat    meningkatkan    level  kompetensi    mahasiswa seperti    yang    telah  direncanakan    dalam    kurikulum pendidikan.  Kurikulum  yang  tepat,  akan  dapat menghasilkan  output  yang  sesuai  dengan  yang diharapkan.  Mata  kuliah  Mikrokontroler  merupakan salah  satu  mata  kuliah   di   jurusan  Teknik  Elektro Politeknik Negeri Ambon yang  berhubungan  dengan perangkat  lunak  dan perangkat keras. Mikrokontroler merupakan  mata  kuliah  penting  karena  mendukung kompetensi di bidang pengembangan sistem terintegrasi.  Dengan  kemampuan    rekayasa    berbasis mikrokontroler,  mahasiswa    dapat    memiliki    bekal untuk  membangun    sistem    berbasis    mikrokontroler seperti embedded system.
Pemahaman    perangkat    keras    dan  pemrograman mikrokontroler    terhambat    oleh  kuantitas    dan kualitas    alat    praktek.    Rendahnya    pemahaman  ini terlihat  dari  indikator  hasil  belajar  yang  berupa  nilai ujian. Berangkat  dari  permasalahan  di  atas,  penulis yang    sekaligus    pengampu    mata    kuliah Mikrokontroler    bermaksud    mengembangkan  modul pembelajaran berdasarkan alat praktek mikrokontroler    yang    sedang    berkembang,    yaitu Arduino.    Materi    kuliah    praktek,    baik    perangkat keras    maupun    pemrograman    mikrokontroler diharapkan    dapat    mudah    dicerna    dan    dipahami. Dengan    bantuan    alat    dan    modul    pembelajaran Arduino  ini,  mahasiswa  diharapkan  lebih  mudah menerima    materi    kuliah    dan    motivasi    belajar mahasiswa  akan  meningkat,  sehingga  berdampak positif pada hasil belajar.

## 1.1. Permasalahan
Berdasarkan  observasi  penulis  yang  sekaligus pengampu    mata    kuliah    Mikrokontroler,    penulis mendapati    rendahnya    pemahaman    mahasiswa terhadap  materi  kuliah  Mikrokontroler  ini.  Hal  ini disebabkan    karena  kurangnya  peralatan  dan  modul praktek  bagi mahasiswa  dan mereka belum  memiliki pemahaman  konsep  yang  komprehensif  terhadap mikrokontroler.    Kuliah    prasyarat    mikroprosesor yang    diambil    pada    semester    sebelumnya    belum dapat    dipahami    secara    utuh    dalam    kehidupan praktis.  Keterbatasan  peralatan  mata  kuliah praktek mikrokontroler    juga    menjadi    kendala  utama penyerapan  materi  praktek.

## 1.2. Tujuan penelitian
Tujuan  kegiatan  penelitian  ini  adalah  untuk merancang  prototipe  lengan  robot  menggunakan mikrokontroler arduino uno yang lebih kompleks serta
akan  menjadi  modul  pembelajaran  yang  baik  dan efektif  demi  pengembangan  pengetahuan  tentang robotic  dalam kegiatan  praktek,  khususnya  pada  mata kuliah mikrokontroler.

## 2.  TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kajian Teoritis
2.1.1. Teknik Desain Robot Menurut Robot  Institute  Of  America ,  salah  satu riset  unggulan  di Carnigie Mellon University , robot merupakan  suatu  sistem  yang  dapat  di  program  dan dapat  diprogram    kembali,    memiliki    komponen- komponen,    dirancang    dengan    sistem  manipulator mekanik    agar    dapat    melakukan    pemindahan barang-barang    dengan  suatu  program  yang  diisikan dan  disesuaikan  untuk  dapat  melaksanakan  berbagai macam    tugas.    Sehingga    robot    dapat    diartikan sebagai    suatu    sistem    automatis  yang    dapat    di program (Programmable  Automation). Pada  teknik desain    robot  terdapat  struktur  bagian-bagian  penting yang  diperlukan  untuk  merancang  robot,  yaitu  sistem kontroler, mekanik robot, sensor dan aktuator.

