Cara Merakit Humanoid Robot dengan Arduino dan Servo

Merakit sebuah humanoid robot adalah salah satu proyek yang paling seru dan menantang bagi pecinta robotika. Dengan menggunakan Arduino sebagai pusat kontrol, kita dapat memanfaatkan komponen seperti servo motor, sensor, dan modul komunikasi untuk menciptakan robot yang bisa bergerak dan berinteraksi dengan lingkungannya.

Dalam tutorial ini, kita akan membahas secara rinci cara merakit humanoid robot dari awal hingga akhir, mulai dari menyusun komponen hingga menghubungkan dan mengkonfigurasinya untuk robot yang fungsional.

Daftar Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

Sebelum memulai perakitan, pastikan Anda telah menyiapkan alat dan komponen yang diperlukan. Berikut adalah daftar alat dan bahan:

Komponen Elektronik:

Arduino dengan ATmega328 – Pusat kontrol robot.
Adafruit PCA9685 PWM Driver – Driver PWM untuk mengontrol hingga 16 servo motor.
MPU6050 (Gyroscope dan Accelerometer) – Untuk mendeteksi gerakan dan menjaga keseimbangan robot.
Servo Motor (16 buah):
- 3 servo untuk masing-masing lengan.
- 4 servo untuk masing-masing kaki.
- 1 servo untuk pinggang.
- 2 servo untuk kepala (kanan-kiri dan atas-bawah).
HC-SR04 Ultrasonic Distance Sensor – 2 buah, untuk depan dan belakang.
LED Mata – 2 buah, digunakan sebagai mata robot.
Sakelar On/Off – Untuk mengaktifkan dan mematikan robot.
ESP32-CAM atau FPV Camera (Opsional) – Untuk menambahkan kemampuan melihat pada robot.
ESP8266 (Wi-Fi) atau HC-05 (Bluetooth) (Opsional) – Modul komunikasi nirkabel.
Baterai LiPo 7.4V – Untuk menyediakan daya bagi robot.
Kabel jumper dan konektor – Untuk menyambungkan komponen.
Breadboard (Opsional) – Untuk merakit rangkaian sementara.

Alat Perakitan:

Obeng kecil.
Kabel USB untuk Arduino.
Solder (jika perlu membuat koneksi permanen).
Tang potong.
Lem tembak atau perekat untuk memasang komponen fisik.

Langkah-Langkah Merakit Humanoid Robot

Berikut adalah langkah-langkah perakitan humanoid robot dari awal hingga akhir. Setiap langkah dijelaskan secara rinci agar Anda dapat mengikuti dengan mudah.

1. Merancang Kerangka Robot

Kerangka atau rangka tubuh robot humanoid dapat dibuat dari bahan seperti akrilik, kayu ringan, atau rangka logam yang ringan. Kerangka ini harus dirancang sedemikian rupa sehingga memiliki tempat untuk menempatkan servo motor di bagian lengan, kaki, kepala, dan pinggang. Anda dapat membeli kit robot humanoid yang sudah tersedia di pasaran atau membuat rangka sendiri.

Tips Merancang Kerangka:

Pastikan rangka cukup kuat untuk menahan berat servo motor dan komponen lainnya.
Pertimbangkan keseimbangan robot agar tidak mudah jatuh saat berjalan.
Buat dudukan yang tepat untuk memasang sensor jarak (depan dan belakang), kamera (jika ada), serta komponen lain seperti baterai dan Arduino.

2. Memasang Servo Motor

Setelah kerangka siap, langkah berikutnya adalah memasang servo motor di bagian-bagian yang bergerak, seperti lengan, kaki, pinggang, dan kepala.

Cara Memasang Servo Motor:

Pasang 3 servo motor pada setiap lengan: satu untuk bahu, satu untuk siku, dan satu untuk pergelangan tangan.
Pasang 4 servo motor pada setiap kaki: satu untuk pangkal paha (pinggul), satu untuk lutut, satu untuk pergelangan kaki, dan satu untuk rotasi pinggul.
Pasang 1 servo motor di pinggang untuk memutar tubuh robot.
Pasang 2 servo motor di kepala: satu untuk menggerakkan kepala ke atas-bawah, dan satu untuk menggerakkan kepala ke kanan-kiri.

Setiap servo motor harus ditempatkan dengan sudut dan posisi yang tepat untuk memungkinkan pergerakan yang halus. Gunakan baut atau perekat untuk memasangnya dengan aman ke kerangka robot.

3. Menghubungkan Servo Motor ke PCA9685 PWM Driver

Setelah semua servo motor terpasang, kita akan menyambungkannya ke driver PCA9685 yang mampu mengendalikan hingga 16 servo secara simultan melalui sinyal PWM.

Langkah Menghubungkan:

Sambungkan servo motor ke pin output pada PCA9685.
- Lengan kiri: Hubungkan ke pin 0-2.
- Lengan kanan: Hubungkan ke pin 3-5.
- Kaki kiri: Hubungkan ke pin 6-9.
- Kaki kanan: Hubungkan ke pin 10-13.
- Kepala: Hubungkan ke pin 14-15.
- Pinggang: Hubungkan ke pin 16.
Hubungkan V+ PCA9685 ke positif baterai untuk menyediakan daya ke servo motor.
Hubungkan GND PCA9685 ke GND Arduino.

