8
kebutuhan dalam dunia industri modern. Dewasa ini mereka semakin menuntut adanya suatu alat dengan kemampuan tinggi yang dapat membantu menyelesaikan
pekerjaan manusia ataupun menyelesaikan pekerjaan yang tidak mampu diselesaikan manusia.
Pada dasarnya robot dibedakan menjadi dua bagian, yaitu robot mobil dan robot non mobil. Robot mobil adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah
mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke
titik lain. Non mobile robot merupakan robot yang hanya berdiri pada satu titik tempat secara terus menerus dalam menjalankan fungsinya. Robot jenis ini biasa disebut
robot manipulator. Kombinasi antara mobile robot dengan non mobile robot dapat menghasilkan kelompok kombinasi konvensional mobile dengan non-mobile serta
kelompok non-konvensional. Untuk kelompok pertama sengaja diberi nama konvensional, karena nama yang dipakai dalam konteks penelitian adalah nama-nama
yang dianggap umum, seperti mobile manipulator, robot pemanjat climbing robot, dan walking robot. Sedangkan kelompok non-konvensional dapat berupa robot
humanoid, animaloid, extra-ordinary, atau segala bentuk inovasi penyerupaan yang bisa dilakukan.
Suatu robot seharusnya memiliki 3 kemampuan yaitu: 1.
Kemampuan bergerak, dapat berupa kaki, tangan ataupun roda. 2.
Kemampuan inderasensorik selayaknya manusia seperti penglihatan, pendengaran, keseimbangan, dan lain sebagainya.
3. Kemampuan kecerdasan berfikir untuk mengambil keputusan. Semua
kemampuan robot tersebut harus dirancang dan ditentukan oleh pembuatnya.
2.4 Konsep dasar pengontrolan dan perangkat sistem
Suatu sistem pengendalian otomatis dalam suatu proyek berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia. Erinofiardi et al 2012.
Saat ini, pengendalian otomatis sudah banyak digunakan dalam bidang ilmu yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan rumit dan membantu manusia untuk
Universitas Sumatera Utara
9
bisa melakukan pekerjaan dua atau lebih sekaligus. Selain itu, manfaat pengendalian otomatis dapat memperkecil kesalahan yang dilakukan oleh manuisa.
A. Jenis-jenis pengontrolan
1. Sistem kontrol loop terbuka
Sistem kontrol loop terbuka adalah sistem yang menghasilkan output yang tidak berpengaruh terhadap sistem pengontrolan. Dengan demikian output dari
pengontrolan tidak digunakan lagi sebagai input. Dari Gambar 2.1. menggambarkan output dari pengontrolan yang tidak
digunakan lagi pada alat kendali. Sehingga proses yang terjadi pada sistem hanya memproses sinyal masukan kemudian mengirimkannya ke alat kendali.
Gambar 2.1. Sistem Pengendali loop terbuka Erinofriadi et al, 2012
2. Sistem kontrol loop tertutup
Sistem kontrol loop tertutup adalah sistem yang menggunakan output dari pengolahan pada sistem untuk dijadikan sebagai input didalam sistem.
Dengan kata lain, output dari sistem masih berpengaruh terhadap proses kendali kontrol.
Sistem kontrol loop tertutup menggunakan output dari sistem untuk dijadikan input pada sistem. Proses ini disebut sebagai proses umpan
balik yang berfungsi untuk meminimalisir kesalahan yang terjadi pada setiap proses yang dilakukan oleh sistem. Proses umpan balik ini akan
terus dilakukan sampai didapatkan hasil yang sesuai.
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.2. Sistem pengendali loop tertutup Erinofriadi et al, 2012
Sinyal input merupakan masukan yang akan menentukan suatu nilai yang diharapkan bagi sistem yang dikendalikan. Untuk sistem pengendalian ini
sinyal input dihasilkan oleh mikrokontroler. Gambar 2.2. menyatakan hubungan antara input dan output yang
dilakukan didalam sistem kontrol loop tertutup. Sinyal input dibandingkan terlebih dahulu dengan sinyal umpan balik untuk menghasilkan sinyal bersih
yang akan dikirimkan ke elemen pengendali untuk menghasilkan sinyal keluaran yang akan dikirim ke alat terkendali.
2.4.1 Mikrokontroler AVR ATmega8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya
digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator.
Selain itukelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan
supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar
128 byte sampai dengan 512 byte. AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR
RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan
kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang
Universitas Sumatera Utara
11
diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya
dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V.
Secara umum, mikrokontroler terdiri atas 4 jenis. Masing-masing jenis mikrokontroler tersebut memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda.
Adapun ketiga jenis mikrokontroler tersebut adalah:
1. MCS51
Mikrokontroler MCS51 termasuk kedalam bagian dari complex instruction-set computing CISC yang sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12
siklus. MCS51 memiliki ROM dengan kapasitas 64kb dan RAM 64kb yang dapat diakses dengan cara memberi jalur pemilihan chip yang terpisah dari
chip utama untuk mengakses program dari memori data. Salah satu kemampuan dari mikrokontroler MCS51 ini adalah
pemasukan aljabar Boolean yang mengizinkan operasi algoritma dalam tingkatan satuan
–bit dapat dilakukan secara langsung dalam register internal dan akses RAM. Oleh karena itu, MCS51 digunakan dalam rancangan awal
Programmable Logic Control PLC.