## 2.1.2. Sistem Mekanik Robot
Mekanik  robot  merupakan  sistem  bentuk  desain mekanik    yang    berfungsi  sebagai  suatu  sistem  gerak pada  robot.  Sistem  gerak  tersebut  disebut  dengan Degree Of  Freedom  (DOF) atau  sering  di  artikan dengan    sendi.    Setiap    robot    set  idaknya  memiliki sistem    gerak    berupa    satu    sendi.    Sebuah    sendi digerakkan    oleh    sebuah  actuator.    Mekanik    pada suatu    robot    juga    digunakan    sebagai    chasis    atau pondasi  sebuah  sistem  robot,  agar  robot  dapat bergerak dengan baik.
Sumber: penulis, 2019

## Gambar 1. Robot Arm

## 2.1.3. Sistem Kontrol Robot
Sistem  kontrol  merupakan  bagian    yang  sangat paling  utama  dan    paling  berperan  dalam  sistem robotik.  Tanpa  adanya  sistem  kontrol,  sistem  robotik itu  hanya  akan  menjadi  benda  mati  (sistem  robot tersebut  tidak  dapat  berfungsi).  Sistem  kontrol  pada robot    terdiri    dari    dua    bagian    utama,    yaitu perangkat    keras    (  hardware)    dan  perangkat  lunak
(software), yaitu  metode  algoritma  kontrol.  Secara garis  besar,  suatu  sistem  robotik  terdiri  dari  tiga bagian  utama  seperti  yang  di  perlihatkan  dalam Gambar 2.2 dibawah ini :
Sumber: penulis, 2019

## Gambar 2. Sistem Robotika
Pada  Gambar  2  algoritma  sistem  kontrol merupakan  bagian  yang  tidak  dapat  terpisahkan dalam    suatu    sistem    robotik.    Sistem    kontrol berfungsi    untuk  menggabungkan/menghubungkan sistem    perangkat    keras    elektronik    dan    desain mekanik    dengan    baik    sehingga    mencapai    suatu fungsi  seperti  yang  diinginkan. Tanda  titik  (.)  yang terdapat    pada    interseksi    sistem    robotik, menandakan    bahwa  ketiga    bagian    dari    sistem robotik,    baik    sistem    mekanik,    hardware    dan algoritma  sistem    kontrol    merupakan    bagian    yang tidak    dapat    di    pisahkan    dalam    membuat  suatu sistem robotika.

## 2.1.4. Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open  source yang  di  dalamnya  terdapat komponen  utama  yaitu  sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroller adalah sebuah chip atau  IC ( integrated circuit ) yang bisa diprogram menggunakan komputer.  Tujuan  menanamkan  program  pada mikrokontroller  adalah  agar  rangkaian  elektronik dapat  membaca  input,  memproses  input  tersebut  dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan.  Jadi  mikrokontroller  bertugas  sebagai ‘otak’  yang  mengendalikan  input,  proses  dan  output sebuah rangkaian elektronik.
Mikrokontroller  arduino  dalam  situs  resminya adalah prototipe elektronik  yang  bersifat open  source baik  hardware  dan  softwarenya  serta  mudah digunakan.  Diperuntukkan  untuk  seniman,  desainer, hobi  dan  siapa  saja  yang  ingin  membuat  kreatifitas secara interaktif dengan lingkungannya.
Mikrokontroller  Arduino  merupakan  salah  satu board mikrokontroller  yang  sangat  populer  dan  sudah diakui keunggulannya. Kemudahan dalam pemrograman,  harganya  yang  relatif  murah, software dan hardware nya yang bersifat open-source menjadikan  mikrokontroller  ini  paling  banyak digunakan di dunia, Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:
1) Hardware  berupa  papan  input/output  (I/O)  yang open source.
2) Software  Arduino  yang  juga open  source ,
meliputi  software  Arduino  IDE  untuk  menulis program  dan driver untuk  koneksi  dengan komputer.
Salah  satu  contoh  arduino  secara  keseluruhan dan sistim minimumnya di tunjukkan pada Gambar 3, dan Gambar 4.
Sumber: penulis, 2019
Gambar 3. Board Mikrokontroler Arduino type atmega 328
Sumber: penulis, 2019
Gambar 4. Sistem Minimum Arduino Uno.
Sumber: penulis, 2019
Gambar 5. Data Sheet Arduino Uno.

