2.2 Robotika dan Sistem Sensor

Pengertian Robot dan Sensor

Robot berasal dari kata Robota, dari bahasa Chekoslavia yang berarti tenaga kerja. kata ini digunakan oleh dramawan Karel Capek pada tahun 1920 pada sandiwara fiksinya, yaitu R.U.R (Rossum’s Universal Robots).

Robot adalah suatu mesin yang dapat diarahkan untuk mengerjakan bermacam-macam tugas tanpa campur tangan lagi dari manusia. Secara ideal robot diharapkan dapat melihat, mendengar, menganalisa lingkungannya dan dapat melakukan tindakan-tindakan yang terprogram. Dewasa ini robot digunakan untuk maksud-maksud tertentu dan yang paling banyak adalah untuk keperluan industri. Diterapkannya robot untuk industri terutama untuk pekerjaan 3D yaitu Dirty, Dangerous, atau difficult (kotor, berahaya dan pekerjaan yang sulit). Negara yang banyak menggunakan robot untuk industri adalah Jepang, Amerika Serikat dan Jerman Barat.

Robot  adalah  sebuah  alat  mekanik  yang  dapat  melakukan  tugas  fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program. Robot biasanya  digunakan  untuk  tugas  yang  berat,  berbahaya,  pekerjaan  yang  berulang  dan kotor.  Robot  juga  dilengkapi  dengan  sensor  untuk  pendeteksi  terhadap  sesuatu  hal, misalnya seperti sensor panas. Sesuai dengan namanya atau sering disebut dengan  Artificial Intelegensi (AI), Kecerdasan buatan adalah salah satu cabang sains komputer yang mempelajari otomatisasi tingkah laku cerdas yang didasarkan pada prinsip-prinsip  teoritikal dan terapan yang menyangkut struktur data yang digunakan dalam representasi  pengetahuan, algoritma yang diperlukan dalam penerapan pengetahuan itu, serta teknik teknik bahasa dan pemprograman yang dipakai dalam implementasinya dan yang paling  banyak menerapkan konsep kecerdasan buatan  adalah dunia robotika.

Sensor adalah piranti yang menerima input berupa suatu besaran atau sinyal fisik yang kemudian  mengubahnya  menjadi  besaran  atau  sinyal  lain  yang  diteruskan  ke  kontroler. Terdapat banyak jenis sensor yang digunakan pada pembuatan robot. Robot  juga membutuhkan  masukan  (input) yang  akan menentukan  apa yang harus  dilakukan  oleh  robot.  Input  ini  umumnya  masuk  ke  dalam  otak  robot  dengan berbagai  macam cara. Ada yang  menggunakan  remote,  atau diberikan sebelum robot diaktifkan dan  ada  juga yang  langsung  diberikan  pada  robot melalui programnya. Hal  ini  sangat  berlaku  bagi robot-robot industri pada umumnya.

Komponen Utama dalam Robot

1. Controller, Bagian ini berfungsi untuk menjalankan program, menerima dan mengolah setiap informasi dari input sensor, dan juga yang mengirim dan mengendalikan output pada actuator, indikator, atau juga audio. Controller ini merupakan bagian paling utama dalam robot, ini seperti otak pada manusia.
2. Actuator, Bagian ini seperti otot pada manusia.  Fungsinya adalah untuk menggerakan robot. Untuk robot yang beroda biasanya menggunakan DC Motor, sebagai pemutar roda dan membuat robot berpindah tempat, dan untuk  robot  yang  berjalan menggunakan kaki, Motor Servo adalah pilihan yang tepat. Motor Sevo adalah DC Motor yang dapat diatur putarannya.
3. Sensor, Jika manusia memiliki indera maka robot memiliki sensor. Ada banyak jenis – jenis sensor  robot,  manusia  hanya  memiliki  5  indera,  robot  bisa  memiliki  sensor dengan jumlah yang tidak terbatas. Karena robot makhluk elektronik, dan teknologi yang cepat berkembang.
4. Battery, Merupakan sumber energi  bagi  robot.  Seperti  otak  manusia  yang membutuhkan nutrisi, dan badan yang membutuhkan kabohidrat atau vitamin. Listrik adalah  darah bagi  robot,  dan  robot  bisa  mendapatkan  kebutuhan  listrik  untuk controller, sensor, actuator dan semua komponen elektronik, dari battery.
5. Kabel, Kabel  pada  robot  ini  seperti  urat  jalan  mengalirnya  darah  pada  setiap komponen pada robot,  dan juga sebagai saraf  yang  menjadi jalan  data untuk input dan output.
6. Frame, Sebagai  tulang  yang  menyangga  antara  servo  pada  robot.  Juga yang membentuk robot menjadi berbagai macam, dan penunjang penampilan robot. Untuk robot beroda seperti line follower frame cukup berbentuk kotak, atau lingkaran saja, sebagai penyangga DC Motor dan tempat meletakan controller.
7. Chassis, Rangka  utama  pada  robot,  biasanya  menjadi  badan  bagi  si  robot.  Biasanya sebuah  chassis  pada  robot  dipasang  berbagai  macam  frame,  dengan  jumlah  lebih banyak.
8. Support, Yang  dimaksud  Support  disini  yaitu  komponen  pendukung  terbentuknya robot, seperti baud dan mur.

