Otomatisasi Pergerakan Robot Pada Area Terpetakan Menggunakan Algoritma Fuzzy Logic
6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Android
Android adalah open source platform untuk mobile device. Dikembangkan oleh
google bersama Open Handset Alliance (OHA) yaitu aliansi perangkat selular terbuka
yang terdiri dari 47 perusahaan hardware, software dan perusahaan telekomunikasi
ditujukan untuk mengembangkan standar terbuka bagi perangkat selular. Tujuan
aliansi tersebut yaitu menseleksi pembaharuan dalam mobile dan menawarkannya ke
konsumen yang lebih kaya, dan sedikit mahal. (Indriyanto. 2015).
Kelebihan Android:
1. Android adalah comprehensive platform, software-nya lengkap.
2. Open source platform, bebas pengembangan tanpa dikenakan biaya terhadap
sistem karena berbasiskan linux.
3. Android adalah purpose-built untuk mobile device. Desain dari android berasal
dari waktu mendatang yang dapat diguna.
4. Android juga tidak memakan memori yang terlalu banyak sehingga pengguna
tidak terlalu khawatir terhadap software yang memorinya terbatas.
2.2 Bluetooth
Bluetooth adalah teknologi komunikasi tanpa kabel yang menyediakan layanan
komunikasi secara real-time antar perangkat Bluetooth dengan jarak layanan yang
lebih jauh dari media infra merah. Teknologi Bluetooth banyak digunakan sebagai
Universitas Sumatera Utara
7
media pertukaran data pada berbagai perangkat smartphone termasuk Android.
(Rahmiati.2014).
Adapun kelebihan dan kekurangan Bluetooth adalah:
1. Kelebihan Bluetooth adalah:
a. Dapat menembus dinding, kotak, dan sebagaiannya.
b. Bersifat nirkabel.
2. Kekurangan Bluetooth adalah:
a. Menggunakan frekuensi yang sama dengan gelombang wifi.
b. Fungsi search tidak optimal jika dalam satu area terdapat Bluetooth
dalam jumlah banyak.
c. Tidak bisa dengan jarak yang begitu jauh.
2.3 Robot
Robot secara umum dapat diartikan sebuah sistem yang terdiri dari hardware dan
software yang dapat melakukan tugas tertentu dari manusia. Robot dirancang oleh
manusia untuk membantu bahkan menggantikan kegiatan manusia yang butuh
ketelitian dan beresiko tinggi. (Setiawan. 2012). Istilah robot pertama kali muncul
pada tahun 1920, berasal dari kata 'robota' yang dalam bahasa Ceko (negeri Eropa
Timur) berarti kerja paksa. Kata itu muncul dalam drama pentas Rossum's Universal
Robots karya Karel Capek, seorang penulis dari negara Ceko. Kemudian pada tahun
1950, Isaac Asimov mengemukakan dalam novelnya 'Robot', tiga aturan perobotan
yaitu:
1. Sebuah robot tidak boleh mencederai manusia.
2. Robot harus mematuhi perintah yang diberikan manusia, kecuali bila itu
melanggar aturan pertama.
3. Robot harus melindungi eksistensinya sendiri sebagai mesin yang harus
mematuhi manusia.
Seiring berkembangnya teknologi, berbagai robot dibuat dengan spesialisasi
atau keistimewaan. Robot dengan keistimewaan khusus sangat erat kaitannya dengan
Universitas Sumatera Utara
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
indera/sensorik
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.
menghasilkan
keluaran
(output)
sebelumnya.
Proses
Dalam
yang
defuzzifikasi
proses
diinginkan
memiliki
defuzzifikasi
dari
proses
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
dirasakan/dideteksi.
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
Tahun 2010 Anita, N.S. melakukan penelitian untuk robot membuat robot
micromouse dengan menggunakan algoritma depth-first search secara otomatis,
dan robot tersebut dipasangkan sensor inframerah untuk mengikutin garis hitam,
dan robot tersebut tidak memliki pengendalian, robot tersebut mencari jalur yang
akan dilewatinya dari titik satu ke titik yang lain.