## 2.1.5. Actuator
Actuator    merupakan    bagian    dari    sistem mekanik    atau    peralatan    mekanik  yang    berfungsi untuk    sistem    pergerakan    atau    pengontrolan    pada sebuah  mekanisme    suatu    sistem.    Actuator difungsikan  pada  lengan  mekanik  yang digerakkan oleh    motor    servo,    yang    dikontrolkan    melalui sistem    pengontrol  otomatis    secara    terprogram seperti    pada    mikrokontroler    atau    sistem    tertanam lainnya.    Dari    actuator    inilah    robot    dapat melakukan    gerakan    sesuai    dengan  pengontrolan yang telah diberikan (diprogram). Jenis  actuator  yang digunakan pada robot yaitu actuator jenis motor servo.

## 2.1.6. Motor Servo
Motor  DC  seringkali  disebut  juga  sebagai  motor servo  walau  dalam  realitanya  berbeda  dengan  motor DC.  Motor  servo  merupakan  motor  DC  yang mempunyai  kualitas  tinggi,  sudah  dilengkapi  dengan sistem  kontrol  di  dalamnnya.  Dalam  aplikasi  motor servo  sering  digunakan  sebagai  kontrol  loop  tertutup untuk  menangani  perubahan  posisi  secara  tepat  dan akurat.  Begitu  juga  dengan  pengaturan  kecepatan  dan percepatan
Sumber: penulis, 2019
Gambar 6. Blok Diagram Sistem Konvensional Kontrol Motor Servo
Sumber: penulis, 2019
Gambar 7. Blok Diagram dari Servo Motor.
Sumber: penulis, 2019
Gambar 8. Dimmensi Motor Servo tipe SG90
Sumber: penulis, 2019
Gambar 9. PWM dengan Sudut Rotasi
2.1.7. Torsi ………………………………………… Torsi  merupakan  bagian  dari  daya  yang diterima oleh motor, perhitungan torsi tergantung pada  panjang  dari  setiap  link  lengan  robot    dan berat  beban  yang  diterima  oleh  lengan  robot tersebut.  Perhitungan  torsi  dapat  diperoleh dengan menggunakan persamaan dibawah ini : τ = F . r ……………………..………………… (1) F = m . g ……………………..………..……… (2)
w = m . g ……………………..………..……… .(3)
dimana : F = w τ = m . g . r ………………..………..……… (4)
Dalam  pemilihan  motor  servo  yang  akan digunakan  dapat  dilhat  dari  kecepatan  dan  torsi  yang di miliki dari motor servo tersebut. kecepatan dan torsi motor  servo  berbeda  beda  tergantung  dari  model  dan tipe dari motor servo. Dengan memperhitungkan torsi motor  servo  terlebih  dahulu  maka  dapat  dengan mudah  untuk menentukan model  atau  tipe  dari motor servo yang akan digunakan.

## Arduino IDE
Arduino  IDE  adalah software yang  digunakan untuk  membuat listing  program  pada arduino  yang  di sediakan  di  situs  arduino.cc  Arduino  IDE  ( integratet development  Environment) yang  berarti  adalah software yang terintegrasi sehingga beberapa keperluan  disediakan  di  dalamnya  dalam  bentuk antara  mukan  berbasis  menu,  dengan  menggunakan arduino  IDE.  Kelebihan  sofware  ini dapat memeriksa listing  yang  salah.  Selain  itu  liting  program  arduino juga  di  sediakan  sehingga  sudah  terintegrasi  pada setiap sensor atau module arduino.
Sumber: penulis, 2019