Perencanaan Robotik

Dalam  tahap  ini,  akan  ditentukan  robot  apa  yang  akan dibuat  dan  akan  digunakan untuk  apa.  Adapun hal-hal yang perlu ditentukan dalam tahap ini:

• Dimensi yaitu panjang,   lebar,   tinggi, dan perkiraan berat dari robot.
• Struktur material, apakah dari alumunium, besi, kayu, plastik, dan sebagainya.
• Cara kerja robot berisi bagian-bagian robot dan fungsi   dari   bagian-bagian itu. Misalnya lengan, konveyor, lift, power supply.
• Sensor-sensor yang akan dipakai robot.
• Mekanisme bagaimana sistem mekanik agar robot dapat menyelesaikan tugas.
• Metode pengontrolan yaitu bagaimana robot dapat dikontrol dan digerakkan,mikroprosesor yang digunakan, dan blok diagram sistem.
• Strategi untuk memenangkan pertandingan, jika memang robot itu akan  diikutkan  lomba/kontes robot Indonesia/Internasional.

Pembuatan Robotik

Ada tiga perkerjaan yang harus dilakukan dalam tahap ini, yaitu pembuatan mekanik, elektronik, dan programming. Masing-masing membutuhkan spesialisasiyang berbeda-beda, yaitu:

• Spesialis Mekanik bidang ilmu yang cocok adalah teknik mesin dan teknik industri. Setelah   merancang   gambaran garis besar bentuk robot, maka rangka dapat mulai dibuat.  Satu ruas rangka terhubung satu sama lain dengan keeling alumunium. Keling adalah semacam paku alumunium yang berguna untuk menempelkan lembaran logam dengan erat.
• Spesialis Elektronika bidang ilmu yang cocok adalah teknik elektro. Bagian sistem elektronika dirancang sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Misalnya untuk menggerakkan motor   DC   diperlukan    h-brigde,   sedangkan untuk menggerakkan relay diperlukan saklar  transistor.Sensor – sensor yang akan digunakan dipelajari dan dipahami cara kerjanya, misalnya:

1. Sensor jarak, bisa   menggunakan   SRF04, GP2D12, atau  merakit  sendiri  modul  sensor ultrasonik atau inframerah.
2. Sensor arah, bisa menggunakan sensor kompas CMPS03 atau Dinsmore.
3. Sensor suhu, bisa menggunakan LM35 atau sensor yang lain.
4. Sensor nyala api/panas, bisa menggunakan UVTron atau Thermopile.
5. Sensor line follower / line detector, bisa menggunakan led & photo transistor.

• Spesialis Programming bidang   ilmu   yang cocok adalah teknik informatika Pembuatan software dilakukan setelah alat siap untuk diuji. Software ini   ditanamkan (didownload)   pada mikrokontroler sehingga robot dapat  berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Tahap pembuatan meliputi:

1. Perancangan Algoritma  atau  alur  Untuk  fungsi  yang  sederhana,  algoritma  dapat dibuat  langsung  pada  saat  menulis  program. Untuk fungsi yang kompleks, algoritma dibuat dengan menggunakan flow chart.
2. Penulisan Program, dapat dilakukan   dalam Bahasa C, Assembly, Basic,  atau  Bahasa  yang paling dikuasai.
3. Compile dan download, yaitu mentransfer program yang kita tulis kepada robot.

Contoh penggunaan robot

Penggolongan robot

Ada beberapa cara menggolongkan robot. Ada yang menggolongkan robot menurut sumber tenaganya (secara elektronik, hidrolik, dan pneumatik). Ada yang menggolongkan ke dalam kerumitannya (robot yang sederhana hanya dapat bergerak dalam satu, dua atau tiga jurusan saja, sedang robot yang canggih dapat bergerak puluhan sudut secara serentak). Robot dapat juga digolongkan dalam daya angkatnya (ada robot yang hanya dapat mengangkat benda-benda yang ringan saja sampai yang berat). Ada yang menggolongkan dalam kecepatan geraknya, ketepatannya serta metode penggunaannya.

