Perancangan Robot Pembuat Biopori Berbasis Arduino Uno Atmega 328p Dengan Sistem Kendali Smartphone Android
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1
Robotika
2.1.1. Sejarah Robot
Kata robot berasal dari bahasa Ceko yaitu robota, yang berarti pekerja. Menurut arti
Bahasa, robot adalah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik
menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program yang
telah didefenisikan terlebih dahulu. Robot diperkenalkan pertama kali oleh Wright
Karl Capek pada tahun 1920 melalui sandiwara komedi yang berjudul RUR
(Rossum’s Universal Robots). Dalam sandiwara ini, diceritakan seorang tokoh ilmu
pengetahuan bernama Rossum yang menciptakan bahan tiruan daging dan tulang
melalui proses biologi dan elaktronik (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Pada tahun 1941, penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov memperkenalkan istilah
robotics dalam teknologi robot. Robotics diterima sebagai istilah atau kata untuk
mendeskripsikan semua kemajuan teknologi yang berhubungan dengan robot. Pada
tahun 1956, Georde Devil Joseph Engelberger membentuk perusahaan robot untuk
pertama kalinya. Beberapa tahun berikutnya tepatnya pada tahun 1961, general motor
pertama kali menggunakan robot untuk pabrik otomotifnya. Robot industri kemudian
berkembang pesat dan mulai banyak digunakan pada tahun 1980 oleh perusahaan
selain otomotif. Pada tahun inilah perkembangan elektronik dan komputer telah
melahirkan robot modern (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2. Peran Robot Bagi Kehidupan Manusia
Dalam kehidupan manusia masa kini robot sudah banyak diaplikasikan dalam
berbagai bidang. Secara umum robot berfungsi sebagai alat bantu manusia dalam
menyelesaikan tugas yang terkadang sulit untuk diselesaikan karena membutuhkan
konsentrasi dan resiko kecelakaan yang cukup besar. Bahkan ada juga robot bermain
yang diciptakan hanya untuk menemani manusia dalam aktifitasnya sehari-hari.
Dengan adanya robot tersebut manusia dapat terhibur ketika merasakan sedih,
kesepian bahkan kejenuhan yang timbul disela-sela aktifitas yang padat.
Bentuk robot sangat bervariasi disesuaikan dengan kegunaanya masingmasing. Ada yang berbentuk seperti manusia, hewan, kendaraan dan sebagainya.
Sebuah robot tidak perlu meniru semua tingkah laku manusia namun cukup dengan
mengadopsi dua atau tiga system yang ada pada diri manusia seperti pendengaran,
penglihatan, dan gerakan.
Dalam dunia industri, robot telah mengambil peran penting dalam menggantikan
tugas manusia dalam beberapa bidang seperti industri perakitan mobil, elektronik dan
industri pengemasan. Robot dalam dunia industri memberi banyak manfaat seperti
mempercepat proses produksi serta kualitas produk yang dihasilkan lebih terjamin.
Lain halnya dalam dunia medis, robot mengambil peran penting dalam membantu
tenaga medis dalam melakukan tindakan operasi bedah misalnya bedah jantung,
kanker dan operasi mata. Namun dalam dunia medis robot masih jarang dibiarkan
untuk melakukan operasi secara otomatis atau tanpa dikendalikan oleh dokter. Dalam
dunia antariksa robot telah digunakan untuk meneliti kehidupan di luar angkasa
seperti robot Phoenix Lander yang diluncurkan pada tahun 2007 dalam misi penelitian
di planet mars.
2.1.3. Jenis-jenis Robot
Secara umum, robot memiliki dua jenis yaitu robot terkontrol (controlled robot) yang
dikendalikan oleh remote control dan robot automatis (autonomous robot) yang
mampu mengambil keputusan sendiri. Tidak semua robot memiliki bentuk seperti
manusia (robot humanoid) yang mempunyai tangan, kaki dan kepala. Ada beberapa
robot yang hanya mempunyai tangan (robot manipulator), robot beroda (mobile
Universitas Sumatera Utara
robot), robot yang dapat terbang (flying robot), dan robot yang menyerupai binatang
(robot animalia). Berbagai macam robot tersebut diciptakan sesuai dengan kebutuhan
atau bertugas menyelesaikan pekerjaan yang lebih spesifik (Winarno & Arifianto, D.
2011).
2.2.
Biopori
2.2.1. Gambaran Umum Biopori
Kota Medan adalah salah satu kota besar di Indonesia yang merupakan ibukota dari
provinsi Sumatra Utara. Berdasarkan survei Badan Pusat Statistik pada tahun 2014
tentang presentase keberadaan area resapan air, sumatra utara hanya memiliki 0,32 %
sumur resapan dan 0,14 % lubang resapan biopori. Jumlah tersebut masih sangat
sedikit bila dibandingkan dengan provinsi lainnya seperti DKI Jakarta, Jawa Timur,
Jawa Barat, bahkan Aceh. Tingginya pembangunan gedung perkantoran, tempat
tinggal dan fasilitas kota lainnya merupakan faktor menyebabkan semakin sedikitnya
lahan resapan air. Penggunaan air tanah yang berlebihan juga menyebabkan
penurunan permukaan tanah serta berbagai bencana sepert banjir dan tanah longsor.
Saat ini sudah banyak sekali kota-kota besar di Indonesia yang menerapkan
teknologi lubang resapan biopori pada daerahnya. Lubang Resapan Biopori adalah
lubang berdiameter 10 sampai 30 cm dengan panjang 80 sampai 100 cm dan ditutupi
sampah organik yang berfungsi untuk meresap air yang mengalir di sekitarnya
sehingga mengurangi genangan air yang ada di permukaan tanah. Teknologi Lubang
Resapan Biopori pertama kali ditemukan oleh Ir. Kamir R. Brata M. Sc. yang
merupakan seorang staf pengajar perguruan tinggi negeri di Bogor.
Sebuah lubang resapan biopori biopori yang berdiameter 10 cm dengan kedalaman 1
meter mampu meningkatkan daya resap tanah sebanyak 3140 cm² atau hampir 1/3 M²
dengan kata lain permukaan tanah yang awalnya hanya mempunyai bidang resapan
sebanyak 78,5 cm² bisa ditingatkan menjadi 3218 cm² hanya dengan sebua lubang
resapan biopori. Sampah organik yang terdapat di dalam lubang akan diurai oleh
organisme-organisme tanah menjadi kompos yang bermanfaat sebagai pupuk bagi
tanaman disekitarnya. Dengan adanya lubang resapan biopori, air yang diresap
Universitas Sumatera Utara
akan menjadi cadangan air bawah tanah yang mengaliri saluran air yang dihasilkan
oleh organisme-organisme tanah sehingga tanah menjadi subur.