## Gambar 10. Arduino Ide

## 2.2. Kerangka Pikir
Untuk   memahami   kerangka pikir , maka    dibuat blok    sistem    dari    perancangan  robot    yang    dibuat merupakan  sistem    perancangan  Pengendalian  Robot Lengan  Berbasis  Arduino  Uno.  Sistem  ini  dibagi menjadi  dua  bagian    yaitu    perancangan    hardware dan perancangan software.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 11. Blok Diagram Robot Lengan
Dalam Gambar  11  memperlihatkan  bahwa untuk menunjang    sistem    kerja    robot    lengan  dibutuhkan beberapa    bagian-bagian    dari  blok    subsistem, dimana    bagian-bagian    blok  subsistem    memiliki fungsi  yang  berbeda tetapi  saling  berkaitan  antara satu    dan  lainnya.    Penjelasan    diagram    blok    pada subsistem  hardware  dari  perancangan Pengendalian Robot  Lengan  Berbasis  Arduino  Uno  adalah  sebagai berikut :
1.  Bagian  PC (Personal  Computer )  Merupakan perangkat  yang  digunakan untuk  mengirim  dan menerima    data  berupa    byte    melalui    aplikasi pengendali  yang    dirancang.    Bagian    ini membutuhkan    port    USB    untuk  terhubung    ke bagian   sistem.    Sistem  Operasi    yang   digunakan pada  komputer adalah OS windows.
2.   Bagian  Mikrokontroler  Bagian    ini    berfungsi sebagai    pusat  kendali    dari    seluruh    sistem  ang ada  karena  kode  program  utama  terletak  pada bagian  ini.  Merupakan  bagian  kontroler, semua data-data  byte  yang  dikirim melalui  USB  akan dibaca  oleh  kodekode  program  dan  disimpan  di dalam  EEPROM    mikrokontroler    Arduino    Uno. Mikrokontroler    yang    digunakan    adalah mikrokontroler seri  ATMega328 dengan kapasitas flash memory sebesar 32 Kbyte.
3.  Bagian  Robot  Lengan  Merupakan    prototype manipulator mekanik  yang terdiri dari  empat  joint dan  satu    end-effector,    dimana    setiap    joint dihubungkan  oleh    link    yang  dicetak  dari  bahan acrylic.    Dimana    aktuator    robot  lengan menggunakan    motor    servo  sebagai  penggerak sendi-sendi  robot yang  berada  disetiap  joint  dan endeffector.
4.    Bagian  Power  Supply  Merupakan    sumber tegangan    DC    yang  berfungsi    untuk  menyuplai atau memberikan  tegangan  dan  arus  pada setiap motor    servo.    Adapun    tegangan  yang    diberikan adalah    sebesar    5    volt.    Power    supply    yang diperlukan    untuk  mikrokontroler    Arduino    Uno cukup  dari port  USB pada komputer yaitu sebesar 5 volt.

## 3.  METODOLOGI
Perancangan  untuk  pengembangan  lengan  robot dengan penggerak sistem  mikrokontroler arduino uno dilakukan  dengan  pemilihan  dan  survei  komponen, perancangan    konstruksi    dan    desain    lengan, pemrograman mikrokontroler, pemasangan komponen    satu    sama    lain,    pengujian    alat,  dan beberapa optimasi untuk peningkatan nilai fungsi dari keseluruhan sistem.

## 3.1. Metode Penelitian
Metode  yang  digunakan  untuk  menyelesaikan penelitian  ini  adalah  metode riset and development . Yaitu metode yang digunakan untuk mengembangkan model,  alat  ataupun  aplikasi  tertentu  berdasarkan proses  penelitian.  Penelitian    dan    pengembangan pada  dasarnya  terdiri  dari dua  tujuan  utama,  yaitu (1)    Pengembangan  Jobsheet  Trainer  Mikrokontroller Robot  Lengan  Berbasis  Arduino  Uno,    (2)  menguji kualitas    dan    efektivitas    Jobsheet  Trainer Mikrokontroller Robot Lengan Berbasis Arduino Uno dalam    mencapai  tujuan.  Dalam  hal  ini  produk  yang dimaksud  adalah  media  pembelajaran  interaktif  dan minat mahasiswa dalam praktikum mikrokontroler.