2. Alv and Vegard’s Risc AVR
Microcontroler AVR adalah kontroler utama pada sebuah sistem. Dia dapat mengontrol semua perangkat pada sistem. Bhangali et al, 2013.
Mikrokontroler AVR merupakan microcontroler tipe Reduce Instruction Set Computing RISC 8 bit. Karena pemrosesan dilakukan secara RISC, sebagian
besar instruksinya dikemas kedalam satu siklus clock. Secara umum, AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas. Perbedaan disetiap
kelasnya adalah kapasitas memori, peripheral dan fungsi. Adapun keempat kelas tersebut adalah ATTiny, AT90Sxx, ATMega dan AT86RFxx.
3. PIC
PIC merupakan mikrokontroler tipe Reduce Instruction Set Computing RISC. PIC dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol
motor, dan memori program dari 512 word hingga 32 word. Word merupakan instruksi yang terdapat dalam bahasa assembly dari 12 bit hingga 16 bit.
Universitas Sumatera Utara
12
4. ARM
ARM Advance RISC Machine merupakan mikrokontroler tipe RISC yang dikembangkan oleh ARM limited. Pada awalnya merupakan prosesor desktop
yang didominasi oleh x86 bit. Hanya saja, arsitektur ARM dinilai tidak sesuai dengan kebutuhan desktop sehingga ARM lebih cenderung digunakan pada
smartphone.
2.4.2 Fuzzy logic
Dalam kamus Oxford, istilah fuzzy didefinisikan sebagai blurred kabur atau remang-remang, indistinct tidak jelas, imprecisely defined didefenisikan
secara tidak presisi, confused membingungkan, vague tidak jelas Agus Naba. 2009,.
Kendali fuzzy logic memberikan alternatif lain dalam sistem kendali. Dalam kendali fuzzy logic tidak diperlukan model matematika dari sistem
karena kendali fuzzy logic bekerja berdasarkan rule-rule yang diekstrak sesuai dengan pemikiran dan pengetahuan manusia baik sebagai operator atau ahli.
Dalam penelitian ini disajikan implementasi kendali fuzzy logic untuk penentuan lokasi yang akan dituju. Proses fuzzy inference dalam kendali fuzzy
logic terdiri atas 3 bagian yaitu fuzzifikasi, evaluasi rule dan defuzzifikasi. Fuzzifikasi mengubah nilai crisp input menjadi nilai fuzzy input. Proses
evaluasi rule mengolah fuzzy input sehingga menghasilkan fuzzy output. Defuzzifikasi mengubah fuzzy output menjadi nilai crisp output. Gambar 2.3
menunjukkan
tahapan – tahapan fuzzy logic.
Gambar 2.3 Tahapan tahapan fuzzy logic Awal H, 2015
Universitas Sumatera Utara
13
1. Fuzzifikasi
Fuzzifikasi yaitu suatu proses untuk mengubah suatu masukkan dari bentuk tegas crisp menjadi fuzzy variabel linguistik yang biasanya
disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan suatu fungsi kenggotaannya masing-masing.
2. Evaluasi Aturan Inference Engine
Evaluasi rule merupakan proses pengambilan keputusan inference yang berdasarkan rule-rule yang ditetapkan pada basis rule untuk
menghubungkan antar peubah-peubah fuzzy masukan dan peubah fuzzy keluaran. Rule-rule
ini berbentuk jika …maka IF ... THEN. Ada 2 proses pada inference Engine:
1. Aggregation: proses penghitungan pada
IF 2.
Composition: proses penghitungan pada Then
3. Defuzzifikasi
Menurut I Made Budi Suksmadana 2011, defuzzifikasi merupakan proses mencari nilai dari variabel linguistik berdasarkan derajat
keanggotaannya yang
dimiliki. Dalam
proses defuzzifikasi
menghasilkan keluaran output yang diinginkan dari proses sebelumnya.
Proses defuzzifikasi
memiliki keluaran
fungsi keanggotaan yang berupa garis vertical singleton.
2.4.3 Sensor ultrasonic
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis bunyi menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor
ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi jarak suatu benda dengan
frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik bunyi ultrasonik.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar
Universitas Sumatera Utara
14
oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat
padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan
tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
Gambar 2.4 Ultrasonic Sumber Data Sheet HC-SR04
2.4.4 Sensor infra merah
Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan terlihat pada
spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang
antara 700 nm sampai 1 mm dan berada pada spektrum berwarna merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah tidak akan terlihat
oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih dapat dirasakandideteksi.
Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya
infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya
yang nampak sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.
Universitas Sumatera Utara
15
Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima infra merah, lubang untuk menerima cahaya window sudah dibuat khusus
sehingga dapat mengurangi interferensi dari cahaya non-infra merah. Oleh sebab itu sensor infra merah yang baik biasanya memiliki jendela pelapis
yang terbuat dari silikon berwarna biru tua keungu-unguan. Sensor ini biasanya digunakan untuk aplikasi infra merah yang digunakan diluar rumah.
Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima
dengan baik pada penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam
mentransmisikan bagian pengirim dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner bagian penerima. Komponen
yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda photodioda atau transistor phototransistor.
Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu
mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik.
Gambar 2.5 Lambang infra merah dan bentuk fisiknya Dipranoto R. A, 2010
Universitas Sumatera Utara
16
2.5 Penelitian Terdaulu