Jumlah LRB = Intensitas Hujan (mm/jam) x Luas Bidang
Kedap (m²) / Laju Peresapan Air Per Lubang (liter/jam)
Lubang resapan biopori biasanya ditempatkan disekitar pohon, taman dan
saluran resapan air hujan, oleh karenanya penempatan lubang biopori haruslah diatur
sedemikian rupa dan disesuaikan dengan landscape yang ada. Idealnya lubang resapan
biopori ditempatkan di daerah yang sering tergenang air sehingga air dapat langsung
mengalir kedalamnya. Namun dalam kasus tertentu, lubang resapan biopori
ditempatkan di daerah yang cukup luas sehingga membutuhkan cukup banyak lubang
resapan. Kasus tersebut sering kita temukan pada lapangan olahraga, area parkir,
taman serta tempat berukuran luas lainya. Untuk memaksimalkan fungsi utama lubang
resapan biopoti, idealnya jumlah lubang resapan disesuaikan dengan intensitas hujan
serta luas area penempatannya.
Gambar 2.1 Sketsa Penampang Lubang Resapan Biopori.
(Sumber:http://poskota.co/nasional/daerah/satu-juta-biopori-dibuat-di-kotamalang/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Manfaat Biopori
Tidak hanya mengatasi genangan air, biopori juga memiliki banyak manfaat. Manfaat
lain dari biopori adalah sebagai berikut :
1.
Memaksimalkan air yang diresap ke dalam tanah sehingga menambah cadangan
air tanah.
2.
Membuat kompos alami dari sampah organik.
3.
Mengurangi genangan air yang menimbulkan penyakit.
4.
Mengurangi air hujan yang dibuang percuma ke laut.
5.
Mengurangi resiko banjir di musim hujan.
6.
Memaksimalkan aktivitas setra manfaat dari flora dan fauna tanah.
7.
Mencegah terjadinya erosi tanah dan bencana tanah longsor.
8.
Memperbaiki kondisi ekosistem tanah yang dapat menghidupi keanekaragaman
hayati di dalam tanah (biodiversitas tanah).
9.
Mengurangi dampak emisi gas CO2 akibat pembakaran sampah organik.
10. Sebagai tempat pengolahan sampah organik.
11. Meningkatkan kualitas tanah.
2.3.
Arduino
Arduino adalah nama keluarga papan mikrokontroller yang awalnya dibuat oleh
perusahaan smart projects. Salah satu tokoh penciptanya adalah Massimo Banzi.
Papan ini merupakan perangkat keras yang bersifat open source sehingga dapat
dikembangkan oleh siapa saja. Arduino dibuat dengan tujuan untuk memudahkan
eksperimen atau perwujudan berbagai peralatan yang berbasis mikrokontroller seperti
pemantauan ketinggian air di waduk, pelacak lokasi mobil, penyiram tanaman secara
otomatis, akses pintu ruang otomatis dan pendeteksi keberadaan orang untuk
pengambilan keputusan (Kadir, A. 2015).
Berbagai jenis kartu Arduino tersedia, antara lain Arduino Uno, Arduino
Diecimila, Arduino Duemilanove, Arduino Leonardo, Arduino Mega, dan Arduino
Nano. Walaupun ada berbagai jenis kartu arduino, secara prinsip pemrograman yang
Universitas Sumatera Utara
diperlukan sama. Hal yang membedakan adalah kelengkapan fasilitas dari pin-pin
yang perlu dipergunakan (Kadir, A. 2015).
2.3.1. Arduino Uno
Arduino Uno memiliki ukuran sebesar kartu kredit. Walaupun berukuran kecil seperti
itu, papan itu mengandung mikrokontroller dan sejumlah input/output (I/O) yang
memudahkan pemakai untuk menciptakan berbagai proyek elektronika yang
dikhususkan untuk menangani tujuan tertentu (Kadir, A. 2015).
Arduino Uno dilengkapi dengan static-random access memory (SRAM)
berukuran 2 kb untuk memegang data, flash memory berukuran 32 kb, dan erasable
programmable read only memory (EEPROM). SRAM digunakan untuk menampung
data atau hasil pemrosesan data selama arduino menerima pasokan catu daya. Flash
memory untuk menaruh program yang telah anda buat. EEPROM digunakan untuk
menaruh program bawaan dari Arduino Uno dan sebagian lagi dapat dimanfaatkan
untuk menaruh data milik anda secara permanen (Kadir, A. 2015).
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler
ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai
output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB,
sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset.
Arduino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah
mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB
atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat
membuatnya bekerja. Arduino Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram
sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port
USB (Simanjuntak, M.G. 2013).
Gambar 2.2 Board Arduino UNO (Simanjuntak, M.G. 2013).
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi papa microcontroller Arduino Uno dapat dilihat pada table 1.1.
Tabel 2.1 Spesifikasi Papan Microcontroller Arduino Uno.
Spesifikasi
keterangan
Mikrokontroler
ATmega328
Tegangan Operasi
5V
Tegangan Input (recommended)
7 - 12 V
Tegangan Input (limit)
6-20 V
Pin digital I/O
14 (6 diantaranya pin PWM)
Pin Analog input
6
Arus DC per pin I/O
40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V
150 mA
Flash Memory
32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk
bootloader
SRAM
2 KB
EEPROM
1 KB
Kecepatan
16 Mhz
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Simanjuntak,
M.G. 2013).
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development
environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke
memori program arduino board (Simanjuntak, M.G. 2013).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Diagram Blok Arduino Board (Simanjuntak, M.G. 2013).
Blok-blok pada gambar 2.3 dijelaskan sebagai berikut :
1.
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka
yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan
RS-485.
2.
2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),
digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
3.
32KB flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk flash memory juga
menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisialisasi yang
dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan.
4.
1KB EEPROM bersifat non-volatile.
5.
Piranti input/output, piranti untuk menerima data (input) digital atau analog,
dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.
2.3.2. Arduino IDE
Arduino Integrated Development Environment (Arduino IDE) merupakan perangkat
lunak yang digunakan untuk proses pengembangan aplikasi mikrokontroller meliputi
proses penulisan source program, kompilasi, upload hasil kompilasi, dan uji coba
secara terminal serial. Arduino IDE dapat di jalankan dalam berbagi sistem operasi
yang
berbeda
seperti
windows,
linux
maupun
MAC
OS.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Arduino IDE.
2.4. Komponen Elektronika
Dalam Sebuah robot terdapat beberapa rangkaian elektronik yang saling terintegrasi
satu sama lain. Rangkaian elektronik tersebut terdiri dari komponen-komponen yang
saling terhubung dan memiliki jenis dan fungsinya masing-masing. Berikut adalah
beberapa komponen yang umumnya digunakan dalam membuat sebuah robot.