Berdasarkan penggunaannya robot dapat digolongkan sebagai:

1. Robot pribadi (personal robots) juga disebut dengan home robots (robot rumah tangga), karena terutama ditujukan untuk membantu pekerjaan-pekerjaan rumah tangga menjadi lebih otomatis.
2. Robot industri (industrial robots) robot industri merupakan robot yang digunakan untuk membantu di dalam proses produksi, misalnya untuk menangani material, mengelas, mengecat, memasang komponen dan lain sebagainya. Contoh robot yang digunakan pada industri:

• Motionmate: merupakan robot industri yang paling sederhana untuk melakukan proses mengambil dan meletakkan komponen-komponen di dalam proses produksi. Robot ini dapat mengangkat komponen sebesar 5 pound (sekitar 2,268 Kg).
• The Rhino Charger: robot ini dibuat oleh pabrik Rhino Robots, Inc. dan dengan menggunakan komputer Apple serta disk drive dapat untuk mengontrol gerak dalam 6 arah sumbu. Dengan daya angkatnya sampai dengan 50 pound (sekitar 22,68 Kg) dan tingkat gerak maksimumnya adalah 200 inches per detik.
• Prab Model 4200: robot ini dibuat oleh Prab Robots, Inc. dengan daya angkatnya sebesar 75 pound (sekitar 34,02 Kg). Lengan robot ini dapat berputar secara horisontal sebesar 250 derajat.
• Cincinnati/Milacron T3: Robot ini oleh Cincinnati/Milacron Corporation dengan daya angkatnya sebesar 100 pound (sekitar 45,36 Kg). Robot ini sangat fleksibel dalam arah geraknya. Dapat bergerak dalam 6 arah sumbu.
• Pra FC: Robot ini mempunyai daya angkat sebesar 1 ton. Kemampuan ini dapat digunakan untuk memindahkan sebuah mesin mobil atau benda berat lainnya selama proses produksi.
• Cybotech P15: Robot ini diproduksi oleh Cybotech Corporation dan dapat mengangkat seberat 15 Kg. Robot ini banyak digunakan utuk pekerjaan mengecat.
• Puma Model 500: Robot ini merupakan produksi dari Unimation, Inc. yang kemudian perusahaan tersebut dibeli oleh Westinghouse. Puma Model 500 merupakan robot elektronik teknologi tinggi yang dapat bergerak dalam 5 sumbu, yaitu putaran pinggang (waist rotation), putaran bahu (shoulder rotation), putaran siku (elbow rotation), anggukan pergelangan tangan (wrist bend) dan putaran pinggiran roda (flange rotation).
• IBM Assembly Robots: IBM memproduksi dua macam robot dan menggunakannya untuk proses produksi komputer IBM dan produk-produk lainnya. Robot ini digunakan untuk memasukkan komponen ke dalam suatu lubang atau memasang komponen satu yang dilekatkan dengan komponen lainnya. Robot yang kedua berupa robot yang lebih kecil yang dapat diprogram dengan komputer IBM PC yang digunakan untuk memprogram dapat dilepas dan digunakan untuk keperluan lainnya.
• GMF Robots: Robot ini dibuat oleh General Motors Corporation dan Fanuc Machine Works dari Jepang. Kedua perusahaan tersebut bekerja sama memproduksi GMF robots untuk dijual dan digunakan sendiri untuk kedua perusahaan tersebut.

     3. Robot pendidikan (educational robots). Robot pendidikan ini

        dikembangkan untuk tujuan membantu di dalam mengajar tentang operasi
        dan  penggunaan dari robot industri. Contoh robot yang digunakan dalam 

        bidang pendidikan:

• Rhino Robot XR-2 System: Robot ini dibuat oleh Rhino, Inc., dan digunakan untuk simulasi tentang operasi dari robot-robot industri. Rhino XR-2 dapat diprogram melalui komputer Apple dan programnya dapat disimpan di disk
• Microbot: Microbot mempunyai dua macam robot, yaitu Microot Minimower dan Microbot Teachmower. Minimower dapat diprogram dengan komputer Apple atau TRS-80. Teachmower digunakan untuk simulasi robot industri dan menggunakan teach pendant untuk memprogramnya serta dapat digunakan komputer Apple atau TRS-80 untuk menyimpan program
• Hero-1: Robot ini dibuat oleh Heath/Zenith, merupakan robot yang dapat bergerak dan dirancang untuk membantu mempelajari robot industri. Robot ini mempunyai beberapa unit sensor. Unit sensor ini dapat mendeteksi gerak, mengukur jarak sampai 15 feet, mendeteksi perubahan tinggkat cahaya, membedakan dua buah suku kata dan menggunakan speech synthesizer, sehingga dapat berbicara. Hero-1 juga dilengkapi dengan teach pendant.

sumber : https://ariefkendyblog.wordpress.com/2018/01/15/kecerdasan-buatan-pada-sistem-robotik/