## 3.2. Metode Analisis
Metode  yang  digunakan  dalam  pengembangan produk trainer dan modul adalah metode Research and Development  (R&D), yaitu  (1) tahap  analisis  potensi dan  masalah,  (2)  tahap  pengumpulan  data,  (3)  tahap desain  produk,  (4)  tahap  validasi  desain,  (5)    revisi desain,    (6)    tahap    uji    coba    produk,    (7)  tahap analisis    dan    pelaporan    Sedangkan  pendekatan penelitian  yang  digunakan  dalam pengujian  produk adalah    penelitian    eksperimen  jenis static    group comparatio n    yaitu  membandingkan    hasil    belajar kelas    eksperimen  (mahasiswa    yang    menggunakan bahan    ajar    dan  modul  baru  hasil  penelitian)  dengan kelas  kontrol  (mahasiswa  yang  tidak  menggunakan bahan  ajar  dan    modul    baru,    namun    menggunakan modul lama yang dipakai selama ini).
3.3. Definisi Operasional
Definisi operasional yang diungkap dalam penelitian    dilakukan  secara    operasional,  secara praktik, secara nyata dalam lingkup obyek penelitian/obyek yang diteliti. Variabel yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  variabel  bebas dan variabel terikat.
a.   Variabel Bebas (Independent Variable) Variabel  bebas  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah Joobsheetdan Modul Trainer Mikrokontroller. mernacang, membuat dan menguji robot lengan.
b.   Variabel Terikat (Dependent Variable)
Variabel  terikat  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah respon control robotik terhadap instruksi yang diberikan.

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambaran Umum
Gambaran  umum  dalam  penelitian  ini  adalah pembuatan modul praktek mata kuliah mikrokontroller dimana  materi  yang  diajarkan  berdasarkan  silabus mata  kuliah  mikrokontroller.  Materi  yang  diajarkan dalam  modul  ini  meliputi  perancangan  rangkaian elektronik serta pemograman interface I/O baik secara analog  maupun  secara  digital  menggunakan  kontrol arduino uno atmega 328, selain itu juga mengendalikan  sebuah  lengan robot  secara  jarak  jauh dengan  menggunakan  sebuah  aplikasi  pemograman desktop melalui komunikasi antarmuka serial.
Secara  umum  modul  yang  digunakan  dalam praktek mikrokontroller di laboraturium teknik elektro politeknik  negeri  ambon  menggunakan  modul  MTS- 100 yang terdiri dari dua buah motor servo yang dapat dikendalikan  dengan  2  (dua)  buah  potensiometer  dan mikrokontroller arduino uno.
Sumber: penulis, 2019

## Gambar 12. Rangkaian Kontrol Motor Servo
Pengembangan  dari  job  sheet  pertama  praktek kontrol  motor  servo  ini  menggunakan  kontrol manual tanpa recoording posisi pergerakan lengan robot yakni dengan  menggunakan  4  (empat)  buah  motor  servo, tahanan  (potensiometer)  dengan  mikrokontroller arduino uno serta konstriksi lengan robot menggunakan  bahan acrylic ,.seperti  ditunjukkan pada Gambar 13.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 13. Rangkaian Kontrol Motor Servo Manual Tanpa Recoording Posisi Gerakan
Pengembangan  dari  job  sheet  kedua  dari  praktek kontrol  motor  servo  ini  menggunakan  kontrol manual dengan  recoording  posisi  pergerakan  lengan  seperti ditunjukkan pada Gambar 14.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 14. Rangkaian Kontrol Motor Servo Manual dengan Recoording Posisi Gerakan
4.2. Pengujian Perangkat Keras (Hardware)
Pengujian  perangkat  keras  terdiri  dari  konstruksi lengan  robot  secara  mekanik  atau  aktuatur  yang terbuat  dari  bahan acrylic yang  akan  digerakan  oleh motor  servo.  Perancangan  mekanik  atau  aktuator secara keseluruhan terdiri dari :
1.   Base (Bagian Dasar)
2.   Shoulder (Bagian Bahu)
3.   Elbow (Bagian Siku)
4.   Pitch (Bagian Pergelangan)
5.   Motor Base
6.   Motor Shoulder A
7.   Motor Shoulder B
8.  Motor Pitch
Konstruksi  serta  komponen  pendukung  secara keseluruhan dapat di lihat pada Gambar 15.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 15. Konstruksi Robot Lengan

