ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017

## RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT LENGAN MENGGUNAKAN FLEX SENSOR DAN ACCELEROMETER SENSOR PADA LAB MIKROKONTROLER STMIK MUSIRAWAS
M. Agus Syamsul Arifin masa@stmik.muralinggau.ac.id STMIK Musirawas Lubuklinggau

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  khususnya  dunia  Robotika  yang  pesat  membawa  dunia  menuju sebuah  zaman  dimana  pada  beberapa  aspek  pekerjaan  mulai  digantikan  dengan  robot.  Dalam berbagai  kasus  robot  menjadi  pilihan  utama  karena  dapat  mengurangi cost pengeluaran  bagi perusahaan, selain itu hasil pekerjaan yang dilakukan oleh robot lebih presisi dan lebih detail dengan waktu pengerjaan yang lebih singkat dibandingkan dengan menggunakan tenaga manusia. Beberapa kasus kombinasi Manusia dan Robot menjadi solusi untuk permasalahan yang khusus yagn tidak bias dilakukan hanya dengan menggunakan robot saja. Penelitian ini membangun sebuah prototype robot lengan  yang  di  kendalikan  menggunakan  Flex  sensor  dan    Accelerometer  sensor  untuk menggerakkan lengan dan menggunakan smartphone dan Bluetooth untuk mengendalikan arah laju robot. Kontrol manusia  dilakukan untuk lebih fleksibel dalam menyelesaikan pekerjaan dimana akan sangat  sulit  jika  hanya  mengandalkan  robot  saja  disini  manusia  mengendalikan  robot  untuk memindahkan  barang  di  tempat  yang  belum  ditentukan  titik  pemindahannya.  Pengedalian menggunakan  flex  sensor  dan  accelerometer  mempermudah  pengendalian  lengan  robot  agar  lebih presisi dalam penerapannya.
Kata kunci: Flex Sensor, Accelerometer Sensor, Mikrokontroler, Arduino

## 1. Pendahuluan
Perkembangan dunia teknologi khususnya dunia Robotika yang pesat membawa dunia menuju sebuah  zaman  dimana  pada  beberapa  aspek  pekerjaan  mulai  digantikan  dengan  robot.  Dalam berbagai  kasus  robot  menjadi  pilihan  utama  karena  dapat  mengurangi cost pengeluaran  bagi perusahaan selain itu hasil pekerjaan yang dilakukan oleh robot lebih presisi dan lebih detail dengan waktu pengerjaan yang lebih singkat dibandingkan dengan menggunakan tenaga manusia.
Di  beberapa  kasus  kombinasi  Manusia  dan  Robot  menjadi  solusi  untuk  permasalahan  yang khusus  seperti  dalam  kasus  penjinakkan  bom,  memindahkan  barang – barang  dengan  beban  yang berat di butuhkan control manusia untuk lebih fleksibel dalam menyelesaikan pekerjaan dimana akan sangat  sulit  jika  hanya  mengandalkan  robot  saja  disini  manusia  mengendalikan  robot  untuk memindahkan barang di tempat yang belum ditentukan titik pemindahannya, sedangkan robot harus ditentukan  dahulu  titik  pemindahan  barang  tersebut.  Begitu  juga  ketika  menjinakkan  bom  dimana setiap  kasus  memiliki  rangkaian  elektronika  yang  berbeda – beda.  Pada  penelitian  ini  akan membangun  sebuah  prototype  robot  yang  di  kendalikan  untuk  dapat  memindahkan  barang  dengan menggunakan  flex  sensor  dan  accelerometer  sensor  untuk  kendali  lengannya  lalu  Bluetooth  untuk mengendalikan arah robot ketika berjalan semua system dip roses menggunakan mikrokontroler.
Mikrokontroler  adalah  suatu  system  yang  mengandung  masukan/keluaran,  memori,  dan prosessor  yang  digunakan  pada  produk  elektronika.  Arduino  adalah  jenis  papan  yang  berisi mikrokontroler,  dengan  kata  lain  arduino  adalah  sebuah  papan  mikrokontroler  [1].  Penelitian  ini menggunakan arduino karena kemudahan yang di berikan dan kehandalan system yang sudah teruji. Untuk  menggerakkan  penjepit  robot  menggunakan  flex  sensor,  Flex  sensor  merupakan  sebuah sensor fleksibel yang memiliki panjang 4,5 inch dan berfungsi untuk mendeteksi suatu kelengkungan. Untuk menggunakan flex sensor kita membutuhkan rangkaian pembagi tegangan [2]. Sistem kendali lengan  menggunakan  Accelerometer  sensor  untuk  mengendalikan  arah  lengan  agar  sesuai  dengan yang diinginkan dan lebih presisi. Accelerometer adalah sensor percepatan, dengan keluaran berupa
tegangan per navigasi bumi (Mv/g). Accelerometer mengukur percepatan akibat gerakan benda yang melekat padanya pada saat diam percepatan suatu benda nol (tegangan Accelerometer relative positif dibandingkan  dengan  offsetnya)  dan  kemudian  negative  (tegangan  Accelerometer  relatif    negatif dibandingkan  dengan  offsetnya),  sehingga  pada  saat  berhenti  percepatan  kembali  nol.  Pada  gerak tersebut,  percepatan  suatu  benda  bertambah  kemudian  berkurang  dan  akhirnya  menjadi  nol  saat berhenti [3].