2.4.1. Power Supply
Power supply atau catu daya merupakan sebuah komponen yang berfungsi
menghasilkan energi listrik. Power supply terdiri atas dua jenis yaitu power supply
dengan sumber arus searah dan power supply dengan sumber arus bolak-balik. Power
supply yang akan digunakan pada prototype robot biopori adalah baterai yang
merupakan jenis power supply searah disesuaikan dengan jenis robot biopori yang
tergolong robot bergerak (mobile).
Gambar 2.5Baterai.
(Sumber:http://www.kelasrobot.com/2014/12/mengenal-macam-macam-jenisbaterai.html/, 2014).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2. Resistor
Resistor merupakan komponen hambatan yang paling banyak ditemukan dalam setiap
rangkaian listrik. Resistor memiliki banyak jenis, umumnya nilai resistansi resistor
ditunjukan menggunakan kode gelang-gelang warna yang melingkar pada resistor.
Gambar 2.6Resistor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-fungsi-dan-macam-macamresistor/, 2016)
2.4.3. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik untuk
sementara. Nilai kapasitor dinyatakan dalam Farad (F), mili Farad (mF), micro Farad
(µF), nano Farad (nF), dan piko Farad (pf). Kapasitor memiliki jenis yang beragam
seperti kapasitor keramik, polyster dan elektrolit.
Gambar 2.7Capasitor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-elco-elektrolitcondensator/, 2016).
Universitas Sumatera Utara
2.4.4. LED (Light Emitting Diode)
Led merupakan komponen yang masih termasuk dalam komponen jenis dioda yang
dapat memancarkan cahaya. Led biasanya digunakan sebagai indicator dan sumber
cahaya pada sebuah rangkaian elektronik. Led memiliki beberapa jenis ukuran, yaitu
3mm, 5mm, 10 mm.
Gambar 2.8LED (Light EmittingDiode).
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-dioda/, 2016)
2.4.5. Dioda
Dioda merupakan jenis komponen aktif yang berfungsi sebagai penyearah. Dioda
disusun menggunakan semi konduktor jenis silicon dan germanium. Dioda memiliki
jenis yang beragam diantaranya seperti dioda penyearah, dioda Zener.
Gambar 2.9Diode.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-dioda/, 2016)
2.4.6. Transistor
Transistor merupakan komponen elektronika pertama yang mengantarkan dunia
ektronika kuno menuju elektronika modern. Umumnya transistor berfungsi sebagai
saklar dan komponen penguat tegangan atau arus listrik. Ada dua jenis transistor yang
umumnya digunakan pada rangkaian listrik seperti BJT ( Bipolar Junction Transistor)
Universitas Sumatera Utara
yang terdiri dari NPN (Negative Positive Negative) dan PNP (Positive Negative
Positive) serta FET (Field Effect Transistor) yang tersusun dari tiga buah terminal
yaitu Source (S), Gate (G), dan Drain (D).
Gambar 2.10Transistor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/fungsi-dan-cara-mengukur-transistor/,
2016)
2.4.7. Integrated Circuit (IC)
IC adalah sebuah komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor. IC
adalah sebuah chip yang didalamnya terdapat rangkaian yang terdiri dari beberapa
komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor.IC memiliki beberapa jenis
dan guna yang berbeda-beda sesuai dengan kode yang tertera pada komponen
tersebut.
Gambar 2.11Integrated Circuit.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-ic-integratedcircuit/, 2016)
Universitas Sumatera Utara
2.4.8. Induktor
Induktor adalah komponen elektronika pasif yang sering dijumpai pada rangkaian
elektronika seperti televisi dan radio. Komponen yang satu ini sangat erat
hubungannya dengan frekwensi. Nama lain dari induktor adalah kumparan atau coil.
Komponen induktor tersusun atas susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah
kumparan. Prinsip kerja dari komponen induktor ini akan menimbulkan medan
magnet ketika dialiri arus listrik. Medan magnet yang ada pada kumparan mampu
menyimpan energi listrik untuk sementara waktu.
Gambar 2.12Induktor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-induktor/, 2016)
2.4.9. Aktuator
Aktuator terdiri atas beberapa jenis seperti aktuator tenaga hidrolik, aktuator tenaga
pneumatic, dan aktuator tenaga elektrik yang juga memeliki beberapa jenis seperti
Motor DC, Motor Servo, dan Motor Kontinu.
2.4.9.1. Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor elektrik yang bekerja pada arus searah. Motor jenis
ini sering digunakan pada robot bergerak, karena tipe motor yang dapat di sesuaikan
dengan kebutuhan pada robot. Dengan tambahan gear motor tersebut dapat
menghailkan kecepatan tinggi dan torsi yang kuat (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13Motor DC.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
2.4.9.2. Geared Motor DC
Geared Motor Dc merupakan pengembangan dari DC Motor. Motor ini dilengkapi
dengan gear tambahan guna meningkatkan torsi ataupun keceatan pada motor
Gambar 2.14Geared Motor DC.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
2.4.9.3.Motor Servo
Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang meiliki rangkaian control elekronik
dan internal gear untuk mengendalikan gerakan dengan sudut angularnya. Motor
servo memiliki rate putaran yang lambat namun memiliki putaran torsi yang kuat.
Motor servo dapat berputar pada sudut tertentu dan penggerak rotornya dapat
dikendalikan hanya dengan mengatur duty cycle sinyal PWM ( Pulse Width
Modulation) pada bagian pin kontrolnya. Motor servo terdiri dari dua jenis yaitu
motor servo standar 180º yang dapat berputar sebesar 180º dengan defleksi masing
masing 90º serta motor servo kontinu yang tidak memiliki batas defleksi sudut putar,
sehingga dapat berputar 360º (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Gambar 2.15Aktuator (motor dc dan motor servo).
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
2.5.
Android
Android adalah sistem operasi berbasis linux yang dimodifikasi untuk perangkat
bergerak (mobile devices) yang terdiri dari system operasi middleware, dan aplikasiaplikasi utama. Awalnya android dikembangkan oleh Android Inc. Perusahaan ini
kemudian dibeli oleh google pada tahun 2005. Sistem operasi android kemudian
diluncurkan bersamaan dengan dibentuknya organisasi Open Handset Alliance pada
tahun 2007. Selain google beberapa perusahaan besar juga ikut serta dalam Open
Handset Alliance, antara lain Motorola, Samsung, LG, Sony Ericsson, T-Mobile,
Vodafone, Thosiba, dan Intel (Juhara, Z.P. 2016).
Universitas Sumatera Utara
2.5.1. Arsitektur Android
Sistem operasi Android dapat digambarkan sebagai tumpukan dari beberapa lapisan,
dimana tiap lapisan terdiri dari sekelompok program, yang di dalamnya terdapat
sistem operasi, middleware, dan aplikasi. Setiap lapisan memiliki fungsi yang
berbeda. Berikut ini penjelasan dari tiap lapisan.
1.