## 4.3. Pengujian Motor Servo
Motor  servo  merupakan  sebuah  motor  DC  yang dilengkapi  rangkaian  kendali  dengan  sistem  closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor  servo  posisi  putaran  sumbu  (axis)  dari  motor akan  diinformasikan  kembali  kerangkaian  kontrol yang  terdapat  di  dalam  motor  servo.  Motor  servo disusun  dari  sebuah  motor  DC,  gearbox,  variabel resistor    (VR)    atau  potensiometer    dan    rangkaian kontrol.  Potensiometer  berfungsi  untuk menentukan batas    maksimum    putaran    sumbu    (axis)    motor servo.    Sedangkan  sudut  dari  sumbu  motor  servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang diberikan pada pin kontrol  motor  servo.  Motor  servo  adalah  motor  yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW).  Arah  dan sudut    pergerakan    rotor    motor    servo  dapat dikendalikan  dengan  memberikan  variasi  lebar  pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Sudut  kerja  motor  servo  dikendalikan  oleh  sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa high antara 0.5  ms  dan  2  ms.  Ketika  motor  servo  yang  diberikan pulsa  sebesar  1.5  ms  mencapai  gerakan  90°,  maka apabila  diberikan  pulsa  kurang  dari  1.5  ms  maka posisi mendekati 0°, dan apabila diberikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.
Tabel 1. Pengaturan Motor Servo No. Posisi Potensiometer Kondisi Motor Servo 1 Minimum ke Maksimum CW 2 Maksimum Ke Minimum CCW

## Sumber: penulis, 2019
Motor  servo  yang  digunakan  sebanyak  4  buah. Pemilihan  motor  servo  yang  digunakan  berdasarkan pada  kemampuan  yang  harus  dimiliki  untuk mengangkat    beban.    Beban    dapat    berupa    lengan (link)  dan  benda  yang  diangkat. Kemampuan motor untuk  berputar  dengan  suatu  beban  merupakan  gaya putar  yang  disebut  torsi    (torque).  Berikut    ini perkiraan    berat    lengan    penghubung    (link)    pada perancangan lengan robot:
Tabel 2. Perkiraan Berat Beban dan Besar  Torsi yang dibutuhkan

## Sumber: penulis, 2019
Bagian  pitch  beban  yang  harus  diangkat  adalah  22 gram  karena  bagian  pitch  selain  mengangkat lengannya    sendiri    juga  harus   mengangkat    seluruh bagian  gripper.    Bagian  pitch memiliki  panjang  5  cm dan bagian gripper sampai ujung jari memiliki panjang 5 cm, sehingga  panjang  lengan  yang  harus  diangkat adalah  10 cm.  Berikut  adalah  perhitungan untuk merancang  torsi  pada  bagian  pitch  berdasarkan persamaan 2.1. dan 2.2. m = 22 gram = 0,022 kg r = 10 cm F = m . g = 0,022kg  x 10 m/s 2 = 2,2 N = 0,22 kgm/s 2
0,22 N x 0,1 = 0,022 kg
Dimana 1 N = 0,1 kg τ = F . r = 0,022 kg x 10 cm = 0,22 kg.cm
Bagian elbow beban  yang  harus  diangkat  adalah 40    gram,    sedangkan    panjang  lengan    yang    harus diangkat  motor  servo adalah  12 cm  yang  dihitung dari  panjang lengan elbow, panjang lengan pitch dan panjang  end  effector.  Kebutuhan  torsi  motor  servo pada perancangan lengan robot berdasarkan persamaan 2.1. dan 2.2. : m = 40 gram = 0,04 kg r = 12 cm F = m . g = 0,04 kg x 10 m⁄s 2 = 0,4 N = 0,4 kgm ⁄s 2 0,4 N x  0,1 = 0,04 kg Dimana, 1N = 0,1 kg τ = F . r =  0,04 kg x  12 cm = 0,48 kg.cm .
Bagian shoulder beban yang harus diangkat adalah 30  gram,  sedangkan  panjang  lengan    yang    harus diangkat    motor  servo  adalah  10  cm    yang    dihitung dari   panjang lengan  shoulder,  panjang lengan  elbow, panjang    lengan  pitch  dan    panjang  end    effector. Kebutuhan torsi motor servo pada perancangan lengan robot berdasarkan persamaan 2.1. dan 2.2. : m = 30 gram = 0,03kg r = 10 cm F = m . g  = 0,03 kg x  10 m⁄s 2 = 0,3 N = 0,3 kgm ⁄s 2 0,3 N x 0,1 = 0,03 kg Dimana, 1 N = 0,1 kg τ  =  F . r = 0,03 kg x  10 cm = 0,3 kg.cm .
4.4. Pengujian Perangkat Lunak ( Software) Pengujian perangkat lunak ( Software) menggunakan program Arduino Uno dengan melakukan tahapan sebagai berikut :
1.  Hubungkan  Board  Arduino  Uno  ke  port  USB komputer/laptop.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 16. Hubungan Board Arduino Uno ke Port USB Kompoter/Laptop
2.  Buka  Device  Manager,  jika  board  arduino terhubung  dengan  benar,  maka  pada  port  serial akan muncul Arduino Uno dan nomor COMnya.