PCA9685 memungkinkan kita menggunakan komunikasi I2C untuk mengontrol semua servo dengan hanya dua pin dari Arduino.

4. Menghubungkan Arduino ke PCA9685 dan MPU6050

Sekarang, kita akan menghubungkan Arduino ke PCA9685 dan sensor MPU6050.

Langkah Menghubungkan PCA9685:

Hubungkan SCL pada PCA9685 ke pin A5 (SCL) Arduino.
Hubungkan SDA pada PCA9685 ke pin A4 (SDA) Arduino.
Hubungkan VCC PCA9685 ke 5V Arduino dan GND ke GND Arduino.

Langkah Menghubungkan MPU6050:

Hubungkan SCL dan SDA MPU6050 ke pin SCL (A5) dan SDA (A4) Arduino (berbagi jalur dengan PCA9685).
Sambungkan VCC MPU6050 ke 3.3V Arduino dan GND MPU6050 ke GND Arduino.

MPU6050 digunakan untuk mendeteksi orientasi robot serta mendeteksi gerakan yang dapat digunakan untuk menjaga keseimbangan robot.

5. Menghubungkan Sensor Jarak Ultrasonik (HC-SR04)

Untuk menghindari tabrakan, kita akan menggunakan dua sensor HC-SR04: satu di bagian depan dan satu di bagian belakang robot.

Langkah Menghubungkan Sensor:

Sensor Depan:
- Sambungkan pin Trig sensor depan ke pin 9 Arduino.
- Sambungkan pin Echo sensor depan ke pin 8 Arduino.
Sensor Belakang:
- Sambungkan pin Trig sensor belakang ke pin 7 Arduino.
- Sambungkan pin Echo sensor belakang ke pin 6 Arduino.

Hubungkan VCC dan GND dari kedua sensor ke pin 5V dan GND Arduino.

6. Menghubungkan LED Mata

Untuk menambahkan efek visual pada robot, kita akan memasang dua LED sebagai mata robot.

Langkah Menghubungkan LED:

Sambungkan kaki anoda (+) LED kiri ke pin 4 Arduino melalui resistor 220Ω.
Sambungkan kaki anoda (+) LED kanan ke pin 5 Arduino melalui resistor 220Ω.
Hubungkan kaki katoda (-) kedua LED ke GND Arduino.

LED akan menyala saat robot diaktifkan.

7. Menyambungkan Sakelar On/Off

Untuk menyalakan dan mematikan robot, kita membutuhkan sakelar sederhana yang menghubungkan daya utama.

Langkah Menghubungkan Sakelar:

Sambungkan salah satu terminal sakelar ke pin 2 Arduino dan terminal lainnya ke GND Arduino.

Arduino akan memantau posisi sakelar dan mengaktifkan atau mematikan robot berdasarkan status sakelar tersebut.

8. Menambahkan Kamera FPV atau ESP32-CAM (Opsional)

Jika Anda ingin menambahkan fitur penglihatan pada robot, Anda bisa menggunakan FPV Camera atau ESP32-CAM.

Langkah Menghubungkan Kamera:

Sambungkan VCC kamera ke 5V Arduino.
Sambungkan GND kamera ke GND Arduino.
Hubungkan pin kontrol (jika ada) ke salah satu pin digital pada Arduino untuk mengaktifkan atau menonaktifkan kamera.

9. Menambahkan Modul Wi-Fi atau Bluetooth (Opsional)

Untuk komunikasi nirkabel, Anda bisa menambahkan modul ESP8266 (Wi-Fi) atau HC-05 (Bluetooth) untuk mengontrol robot dari jarak jauh.

Langkah Menghubungkan ESP8266:

Sambungkan VCC ke 3.3V Arduino.
Sambungkan GND ke GND Arduino.
Sambungkan pin TX dan RX ESP8266 ke pin RX dan TX Arduino (gunakan resistor untuk menurunkan tegangan pada TX ESP8266 ke RX Arduino).

10. Menghubungkan Baterai dan Memasang Semua Komponen ke Kerangka

Pasang baterai LiPo 7.4V untuk menyediakan daya ke seluruh sistem. Gunakan lem tembak atau perekat untuk memasang Arduino, sensor, dan komponen lainnya dengan rapi pada kerangka robot.

11. Mengunggah Program ke Arduino

Setelah semuanya terhubung, upload program kontrol ke Arduino melalui Arduino IDE. Program ini akan berisi kode untuk mengendalikan servo, membaca sensor, serta mengatur gerakan robot sesuai perintah.

Kesimpulan

Itulah langkah-langkah lengkap untuk merakit humanoid robot menggunakan Arduino dan servo motor. Dengan mengikuti tutorial ini, Anda akan berhasil membangun robot humanoid yang mampu bergerak dan merespons lingkungannya. Selamat mencoba dan semoga berhasil!

Lihat semua :

Artikel ini akan sangat berguna bagi mereka yang ingin mempelajari dasar-dasar perakitan robot humanoid dengan Arduino.

Jelajahi

Menu Atas

Kontak Kami

Iklan

Cara Merakit Humanoid Robot dengan Arduino dan Servo