Linux kernel yang merupakan Lapisan paling bawah. Lapisan inilah yang
terhubung langsung dengan perangkat keras dan menjadi penghubung antara
perangkat keras tersebut dengan lapisan-lapisan diatasnya. Di dalamnya terdapat
seluruh driver dari perangkat keras yang terdapat pada smartphone. Android
menggunakan Linux kernel untuk mengatur fungsi-fungsi utamanya, seperti
manajemen memori, manajemen proses, jaringan, pengaturan kemanan, dan lainlain.
2.
Libraries yang memungkinkan perangkat untuk menangani berbagai jenis data.
Lapisan ini ditulis dengan bahasa pemrograman C/C++ dan dikhususkan untuk
perangkat keras tertentu. Dimana fitur-fitur Android berada. Layer ini meliputi
berbagai library C/C++ inti seperti Libc, SSL dan Libraries.
3.
Android Runtimeterdiri dari core libraries yang berfungsi untuk menterjemahkan
bahasa java/c yang digunakan pada pemrograman aplikasi android dan dalvik
virtual machine yang digunakan pada system operasi Android. Berbeda dengan
Java Virtual Machine, Dalvik Virtual Machine tidak menjalankan file .class,
malainkan file .dex. File .dex dibentuk dari file .class pada saat proses kompilasi.
4.
Application frameworks yang merupakan lapisan dimana para pembuat aplikasi
dapat melakukan pengembangan/pembuatan aplikasi yang dijalankan pada sistem
operasi Android. Android mengizinkan pengembang untuk mengakses perangkat
keras, mengakses informasi resources, menjalankan service background,
mengatur alarm, menambahkan status notifikasi, dan berbagai macam bentuk
pengembangan lainnya.
5.
Applications and Widgets adalah lapisan paling atas, dimana pengguna dapat
menggunakan aplikasi-aplikasi utama, seperti email, sms, kalender, peta,
browser, kontak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Basic 4 Android
Saat ini sudah banyak sekali perangkat lunak yang dapat digunakan sebagai sarana
pengembangan aplikasi android dan salah satunya adalah Basic 4 android. Pada Basic
4 Android, pengembangan perangkat lunak untuk sistem opersi android lebih mudah
karena tidak dibutuhkan lagi penulisan xml. Penulisan program menggunakan bahasa
pemrograman visual basic dan dilengkapi dengan pendukung objek. Basic 4 android
dilengkapi library yang terdiri dari SQL databases, GPS, Serial ports (Bluetooth),
Camera, XML parsing, Web services (HTTP), Services (background tasks), JSON,
Animations, Network (TCP and UDP), Text To Speech (TTS), Voice Recognition,
WebView, AdMob (ads), Charts, OpenGL, Graphics.
Gambar 2.16 Aplikasi Basic for android.
2.6.
Bluetooth
2.6.1. Teknologi Bluetooth Eksternal
Bluetooth
adalah
spesifikasi
industri
untuk
jaringan
kawasan
pribadi
(personal area networks atau PAN) tanpa kabel. Bluetooth berfungsi menghubungkan
perangkat dan dapat dipakai untuk melakukan tukar-menukar informasi diantara
perangkat-perangkat tersebut. Bluetooth dikembangkan dan didistribusikan oleh
kelompok Bluetooth Special Interest Group.Bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi
2,4
Ghz
dengan
menggunakan
sebuah
frequency
hopping
Universitas Sumatera Utara
traceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suarasecara real
time antara host-host bluetooth dengan jarak terbatas.
Pada awalnya teknologi bluetooth dipakai di handphone, lalu berkembang
keperangkat laptop, pc. Dikarenakan meningkatnya kebutuhan,jenis perangkat ini
semakin meningkat dan terciptalah sebuah bluetooth eksternal yang dapat digunakan
secara instan pada laptop, pc dan rangkaian elektronik.Module Bluetooth yang
digunakan pada rangkaian elektronik adalah sebuah alat yang dapat digunakan
sebagai koneksi antar perangkat.
2.6.2. Modul Bluetooth HC-06
Bluetooth Module HC-06adalah modul rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai
sistem komunikasi tanpa kabel (wireless) sebagai penerima sinyal frekuensi (dengan
default koneksi hanya sebagai SLAVE). Bluetooth Module HC-06merupakan module
komunikasi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz.Interface yang digunakan pada module
Bluetooth HC-06 adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND.
Spesipikasi Bluetooth module HC-06 adalah sebagai berikut:
1. Low supply voltage 3.3V.
2. Modul memiliki 2 mode kerja (pemilihan mode kerja Bluetooth dapat dengan
mengubah status pin 34 – KEY). Status ini dirubah menggunakan at command.
3. Baudrate, dapat diatur sesuai dengan kebutuhan user. Baudrate default adalah
9600.
Arus yang terjadi saat kondisi pairing adalah sebesar 20-30mA. Sedangkan untuk
berkomunikasi membutuhkan arus sebesar 8mA.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17 Bluetooth Module HC-06.
(Sumber: http://www.geraicerdas.com/mikrokontroler/module/bluetoothmodule-hc-06-detail/, 2014)
2.7. Module Stepdown LM 2596
Modul stepdown lm2596 adalah modul yang memiliki IC LM2596 sebagai komponen
utamanya. IC LM2596 adalah sirkuit terpadu / integrated circuit yang berfungsi
sebagai Step-Down DC converter dengan current rating 3A. Terdapat beberapa varian
dari IC seri ini yang dapat dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu
versi adjustable yang tegangan keluarannya dapat diatur, dan versi fixed voltage
output yang tegangan keluarannya sudah tetap / fixed.
Gambar 2.18 Module Stepdown LM2596.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/braling/penurun-tegangan-dc-dc-3-40v-to15-35vdc-lm2596/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
Cara kerja IC LM 2596 dapat digambarkn pada blok diagram pada gambar 2.19.
Gambar 2.19 Blok diagram ICLM2596.
(Sumber: https://www.alldatasheet.com/, 2016)
2.8. Module Driver Motor L298
Modul Driver Motor L298 adalah modul elektronik yang didalamnya terdapat
komponen IC L298. IC L298 adalah sebuah IC H-bridge yang mampu mengendalikan
beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper. IC L298
mempunyai 2 buah H-bridge di dalamnya sehingga bisa mengendalikan kecepatan
dan arah yang dihasilkan oleh 2 buah motor DC dengan arus 2 Amps setiap H-bridge
nya. Kedua H-bridge di dalam IC ini bisa di parallel untuk meningkatkan kemampuan
menopang arus mencapai 4 Amps. Dalam penggunaannya IC L298 biasanya
dipasangi heat sink untuk mecegah terjadinya over temperature.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 Module Driver Motor L298.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/centralrobot/l298-motor-drivermodule/, 2014)
Cara kerja IC L298 dapat digambarkn pada blok diagram pada gambar 2.21.