## Sumber: penulis, 2019

## Gambar 17.  Nomor COM Port Serial Board Arduino Uno
Langkah  tersebut  hanya  untuk  mengecek  koneksi arduino uno dengan komputer.
3.  Buka  aplikasi  Aruino  IDE  dan  akan  muncul tampilan awal seperti gambar dibawah ini.

## Sumber: penulis, 2019
Gambar 18 Tampilan awal Arduino Uno saat dijalankan.
4. Pastikan beberapa konfigurasi sama seperti Gambar 17 dan gambar 18.

## Sumber: penulis, 2019
Gambar 19. Pengaturan Board Arduino yang digunakan
Sumber: penulis, 2019

## Gambar 20. Pengaturan nomor COM Port
5. Masukan kode program ke lembaran kerja (Scetch) selanjutnya compile program, klik Compile , untuk mendownload program klik Upload

## Sumber: penulis, 2019
Gambar 21. Compile dan Upload Program
6.  Setelah  program  terupload  dengan  benar,  maka mengamati  perubahan  tegangan  yang  terjadi  pada tahanan  dan  motor  servo  dengan  memutar potensiometer  sambil  mengukur  tegangan  input
dengan avometer sesuai dengan tegangan yang ada dalam Tabel 3.
Tabel 3. Pengujian Tegangan Input No. Potensiometer (Volt) R1, R2, R3, R4 (10 KΩ) Hasil Pengukuran (ADC) Motor Servo 1 0 0 Tidak Aktif 2 1,5 1,4 Aktif 3 2,5 2,3 Aktif 4 3,5 3,5 Aktif 5 4,5 4,4 Aktif 6 5 5 Aktif Sumber: penulis, 2019

## 4.5. Pembahasan
Pengembangan  Job  Sheet  dalam  penelitian  ini terdiri  dari  pengembangan  konstruksi  lengan  robot dengan menggunakan bahan Acrylic dan
pengembangan pada program robot lengan. Pengembangan program terdiri dari tiga bagian, yakni bagian pertama merupakan kode program standart dari modul  MT-100  Arduino  Uno  yang  dilakukan mahasiswa  dalam  melakukan  praktek  mata  kuliah mikrokontroller  pada  Laboraturium  Mikrokontroller dan  Sistem  Kendali  Pada  Politeknik  Negeri  Ambon Jurusan  Teknik  Listrik,  yang  kedua  pengembangan program  robot  lengan  tanpa  recoording  dan  yang ketiga  adalah pengembangan  program  dengan recoording.

## 5.   PENUTUP 5.1. Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  dalam  penelitian ini   adalah  pengendalian robot  lengan  dengan  kontrol motor servo dan miktokontroller arduino uno dapat di kendalikan  berdasarkan  variabel  input  perubahan dari nilai  tahanan  yang  diberikan,setiap  terjadi  perubahan nilai  tahan  maka  rotasi  motor  servo  juga  akan bergerak  sesuai  besar  nilai  tahan  yang  diberikan  dan motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW). Arah  dan  sudut  pergerakan  rotor  motor  servo dapat dikendalikan  dengan  memberikan  variasi  lebar  pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Sudut  kerja  motor  servo  dikendalikan  oleh  sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa high antara 0.5  ms  dan  2  ms.  Ketika  motor  servo  yang  diberikan pulsa  sebesar  1.5  ms  mencapai  gerakan  90°,  maka apabila  diberikan  pulsa  kurang  dari  1.5  ms  maka posisi mendekati 0°, dan apabila diberikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°. Berdasarkan perhitungan  torsi  yang  diangkat  setiap  lengan  untuk bagian  Pitch  (Bagian  Pergelangan)  =  0,22  kg.cm, Elbow (Bagian Siku) = 0,48 kg.cm, Shoulder (Bagian Bahu)  =  0,3  kg.cm.  Komunikasi    interface    antara
aplikasi  program    pengendali    dengan mikrokontroler Arduino    Uno    terjadi  proses    pengiriman    (Tx)    dan penerima  (Rx)  data  serial  yang  berupa  data  byte. Pengembangan program terdiri dari tiga bagian, yakni bagian pertama merupakan kode program standart dari modul  MT-100  Arduino,  Pengembangan  program robot  lengan  tanpa  recoording  dan  pengembangan program  dengan  recoording.  Sehingga  diharapkan dengan  adanya  modul  ini  dapat  menarik  minat mahasiswa dalam mempelajari mata kuliah mikrokontroller  dan  minat  mahasiswa  dalam  bidang robotika.