## 2. Metode
Metode  yang  di  gunakan  pada  penelitian  ini  adalah  rapid  prototyping.  Alur  metode  yang  di gunakan dapat dilihat pada gambar 1
Design Analysis Development Implementation Formative Evaluation
Gambar 1. Model rapid prototyping
Penjelasan alur penelitian menggunakan Rapid Prototyping Model :
1.  Analisis  dilakukan  untuk  menentukan  komponen  apa  saja  yang  di  butuhkan  untuk membangun system robot lengan ini.
2.  Kemudian  langkah  selanjutnya  adalah  melakukan  desain  pada  tahapan  ini  yang  dilakukan adalah  merancang  system  input,  proses  dan  output  yang  akan  di  gunakan  dan  dihasilkan pada system.
3.  Development  akan  di  lakukan  apabila  system  yang  sudah  didisain  tersebut  sesuai  dengan yang di inginkan sehingga proses development dapat di lakukan.
4.  Proses  implementation  dapat  dilakukan  apabila  system  yang  di  buat  sudah  dapat  berjalan dengan baik baik control lengan menggunakan accelerometer sensor dan control capit robot yang dikendalikan menggunakan flex sensor.
5.  Formative  Evaluation  bertujuan  untuk  menentukan  apa  yang  harus  ditingkatkan  dari  sistem yang di bangun agar sistem yang dibangun lebih efektif dan efisien
Sistem  pengandalian  robot  lengan  ini  di  bagi  menjadi  dua  yaitu  system  gerak untuk  mendekati objek  dikendalikan  menggunakan  Bluetooth  melalui  smartphone  dan  system  pemindah  benda  yang berupa lengan yang di kendalikan menggunakan flex sensor dan accelerometer sensor.

## ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017
Gambar 2. Sistem kendali arah robot menggunakan Bluetooth
Handphone  android  akan  di  koneksikan  ke  bluetooth  untuk  dapat  mengirimkan  perintah  ke arduino  guna  menggerakkan  motor  DC  robot  sehingga  Robot  lengan  ini  dapat  bergerak  sesuai keinginan.  Perintah  dari  handphone  adroid  akan  di  proses  pada  arduino  yang  terdapat  pada perangkat robot.

## Gambar 3. Diagram blok Lengan Robot
Dari  sisi  pengendali  robot  input  gerak  lengan  akan  di  lakukan  dengan  flex  sensor  dan accelerometer sensor yang akan menggerakkan motor servo pada sisi perangkat robot yang akan di proses  di  arduino  pada  system perangkat pengendali  dan  akan  di  kirimkan  ke  Robot menggunakan wireless nRF24l01 sebagai media transmisinya.

## 3.  Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Hasil
Pada bagian ini akan di jelaskan hasil dan system rangkaian yang digunakan untuk membangun prototype robot lengan baik dari system pengendali maupun system pada perangkat robot.
Tabel 1. Hasil Pengujian Kendali Robot
No Pengujian Proses dan Output Hasil Ya Tidak 1 Motor DC Robot  bergerak  maju,  mundur, dan belok kiri, kanan. √
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017
2 Bluetooth HC-05 Motor  DC  bisa  dikontrol  jarak jauh menggunakan android dengan koneksi Bluetooth HC-05. √ 3 Sensor Accelerometer Lengan  robot  bisa  bergerak mengikuti  gerak  Accelerometer melalui W ireless nRF24L01. √ 4 Flex Sensor Jari-jari pada servo 4 lengan robot bergerak  sesuai  kelengkungan Flex Sensor. √ 5 Wireless nRF24L01  Wireless  nRF24L01 mengirim perintah  dari  Flex  Sensor  dan Accelerometer untuk menggerakan  lengan  robot  yang diproses pada arduino. √
System penggerak arah robot akan bekerja setelah menerima perintah dari Handphone Android melalui media transmisi Bluetooth yang di proses di arduino yang terdapat pada Robot. Servo pada jari – jari  robot  akan  bergerak  sesuai  dengan  lengkukan  yang  di  terapkan  pada  Flex  sensor  begitu juga lengan robot akan bergerak sesuai arah dari Accelerometer sensor, perintah – perintah ini akan di  proses  menggunakan  perangkat  Arduino  yang  ada  pada  sarung  tangan  pengendali  dan  akan  di kirimkan ke robot menggunakan media transmisi wireless pada modul  nRF24L01 dan akan diterima pada perangkat robot.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Motor DC Motor Tidak Aktif Motor Aktif 0,2 VDC 11,80 VDC 0,2 VDC 11,72 VDC 0,1 VDC 11,67 VDC
Pada hasil pengukuran motor DC akan aktif ketika mendapatkan tegangan minimal 11,67 V dalam arus DC.
Gambar 4. Rangkaian Flex sensor
Flex sensor pada kedua outputnya adalah berupa resistansi berkisar 10-22K ohm, yang berubah ketika  flex  sensor  itu  ditekuk.  Semakin  ditekuk,  semakin  besar  nilai  resistansinya  nilai  resistensi  ini akan menjadi sinyal informasi yang akan di proses oleh arduino.

## ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017
Gambar 5. Rangkaian Penghubung antara robot dengan sensor kendali (Flex sensor dan Accelerometer Sensor)
Untuk  menghubungkan  antara  lengan  robot  dan  perangkat  pengendali  dibutuhkan  modul Wireless  nR24L01  informasi  yang  akan  di  kirim  maupun  yang  sudah  diterima  kan  diproses  oleh arduino.
Gambar 6. Rangkaian Sensor Accelerometer sebagai pengendali arah lengan robot
Gambar 7. Sistem Gerak Lengan Robot
Sensor  accelerometer  dapat  mendeteksi  kemiringan  sehingga  pada  system  ini  sensor accelerometer  di  gunakan  untuk  mengendalikan  arah  lengan  robot.  Sinyal  informasi  dari  sensor accelerometer  ini akan di  proses  pada  arduino  dan  pada  system  ini  akan di  kirimkan menggunakan Wireless nR24L01 ke perangkat robot.
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017

## 3.2. Pembahasan
Untuk  mengendalikan  jari  penjepit  robot  flex  sensor  di  letakkan  seperti  pada  gambar  lalu  di hubungkan  ke  arduino  nano  yang  berguna  untuk  memproses  data.  Data  tersebut  dikirimkan menggunakan  media  transmisi  wireless  dengan  menggunakan  modul  wireless  NR24L01  agar terkoneksi ke robot.

## Gambar 8. Sarung Pengendali Lengan Robot
Gambar 9. Detail Robot lengan denga penggerak roda
Pada  perangkat  robot  sinyal  yang  di  kirimkan  baik  melalui  Bluetooth  untuk  perangkat pengendali  gerak  yang  di  kendalikan  menggunakan  handphone  android  maupun  melalui  perangkat modul  wireless  NR24L01  akan  diproses  oleh  arduino  yang  terdapat  pada  perangkat  robot  untuk menghasilkan output gerakan yang sesuai dengan yang diinginkan.

## ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  9  Nomor 3  Desember  2017
Gambar 10. Sistem keseluruhan Robot lengan

## 4.  Kesimpulan dan saran

## 4.1. Kesimpulan
Dari  hasil  Pembahasan  dapat  di  tarik  kesimpulan  bahwa  pengendalian  lengan  robot menggunakan  flex  sensor  dan  accelerometer  sensor  mempermudah  pengendalian  dan  membuat pengendalian lebih fleksibel jika dibandingkan menggunakan tombol atau menggunakan joystik.

## 4.2. Saran
Sebagai saran untuk penelitian dengan bidang dan tema yang sama yaitu untuk memperhatikan pemilihan  motor  servo  yang  di  gunakan  karena  pada  penelitian  ini  penggunaan  motor  servo  yang kurang baik mengakibatkan pergerakan lengan robot menjadi sedikit terganggu sehingga pergerakan lengan robot tidak begitu alami.

## Daftar Pustaka
[1]  Kadir Abdul. Buku Pintar Pemrograman Arduino. Yogyakarta, Mediakom, 2014, pp. 16 – 17.
[2] Maria  V,  “Rancang  Bangun  Jari Tangan  Robot  Mengikuti  Pergerakan  Jari  Tangna  Manusia”, Oktober 2014, SPPH-ILKOM, STMIK Global Informatika MDP, Palembang.
[3] Abdullah.  “Penggunaan  Sensor  Keseimbangan  Accelerometer  dan  Halangan  Ultrasonic  Pada Aplikasi Robot Berkaki Dua”, Jurnal dan Penelit ian Teknik Informatika, Vol. 1, No. 2, ISSN : 2541- 2019, pp. 17 – 22, April 2017, Sekolah Tinggi Teknik Poliprofesi Medan, Medan.
[4]  Handle Y. Jayant, Malausare Niket,  Dkk,  “ Design  for  Robotic  Hand  Using  Flex-sensor ”, International  Journal  of  Advanced  Research  in  Electronics  and  Communication  Engineering (IJARECE), Vol 4 Issue 12, ISSN : 2278 – 909X, December 2015, India.