Gambar 2.21 Blok diagram ICL298.
(Sumber: https://www.alldatasheet.com/, 2016)
Universitas Sumatera Utara
2.9. Module Sensor Ultrasonic HC-SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonik.
Prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonik. Gelombang ultrasonik
dipancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu
pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor ini memiliki
jangkauan deteksi 2 cm hingga kisaran 400-500 cm. sensor membutuhkan tegangan
5v DC dan sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat.
Gambar 2.22 sensor HC-SR04.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/bustan/hc-sr04-ultrasonic-sensor-forarduino?src=topads/, 2014)
2.9.1. Cara Kerja Sensor Ultrasonic HC-SR 04
Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang
disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan
menghasilkan gelombang ultrasonik yang umumnya berfrekuensi 40kHz. ketika
sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan
menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah
gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali
gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor,
kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu
gelombang pantul diterima.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.23 cara kerja sensor HC-SR04.
2.10. (SStruktur Kondisi If dan Else
Conditional statement adalah suatu statement yang dipergunakan untuk menyeleksi
suatu kondisi/syarat dan akan mengerjakan suatu operasi tergantung dari nila
kondisinya. Conditional statement merupakan ekspresi yang akan di evaluasi. Jika
kondisi ini true, statement akan dieksekusi. Jika false, statement akan diabaikan (tidak
dieksekusi) dan program berlanjut ke instruksi berikutnya setelah struktur conditional.
Pernyataan if-else mempunyai pengertian, Jika kondisi bernilai benar, maka perintah1 akan dikerjakan dan jika tidak memenuhi syarat maka akan mengerjakan perintah-2.
Penerapan strukur kondisi If dan Else dapat dilihat pada gambar 2.24
Gambar 2.24 Struktur Kondisi If dan Else.
015/05/sensor-ultrsonik.html/, 201
Universitas Sumatera Utara
LANDASAN TEORI
2.1
Robotika
2.1.1. Sejarah Robot
Kata robot berasal dari bahasa Ceko yaitu robota, yang berarti pekerja. Menurut arti
Bahasa, robot adalah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik
menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program yang
telah didefenisikan terlebih dahulu. Robot diperkenalkan pertama kali oleh Wright
Karl Capek pada tahun 1920 melalui sandiwara komedi yang berjudul RUR
(Rossum’s Universal Robots). Dalam sandiwara ini, diceritakan seorang tokoh ilmu
pengetahuan bernama Rossum yang menciptakan bahan tiruan daging dan tulang
melalui proses biologi dan elaktronik (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Pada tahun 1941, penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov memperkenalkan istilah
robotics dalam teknologi robot. Robotics diterima sebagai istilah atau kata untuk
mendeskripsikan semua kemajuan teknologi yang berhubungan dengan robot. Pada
tahun 1956, Georde Devil Joseph Engelberger membentuk perusahaan robot untuk
pertama kalinya. Beberapa tahun berikutnya tepatnya pada tahun 1961, general motor
pertama kali menggunakan robot untuk pabrik otomotifnya. Robot industri kemudian
berkembang pesat dan mulai banyak digunakan pada tahun 1980 oleh perusahaan
selain otomotif. Pada tahun inilah perkembangan elektronik dan komputer telah
melahirkan robot modern (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2. Peran Robot Bagi Kehidupan Manusia
Dalam kehidupan manusia masa kini robot sudah banyak diaplikasikan dalam
berbagai bidang. Secara umum robot berfungsi sebagai alat bantu manusia dalam
menyelesaikan tugas yang terkadang sulit untuk diselesaikan karena membutuhkan
konsentrasi dan resiko kecelakaan yang cukup besar. Bahkan ada juga robot bermain
yang diciptakan hanya untuk menemani manusia dalam aktifitasnya sehari-hari.
Dengan adanya robot tersebut manusia dapat terhibur ketika merasakan sedih,
kesepian bahkan kejenuhan yang timbul disela-sela aktifitas yang padat.
Bentuk robot sangat bervariasi disesuaikan dengan kegunaanya masingmasing. Ada yang berbentuk seperti manusia, hewan, kendaraan dan sebagainya.
Sebuah robot tidak perlu meniru semua tingkah laku manusia namun cukup dengan
mengadopsi dua atau tiga system yang ada pada diri manusia seperti pendengaran,
penglihatan, dan gerakan.
Dalam dunia industri, robot telah mengambil peran penting dalam menggantikan
tugas manusia dalam beberapa bidang seperti industri perakitan mobil, elektronik dan
industri pengemasan. Robot dalam dunia industri memberi banyak manfaat seperti
mempercepat proses produksi serta kualitas produk yang dihasilkan lebih terjamin.
Lain halnya dalam dunia medis, robot mengambil peran penting dalam membantu
tenaga medis dalam melakukan tindakan operasi bedah misalnya bedah jantung,
kanker dan operasi mata. Namun dalam dunia medis robot masih jarang dibiarkan
untuk melakukan operasi secara otomatis atau tanpa dikendalikan oleh dokter. Dalam
dunia antariksa robot telah digunakan untuk meneliti kehidupan di luar angkasa
seperti robot Phoenix Lander yang diluncurkan pada tahun 2007 dalam misi penelitian
di planet mars.
2.1.3. Jenis-jenis Robot
Secara umum, robot memiliki dua jenis yaitu robot terkontrol (controlled robot) yang
dikendalikan oleh remote control dan robot automatis (autonomous robot) yang
mampu mengambil keputusan sendiri. Tidak semua robot memiliki bentuk seperti
manusia (robot humanoid) yang mempunyai tangan, kaki dan kepala. Ada beberapa
robot yang hanya mempunyai tangan (robot manipulator), robot beroda (mobile
Universitas Sumatera Utara
robot), robot yang dapat terbang (flying robot), dan robot yang menyerupai binatang
(robot animalia). Berbagai macam robot tersebut diciptakan sesuai dengan kebutuhan
atau bertugas menyelesaikan pekerjaan yang lebih spesifik (Winarno & Arifianto, D.
2011).
2.2.
Biopori
2.2.1. Gambaran Umum Biopori
Kota Medan adalah salah satu kota besar di Indonesia yang merupakan ibukota dari
provinsi Sumatra Utara. Berdasarkan survei Badan Pusat Statistik pada tahun 2014
tentang presentase keberadaan area resapan air, sumatra utara hanya memiliki 0,32 %
sumur resapan dan 0,14 % lubang resapan biopori. Jumlah tersebut masih sangat
sedikit bila dibandingkan dengan provinsi lainnya seperti DKI Jakarta, Jawa Timur,
Jawa Barat, bahkan Aceh. Tingginya pembangunan gedung perkantoran, tempat
tinggal dan fasilitas kota lainnya merupakan faktor menyebabkan semakin sedikitnya
lahan resapan air. Penggunaan air tanah yang berlebihan juga menyebabkan
penurunan permukaan tanah serta berbagai bencana sepert banjir dan tanah longsor.