## 5.2. Saran
1. Perancangan    konstruksi   lengan  robot    dibangun dengan bahan yang lebih kuat dan tebal agar  lebih stabil.
2. Penggunaan  motor  servo  dengan  tipe metal  gear yang    memiliki    torsi    besar    dan  memiliki ketahanan yang baik.
3. Untuk  komunikasi  serial  sebaiknya  menggunakan wifi, bluethoot, androit.

## DAFTAR PUSTAKA
Agus  Haryawan,  Salechan,  2017. Pengembangan Bahan  Ajar  Mikrokontroler  Berbasis  Arduino Sebagai  Media  Pembelajaran  Mata  Kuliah Mikrokontroler  di  Politeknik  Pratama  Mulia Surakarta. POLITEKNOSAINS,  Vol.  XVI,  No 2, September 2017. ISSN 1829-6181.
Alfian  Anta  Kusuma.  2015. Tugas  Akhir  Lengan
Robot  Peniru  Gerakan  Tangan  Manusia.
Program  Studi  Teknik  Elektro  Jurusan  Teknik Elektro Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. David  Cesar,  2017. Pengembangan    Lengan    Robot Menggunakan Sistem Pneumatik Untuk Mengambil  Benda .  Jurusan  Teknik  Elektro
Fakultas  Teknologi  Industri  Institut  Teknologi
Sepuluh Nopember. Surabaya.
Didi  Martinus,  Marindani  ED,  Elbani  Ade,  2017. Rancang  Bangun  pengendali  robot  lengan  4 DOF  dengan  GUI  (graphical  User  Interface).
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Pontianak.
Dina  Caysar,  2014. Pengaturan  Pergerakan  Robot Lengan  Smart  Arm  Robotic  Ax-12a  Melalui Pendekatan Geometry Based Kinematic
Menggunakan  Arduino. Jurusan  Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Hendra  Jaya,  2017. Embedded  System  And  Robotics. Buku Ajar. Universitas Negeri Makassar. Martinus  Didi,  Elang  D.M,  Ade  Elbani,  2015, “Rancang  Bangun  Pengendalian  Robot  Lengan 4  DOF  dengan  GUI  (Graphical  User  Interface) Berbasis  Arduino Uno”, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Modul Trainer MTS-100 Produk K&H
NaserAlanabi,  Jyoti  Shrivastava,  2015 .  Performance comparison  of  robotic  arm  using  Arduino  and Matlab ANFIS. International Journal of Scientific &  Engineering  Research,  Volume  6,  Issue  1, January-2015  1077ISSN 2229-5518.
Norman  Niranto,  2015. Modul  Ajar  Praktikum Otomasi  dan  Robotika. Program  Studi  Teknik Otomasi  Jurusan  Teknik  Listrik  Perkapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
Rama  Krishna,  G.  Sowmya  Bala,  A.S.C.S.  Sastry,  B. Bhanu  Prakash  Sarma,  Gokul  Sai  Alla,  2012.
Design  And  Implementation  Of  A  Robotic  Arm Based  On  Haptic  Technology .  International Journal of Engineering Research and Applications  (IJERA)  Vol.  2,  Issue  3,  May-Jun 2012, pp.3098-3103. ISSN: 2248-9622
www.ijera.com.