Tahun 2012 Febriani, R. & Suprijadi. melakukan penelitian untuk
mengontrol robot menggunakan sensor kamera dengan memanfaatkan camera
robot tersebut dapat mengenali suatu objek yang sudah ditentukan dan mengikuti
kemanapun objek itu pergi. Kontrol gerak robot menggunakan metode random
walks berbasis citra.
Tahun 2015 Indriyanto, C. melakukan penelitian untuk melakukan
pengendalian robot menggunakan smartphone dengan media Bluetooth robot
tersebut dapat menerima perintah yang dikirim dengan smartphone seperti: maju,
mundur, kanan, dan kiri.
Tahun 2015 Choudhury, N. & Singh, T. C. melakukan penelitian untuk
pengendalian robot menggunakan suara dan menggunakan algoritma pointbug.
Pengendalian robot ini menggunakan smartphone dari smartphone mengirim
perintah suara dari API google, sehingga robot dapat menerima pesan suara itu
dengan baik.
No.
Judul
Peneliti
Metode
Keterangan
1
Robot micromouse
Nur
Algoritma
Menghasilkan suatu
dengan
Syahfidtri
Depth-First
robot micromouse
menggunakan
Anita (2010)
Search
bergerak di maze tanpa
algoritma depth-first
adanya pengendalian
search
kepada robot
Universitas Sumatera Utara
17
2
Aplikasi metode
Rani
Metode
Mengontrol robot
random walks untuk
Febriani &
random walks
menggunakan sensor
kontrol gerak robot
Suprijadi
camera, yang berfungsi
berbasis citra
(2012)
untuk mengidentifikasi
objek agar robot
bergerak sesuai objek
yang telah terdeteksi
3
4
Perancangan Sistem
Cholik
-
Menggerakan robot
Kendali Remote
Indriyanto
menggunakan
Control Robot Mobil
(2015)
smartphone android
Menggunakan
menggunakan media
Smartphone Android
komunikasi Bluetooth
Voice Controlled
Nupur
Algoritma
Mengendalikan robot
BOEbot using
Choudhury
PointBug
menggunakan suara
PointBug Algorithm
&
for Human Robot
Chingtham
Interaction using
Tejbanta
Android Technology
Singh (2015)
pada android
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Android
Android adalah open source platform untuk mobile device. Dikembangkan oleh
google bersama Open Handset Alliance (OHA) yaitu aliansi perangkat selular terbuka
yang terdiri dari 47 perusahaan hardware, software dan perusahaan telekomunikasi
ditujukan untuk mengembangkan standar terbuka bagi perangkat selular. Tujuan
aliansi tersebut yaitu menseleksi pembaharuan dalam mobile dan menawarkannya ke
konsumen yang lebih kaya, dan sedikit mahal. (Indriyanto. 2015).
Kelebihan Android:
1. Android adalah comprehensive platform, software-nya lengkap.
2. Open source platform, bebas pengembangan tanpa dikenakan biaya terhadap
sistem karena berbasiskan linux.
3. Android adalah purpose-built untuk mobile device. Desain dari android berasal
dari waktu mendatang yang dapat diguna.
4. Android juga tidak memakan memori yang terlalu banyak sehingga pengguna
tidak terlalu khawatir terhadap software yang memorinya terbatas.
2.2 Bluetooth
Bluetooth adalah teknologi komunikasi tanpa kabel yang menyediakan layanan
komunikasi secara real-time antar perangkat Bluetooth dengan jarak layanan yang
lebih jauh dari media infra merah. Teknologi Bluetooth banyak digunakan sebagai
Universitas Sumatera Utara
7
media pertukaran data pada berbagai perangkat smartphone termasuk Android.
(Rahmiati.2014).
Adapun kelebihan dan kekurangan Bluetooth adalah:
1. Kelebihan Bluetooth adalah:
a. Dapat menembus dinding, kotak, dan sebagaiannya.
b. Bersifat nirkabel.
2. Kekurangan Bluetooth adalah:
a. Menggunakan frekuensi yang sama dengan gelombang wifi.
b. Fungsi search tidak optimal jika dalam satu area terdapat Bluetooth
dalam jumlah banyak.
c. Tidak bisa dengan jarak yang begitu jauh.