Saat ini sudah banyak sekali kota-kota besar di Indonesia yang menerapkan
teknologi lubang resapan biopori pada daerahnya. Lubang Resapan Biopori adalah
lubang berdiameter 10 sampai 30 cm dengan panjang 80 sampai 100 cm dan ditutupi
sampah organik yang berfungsi untuk meresap air yang mengalir di sekitarnya
sehingga mengurangi genangan air yang ada di permukaan tanah. Teknologi Lubang
Resapan Biopori pertama kali ditemukan oleh Ir. Kamir R. Brata M. Sc. yang
merupakan seorang staf pengajar perguruan tinggi negeri di Bogor.
Sebuah lubang resapan biopori biopori yang berdiameter 10 cm dengan kedalaman 1
meter mampu meningkatkan daya resap tanah sebanyak 3140 cm² atau hampir 1/3 M²
dengan kata lain permukaan tanah yang awalnya hanya mempunyai bidang resapan
sebanyak 78,5 cm² bisa ditingatkan menjadi 3218 cm² hanya dengan sebua lubang
resapan biopori. Sampah organik yang terdapat di dalam lubang akan diurai oleh
organisme-organisme tanah menjadi kompos yang bermanfaat sebagai pupuk bagi
tanaman disekitarnya. Dengan adanya lubang resapan biopori, air yang diresap
Universitas Sumatera Utara
akan menjadi cadangan air bawah tanah yang mengaliri saluran air yang dihasilkan
oleh organisme-organisme tanah sehingga tanah menjadi subur.
Jumlah LRB = Intensitas Hujan (mm/jam) x Luas Bidang
Kedap (m²) / Laju Peresapan Air Per Lubang (liter/jam)
Lubang resapan biopori biasanya ditempatkan disekitar pohon, taman dan
saluran resapan air hujan, oleh karenanya penempatan lubang biopori haruslah diatur
sedemikian rupa dan disesuaikan dengan landscape yang ada. Idealnya lubang resapan
biopori ditempatkan di daerah yang sering tergenang air sehingga air dapat langsung
mengalir kedalamnya. Namun dalam kasus tertentu, lubang resapan biopori
ditempatkan di daerah yang cukup luas sehingga membutuhkan cukup banyak lubang
resapan. Kasus tersebut sering kita temukan pada lapangan olahraga, area parkir,
taman serta tempat berukuran luas lainya. Untuk memaksimalkan fungsi utama lubang
resapan biopoti, idealnya jumlah lubang resapan disesuaikan dengan intensitas hujan
serta luas area penempatannya.
Gambar 2.1 Sketsa Penampang Lubang Resapan Biopori.
(Sumber:http://poskota.co/nasional/daerah/satu-juta-biopori-dibuat-di-kotamalang/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Manfaat Biopori
Tidak hanya mengatasi genangan air, biopori juga memiliki banyak manfaat. Manfaat
lain dari biopori adalah sebagai berikut :
1.
Memaksimalkan air yang diresap ke dalam tanah sehingga menambah cadangan
air tanah.
2.
Membuat kompos alami dari sampah organik.
3.
Mengurangi genangan air yang menimbulkan penyakit.
4.
Mengurangi air hujan yang dibuang percuma ke laut.
5.
Mengurangi resiko banjir di musim hujan.
6.
Memaksimalkan aktivitas setra manfaat dari flora dan fauna tanah.
7.
Mencegah terjadinya erosi tanah dan bencana tanah longsor.
8.
Memperbaiki kondisi ekosistem tanah yang dapat menghidupi keanekaragaman
hayati di dalam tanah (biodiversitas tanah).
9.
Mengurangi dampak emisi gas CO2 akibat pembakaran sampah organik.
10. Sebagai tempat pengolahan sampah organik.
11. Meningkatkan kualitas tanah.
2.3.
Arduino
Arduino adalah nama keluarga papan mikrokontroller yang awalnya dibuat oleh
perusahaan smart projects. Salah satu tokoh penciptanya adalah Massimo Banzi.
Papan ini merupakan perangkat keras yang bersifat open source sehingga dapat
dikembangkan oleh siapa saja. Arduino dibuat dengan tujuan untuk memudahkan
eksperimen atau perwujudan berbagai peralatan yang berbasis mikrokontroller seperti
pemantauan ketinggian air di waduk, pelacak lokasi mobil, penyiram tanaman secara
otomatis, akses pintu ruang otomatis dan pendeteksi keberadaan orang untuk
pengambilan keputusan (Kadir, A. 2015).
Berbagai jenis kartu Arduino tersedia, antara lain Arduino Uno, Arduino
Diecimila, Arduino Duemilanove, Arduino Leonardo, Arduino Mega, dan Arduino
Nano. Walaupun ada berbagai jenis kartu arduino, secara prinsip pemrograman yang
Universitas Sumatera Utara
diperlukan sama. Hal yang membedakan adalah kelengkapan fasilitas dari pin-pin
yang perlu dipergunakan (Kadir, A. 2015).
2.3.1. Arduino Uno
Arduino Uno memiliki ukuran sebesar kartu kredit. Walaupun berukuran kecil seperti
itu, papan itu mengandung mikrokontroller dan sejumlah input/output (I/O) yang
memudahkan pemakai untuk menciptakan berbagai proyek elektronika yang
dikhususkan untuk menangani tujuan tertentu (Kadir, A. 2015).
Arduino Uno dilengkapi dengan static-random access memory (SRAM)
berukuran 2 kb untuk memegang data, flash memory berukuran 32 kb, dan erasable
programmable read only memory (EEPROM). SRAM digunakan untuk menampung
data atau hasil pemrosesan data selama arduino menerima pasokan catu daya. Flash
memory untuk menaruh program yang telah anda buat. EEPROM digunakan untuk
menaruh program bawaan dari Arduino Uno dan sebagian lagi dapat dimanfaatkan
untuk menaruh data milik anda secara permanen (Kadir, A. 2015).
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler
ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai
output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB,
sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset.
Arduino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah
mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB
atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat
membuatnya bekerja. Arduino Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram
sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port
USB (Simanjuntak, M.G. 2013).
Gambar 2.2 Board Arduino UNO (Simanjuntak, M.G. 2013).
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi papa microcontroller Arduino Uno dapat dilihat pada table 1.1.
Tabel 2.1 Spesifikasi Papan Microcontroller Arduino Uno.
Spesifikasi
keterangan
Mikrokontroler
ATmega328
Tegangan Operasi
5V
Tegangan Input (recommended)
7 - 12 V
Tegangan Input (limit)
6-20 V
Pin digital I/O
14 (6 diantaranya pin PWM)
Pin Analog input
6
Arus DC per pin I/O
40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V
150 mA
Flash Memory
32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk
bootloader
SRAM
2 KB
EEPROM
1 KB
Kecepatan
16 Mhz
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Simanjuntak,
M.G. 2013).
