Perpustakaan Digital ITB

Prostesis siku berbasis mekanisme lentur menawarkan alternatif yang ringan dan berbiaya rendah dibandingkan desain konvensional. Prototipe yang dikembangkan Levana (2025) menunjukkan bahwa pendekatan ini layak secara mekanis. Namun, sistem aktuasinya masih lingkar terbuka dan tidak dapat mempertahankan sudut sendi yang diperintahkan maupun menahan posisi di bawah beban eksternal. Akibatnya, prototipe tersebut tidak memenuhi persyaratan penahan beban 1 kg pada fleksi 90°. Penelitian ini bertujuan merancang dan mengimplementasikan kontrol posisi PID lingkar tertutup pada prototipe tersebut dengan mempertahankan mekanisme lentur aslinya dan meminimalkan penyesuaian mekanis. Sistem kontrol diimplementasikan pada Arduino Mega dengan umpan balik dari encoder poros motor. Sumbu fleksi-ekstensi digerakkan motor DC ber-gearbox 37GB540 (56:1) melalui jalur kabel simetris di kedua sisi, sedangkan sumbu pronasi-supinasi digerakkan motor JGA25-370 (103:1). Gain awal PID diperoleh dengan metode Ziegler-Nichols lingkar terbuka dari kurva reaksi kecepatan, lalu disetel ulang secara manual. Performa sistem divalidasi melalui uji posisi tanpa beban pada lima aktivitas kehidupan sehari-hari dan uji penahan beban bertingkat (10 g, 50 g, 100 g, 200 g, 500 g, dan 1000 g) pada fleksi 90°. Sudut diukur dengan encoder dan sistem motion capture OptiTrack 240 Hz. Sistem berhasil mencapai positioning sudut pada rentang gerak perangkat 27°–142,5° untuk fleksi-ekstensi serta 71,6° pronasi hingga 77,4° supinasi, dengan supinasi memenuhi persyaratan secara marginal. Pada pengujian beban, penyimpangan posisi tetap di bawah 5° hingga beban 200 g. Penyimpangan itu naik menjadi -6,30° pada 500 g dan -8,91° pada 1000 g, sehingga persyaratan beban 1 kg belum terpenuhi. Pada kondisi yang sama, prototipe lingkar terbuka kembali ke ekstensi penuh. Selama pengujian beban, galat encoder tetap mendekati nol, padahal motion capture menunjukkan sendi melendut. Temuan ini menunjukkan bahwa lendutan terjadi di hilir sensor encoder poros motor sehingga tidak dapat dikoreksi oleh lingkar kontrol. Jika akurasi posisi di bawah beban ingin diklaim, sudut perlu diukur langsung di sisi sendi.