Analisis Sistem Kendali Invers Kinematics dalam Memperbaiki Kemiringan Pergelangan (WRIST) pada Robot Lengan Menggunakan Proportional, Integrative, Derivative (PID)

Abstract

Kinematika merupakan salah satu dasar ilmu yang wajib dipahami di dalam robotika. Didalam pemahaman kinematika robot, terdapat 2 sistem kontrol yang biasanya digunakan yaitu invers kinematic dan forward kinematic. Pada forward kinematic, kita memberikan nilai pada setiap sudut motor servo agar posisi end-effector terpenuhi, sedangkan pada invers kinematic nilai masukan berupa posisi apakah dalam ruang tiga dimensi ataupun 2 dimensi dan robot lengan akan mencari solusi yang tepat untuk tiap sudut motor servo agar posisi end-effector terpenuhi. Pada dasarnya, metode kontrol invers kinematics adalah sebuah metode yang cukup baik untuk digunakan pada robot lengan. Metode invers kinematics adalah penentuan gerak titik x, y, dan z pada ruang tiga dimensi sebagai acuan gerak robot lengan. Tetapi pada 1 joint (sendi) yaitu pada bagian pergelangan lengan (wrist) diharapkan tetap dapat horizontal baik untuk menempuh sudut apapun dan arah gerak kemanapun. Jika titik yang diminta telah mencapai maksimum ataupun minimum dari dimensi robot lengan, pergelangan lengan (wrist) tidak lagi memenuhi titik horizontalnya. Untuk itu, digunakan metode lain yang dapat mempertahankan dan menjaga kestabilan agar pergelangan (wrist) pada robot lengan tetap pada titik datar (horizontal) yang didalam penelitian ini dipilih metode kontrol PID (proportional, integrative, derivative) dalam menyelesaikan permasalahan tersebut. Digunakan juga sensor yang dapat mengukur titik kemiringan seperti sensor MPU6050+GY521 yang nilai outputnya akan menjadi nilai error yang akan diolah oleh sistem kontrol PID. Hasil pengujian sebelumnya menunjukkan keberhasilan yang sangat baik dari perpaduan 2 metode kontrol yang digunakan.

Kinematics is one of the basic knowledge that must be understood in robotics. In understanding the kinematics of robots, there are 2 control systems that are usually used, namely inverse kinematic and forward kinematic. In forward kinematic, we assign values to each corner of the servo motor so that the end-effector position is fulfilled, while the inverse kinematic input is in the form of position whether in threedimensional or 2-dimensional space and the robot arm will find the right solution for each corner of the servo motor so that the position end-effector fulfilled. Basically, the inverse kinematics control method is a method that is good enough to be used on robot arms. The inverse kinematics method is the determination of the motion of x, y, and z points in three-dimensional space as a reference for the robot's arm motion. But at 1 joint (joint) that is at the wrist (wrist) is expected to remain horizontal both to take any angle and direction of motion anywhere. If the requested point has reached the maximum or minimum of the robot arm dimensions, the wrist no longer meets the horizontal point. For this reason, other methods are used that can maintain and maintain stability so that the wrists on the robot arms remain flat (horizontal), which in this study the PID (proportional, integrative, derivative) control method is used to solve the problem. Also used sensors that can measure slope points such as the MPU6050 + GY521 sensor whose output value will be an error value that will be processed by the PID control system. The test results showed very good success from the combination of the 2 control methods used.