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development
environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke
memori program arduino board (Simanjuntak, M.G. 2013).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Diagram Blok Arduino Board (Simanjuntak, M.G. 2013).
Blok-blok pada gambar 2.3 dijelaskan sebagai berikut :
1.
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka
yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan
RS-485.
2.
2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),
digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
3.
32KB flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk flash memory juga
menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisialisasi yang
dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan.
4.
1KB EEPROM bersifat non-volatile.
5.
Piranti input/output, piranti untuk menerima data (input) digital atau analog,
dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.
2.3.2. Arduino IDE
Arduino Integrated Development Environment (Arduino IDE) merupakan perangkat
lunak yang digunakan untuk proses pengembangan aplikasi mikrokontroller meliputi
proses penulisan source program, kompilasi, upload hasil kompilasi, dan uji coba
secara terminal serial. Arduino IDE dapat di jalankan dalam berbagi sistem operasi
yang
berbeda
seperti
windows,
linux
maupun
MAC
OS.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Arduino IDE.
2.4. Komponen Elektronika
Dalam Sebuah robot terdapat beberapa rangkaian elektronik yang saling terintegrasi
satu sama lain. Rangkaian elektronik tersebut terdiri dari komponen-komponen yang
saling terhubung dan memiliki jenis dan fungsinya masing-masing. Berikut adalah
beberapa komponen yang umumnya digunakan dalam membuat sebuah robot.
2.4.1. Power Supply
Power supply atau catu daya merupakan sebuah komponen yang berfungsi
menghasilkan energi listrik. Power supply terdiri atas dua jenis yaitu power supply
dengan sumber arus searah dan power supply dengan sumber arus bolak-balik. Power
supply yang akan digunakan pada prototype robot biopori adalah baterai yang
merupakan jenis power supply searah disesuaikan dengan jenis robot biopori yang
tergolong robot bergerak (mobile).
Gambar 2.5Baterai.
(Sumber:http://www.kelasrobot.com/2014/12/mengenal-macam-macam-jenisbaterai.html/, 2014).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2. Resistor
Resistor merupakan komponen hambatan yang paling banyak ditemukan dalam setiap
rangkaian listrik. Resistor memiliki banyak jenis, umumnya nilai resistansi resistor
ditunjukan menggunakan kode gelang-gelang warna yang melingkar pada resistor.
Gambar 2.6Resistor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-fungsi-dan-macam-macamresistor/, 2016)
2.4.3. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik untuk
sementara. Nilai kapasitor dinyatakan dalam Farad (F), mili Farad (mF), micro Farad
(µF), nano Farad (nF), dan piko Farad (pf). Kapasitor memiliki jenis yang beragam
seperti kapasitor keramik, polyster dan elektrolit.
Gambar 2.7Capasitor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-elco-elektrolitcondensator/, 2016).
Universitas Sumatera Utara
2.4.4. LED (Light Emitting Diode)
Led merupakan komponen yang masih termasuk dalam komponen jenis dioda yang
dapat memancarkan cahaya. Led biasanya digunakan sebagai indicator dan sumber
cahaya pada sebuah rangkaian elektronik. Led memiliki beberapa jenis ukuran, yaitu
3mm, 5mm, 10 mm.
Gambar 2.8LED (Light EmittingDiode).
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-dioda/, 2016)
2.4.5. Dioda
Dioda merupakan jenis komponen aktif yang berfungsi sebagai penyearah. Dioda
disusun menggunakan semi konduktor jenis silicon dan germanium. Dioda memiliki
jenis yang beragam diantaranya seperti dioda penyearah, dioda Zener.
Gambar 2.9Diode.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-dioda/, 2016)
2.4.6. Transistor
Transistor merupakan komponen elektronika pertama yang mengantarkan dunia
ektronika kuno menuju elektronika modern. Umumnya transistor berfungsi sebagai
saklar dan komponen penguat tegangan atau arus listrik. Ada dua jenis transistor yang
umumnya digunakan pada rangkaian listrik seperti BJT ( Bipolar Junction Transistor)
Universitas Sumatera Utara
yang terdiri dari NPN (Negative Positive Negative) dan PNP (Positive Negative
Positive) serta FET (Field Effect Transistor) yang tersusun dari tiga buah terminal
yaitu Source (S), Gate (G), dan Drain (D).
Gambar 2.10Transistor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/fungsi-dan-cara-mengukur-transistor/,
2016)
2.4.7. Integrated Circuit (IC)
IC adalah sebuah komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor. IC
adalah sebuah chip yang didalamnya terdapat rangkaian yang terdiri dari beberapa
komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor.IC memiliki beberapa jenis
dan guna yang berbeda-beda sesuai dengan kode yang tertera pada komponen
tersebut.
Gambar 2.11Integrated Circuit.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/pengertian-dan-fungsi-ic-integratedcircuit/, 2016)
Universitas Sumatera Utara
2.4.8. Induktor
Induktor adalah komponen elektronika pasif yang sering dijumpai pada rangkaian
elektronika seperti televisi dan radio. Komponen yang satu ini sangat erat
hubungannya dengan frekwensi. Nama lain dari induktor adalah kumparan atau coil.
Komponen induktor tersusun atas susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah
kumparan. Prinsip kerja dari komponen induktor ini akan menimbulkan medan
magnet ketika dialiri arus listrik. Medan magnet yang ada pada kumparan mampu
menyimpan energi listrik untuk sementara waktu.
Gambar 2.12Induktor.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-induktor/, 2016)
2.4.9. Aktuator
Aktuator terdiri atas beberapa jenis seperti aktuator tenaga hidrolik, aktuator tenaga
pneumatic, dan aktuator tenaga elektrik yang juga memeliki beberapa jenis seperti
Motor DC, Motor Servo, dan Motor Kontinu.
2.4.9.1. Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor elektrik yang bekerja pada arus searah. Motor jenis
ini sering digunakan pada robot bergerak, karena tipe motor yang dapat di sesuaikan
dengan kebutuhan pada robot. Dengan tambahan gear motor tersebut dapat
menghailkan kecepatan tinggi dan torsi yang kuat (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13Motor DC.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
2.4.9.2. Geared Motor DC
Geared Motor Dc merupakan pengembangan dari DC Motor. Motor ini dilengkapi
dengan gear tambahan guna meningkatkan torsi ataupun keceatan pada motor
Gambar 2.14Geared Motor DC.
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
2.4.9.3.Motor Servo
Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang meiliki rangkaian control elekronik
dan internal gear untuk mengendalikan gerakan dengan sudut angularnya. Motor
servo memiliki rate putaran yang lambat namun memiliki putaran torsi yang kuat.