2.3 Robot
Robot secara umum dapat diartikan sebuah sistem yang terdiri dari hardware dan
software yang dapat melakukan tugas tertentu dari manusia. Robot dirancang oleh
manusia untuk membantu bahkan menggantikan kegiatan manusia yang butuh
ketelitian dan beresiko tinggi. (Setiawan. 2012). Istilah robot pertama kali muncul
pada tahun 1920, berasal dari kata 'robota' yang dalam bahasa Ceko (negeri Eropa
Timur) berarti kerja paksa. Kata itu muncul dalam drama pentas Rossum's Universal
Robots karya Karel Capek, seorang penulis dari negara Ceko. Kemudian pada tahun
1950, Isaac Asimov mengemukakan dalam novelnya 'Robot', tiga aturan perobotan
yaitu:
1. Sebuah robot tidak boleh mencederai manusia.
2. Robot harus mematuhi perintah yang diberikan manusia, kecuali bila itu
melanggar aturan pertama.
3. Robot harus melindungi eksistensinya sendiri sebagai mesin yang harus
mematuhi manusia.
Seiring berkembangnya teknologi, berbagai robot dibuat dengan spesialisasi
atau keistimewaan. Robot dengan keistimewaan khusus sangat erat kaitannya dengan
Universitas Sumatera Utara
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
indera/sensorik
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.
menghasilkan
keluaran
(output)
sebelumnya.
Proses
Dalam
yang
defuzzifikasi
proses
diinginkan
memiliki
defuzzifikasi
dari
proses
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
dirasakan/dideteksi.
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
Tahun 2010 Anita, N.S. melakukan penelitian untuk robot membuat robot
micromouse dengan menggunakan algoritma depth-first search secara otomatis,
dan robot tersebut dipasangkan sensor inframerah untuk mengikutin garis hitam,
dan robot tersebut tidak memliki pengendalian, robot tersebut mencari jalur yang
akan dilewatinya dari titik satu ke titik yang lain.
Tahun 2012 Febriani, R. & Suprijadi. melakukan penelitian untuk
mengontrol robot menggunakan sensor kamera dengan memanfaatkan camera
robot tersebut dapat mengenali suatu objek yang sudah ditentukan dan mengikuti
kemanapun objek itu pergi. Kontrol gerak robot menggunakan metode random
walks berbasis citra.
Tahun 2015 Indriyanto, C. melakukan penelitian untuk melakukan
pengendalian robot menggunakan smartphone dengan media Bluetooth robot
tersebut dapat menerima perintah yang dikirim dengan smartphone seperti: maju,
mundur, kanan, dan kiri.
Tahun 2015 Choudhury, N. & Singh, T. C. melakukan penelitian untuk
pengendalian robot menggunakan suara dan menggunakan algoritma pointbug.
Pengendalian robot ini menggunakan smartphone dari smartphone mengirim
perintah suara dari API google, sehingga robot dapat menerima pesan suara itu
dengan baik.
No.
Judul
Peneliti
Metode
Keterangan
1
Robot micromouse
Nur
Algoritma
Menghasilkan suatu
dengan
Syahfidtri
Depth-First
robot micromouse
menggunakan
Anita (2010)
Search
bergerak di maze tanpa
algoritma depth-first
adanya pengendalian
search
kepada robot
Universitas Sumatera Utara
17
2
Aplikasi metode
Rani
Metode
Mengontrol robot
random walks untuk
Febriani &
random walks
menggunakan sensor
kontrol gerak robot
Suprijadi
camera, yang berfungsi
berbasis citra
(2012)
untuk mengidentifikasi
objek agar robot
bergerak sesuai objek
yang telah terdeteksi
3
4
Perancangan Sistem
Cholik
-
Menggerakan robot
Kendali Remote
Indriyanto
menggunakan
Control Robot Mobil
(2015)
smartphone android
Menggunakan
menggunakan media
Smartphone Android
komunikasi Bluetooth
Voice Controlled
Nupur
Algoritma
Mengendalikan robot
BOEbot using
Choudhury
PointBug
menggunakan suara
PointBug Algorithm
&
for Human Robot
Chingtham
Interaction using
Tejbanta
Android Technology
Singh (2015)
pada android
Universitas Sumatera Utara