Motor servo dapat berputar pada sudut tertentu dan penggerak rotornya dapat
dikendalikan hanya dengan mengatur duty cycle sinyal PWM ( Pulse Width
Modulation) pada bagian pin kontrolnya. Motor servo terdiri dari dua jenis yaitu
motor servo standar 180º yang dapat berputar sebesar 180º dengan defleksi masing
masing 90º serta motor servo kontinu yang tidak memiliki batas defleksi sudut putar,
sehingga dapat berputar 360º (Winarno & Arifianto, D. 2011).
Gambar 2.15Aktuator (motor dc dan motor servo).
(Sumber:http://belajarelektronika.net/jenis-jenis-motor/, 2014)
2.5.
Android
Android adalah sistem operasi berbasis linux yang dimodifikasi untuk perangkat
bergerak (mobile devices) yang terdiri dari system operasi middleware, dan aplikasiaplikasi utama. Awalnya android dikembangkan oleh Android Inc. Perusahaan ini
kemudian dibeli oleh google pada tahun 2005. Sistem operasi android kemudian
diluncurkan bersamaan dengan dibentuknya organisasi Open Handset Alliance pada
tahun 2007. Selain google beberapa perusahaan besar juga ikut serta dalam Open
Handset Alliance, antara lain Motorola, Samsung, LG, Sony Ericsson, T-Mobile,
Vodafone, Thosiba, dan Intel (Juhara, Z.P. 2016).
Universitas Sumatera Utara
2.5.1. Arsitektur Android
Sistem operasi Android dapat digambarkan sebagai tumpukan dari beberapa lapisan,
dimana tiap lapisan terdiri dari sekelompok program, yang di dalamnya terdapat
sistem operasi, middleware, dan aplikasi. Setiap lapisan memiliki fungsi yang
berbeda. Berikut ini penjelasan dari tiap lapisan.
1.
Linux kernel yang merupakan Lapisan paling bawah. Lapisan inilah yang
terhubung langsung dengan perangkat keras dan menjadi penghubung antara
perangkat keras tersebut dengan lapisan-lapisan diatasnya. Di dalamnya terdapat
seluruh driver dari perangkat keras yang terdapat pada smartphone. Android
menggunakan Linux kernel untuk mengatur fungsi-fungsi utamanya, seperti
manajemen memori, manajemen proses, jaringan, pengaturan kemanan, dan lainlain.
2.
Libraries yang memungkinkan perangkat untuk menangani berbagai jenis data.
Lapisan ini ditulis dengan bahasa pemrograman C/C++ dan dikhususkan untuk
perangkat keras tertentu. Dimana fitur-fitur Android berada. Layer ini meliputi
berbagai library C/C++ inti seperti Libc, SSL dan Libraries.
3.
Android Runtimeterdiri dari core libraries yang berfungsi untuk menterjemahkan
bahasa java/c yang digunakan pada pemrograman aplikasi android dan dalvik
virtual machine yang digunakan pada system operasi Android. Berbeda dengan
Java Virtual Machine, Dalvik Virtual Machine tidak menjalankan file .class,
malainkan file .dex. File .dex dibentuk dari file .class pada saat proses kompilasi.
4.
Application frameworks yang merupakan lapisan dimana para pembuat aplikasi
dapat melakukan pengembangan/pembuatan aplikasi yang dijalankan pada sistem
operasi Android. Android mengizinkan pengembang untuk mengakses perangkat
keras, mengakses informasi resources, menjalankan service background,
mengatur alarm, menambahkan status notifikasi, dan berbagai macam bentuk
pengembangan lainnya.
5.
Applications and Widgets adalah lapisan paling atas, dimana pengguna dapat
menggunakan aplikasi-aplikasi utama, seperti email, sms, kalender, peta,
browser, kontak, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Basic 4 Android
Saat ini sudah banyak sekali perangkat lunak yang dapat digunakan sebagai sarana
pengembangan aplikasi android dan salah satunya adalah Basic 4 android. Pada Basic
4 Android, pengembangan perangkat lunak untuk sistem opersi android lebih mudah
karena tidak dibutuhkan lagi penulisan xml. Penulisan program menggunakan bahasa
pemrograman visual basic dan dilengkapi dengan pendukung objek. Basic 4 android
dilengkapi library yang terdiri dari SQL databases, GPS, Serial ports (Bluetooth),
Camera, XML parsing, Web services (HTTP), Services (background tasks), JSON,
Animations, Network (TCP and UDP), Text To Speech (TTS), Voice Recognition,
WebView, AdMob (ads), Charts, OpenGL, Graphics.
Gambar 2.16 Aplikasi Basic for android.
2.6.
Bluetooth
2.6.1. Teknologi Bluetooth Eksternal
Bluetooth
adalah
spesifikasi
industri
untuk
jaringan
kawasan
pribadi
(personal area networks atau PAN) tanpa kabel. Bluetooth berfungsi menghubungkan
perangkat dan dapat dipakai untuk melakukan tukar-menukar informasi diantara
perangkat-perangkat tersebut. Bluetooth dikembangkan dan didistribusikan oleh
kelompok Bluetooth Special Interest Group.Bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi
2,4
Ghz
dengan
menggunakan
sebuah
frequency
hopping
Universitas Sumatera Utara
traceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suarasecara real
time antara host-host bluetooth dengan jarak terbatas.
Pada awalnya teknologi bluetooth dipakai di handphone, lalu berkembang
keperangkat laptop, pc. Dikarenakan meningkatnya kebutuhan,jenis perangkat ini
semakin meningkat dan terciptalah sebuah bluetooth eksternal yang dapat digunakan
secara instan pada laptop, pc dan rangkaian elektronik.Module Bluetooth yang
digunakan pada rangkaian elektronik adalah sebuah alat yang dapat digunakan
sebagai koneksi antar perangkat.
2.6.2. Modul Bluetooth HC-06
Bluetooth Module HC-06adalah modul rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai
sistem komunikasi tanpa kabel (wireless) sebagai penerima sinyal frekuensi (dengan
default koneksi hanya sebagai SLAVE). Bluetooth Module HC-06merupakan module
komunikasi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz.Interface yang digunakan pada module
Bluetooth HC-06 adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND.
Spesipikasi Bluetooth module HC-06 adalah sebagai berikut:
1. Low supply voltage 3.3V.
2. Modul memiliki 2 mode kerja (pemilihan mode kerja Bluetooth dapat dengan
mengubah status pin 34 – KEY). Status ini dirubah menggunakan at command.
3. Baudrate, dapat diatur sesuai dengan kebutuhan user. Baudrate default adalah
9600.
Arus yang terjadi saat kondisi pairing adalah sebesar 20-30mA. Sedangkan untuk
berkomunikasi membutuhkan arus sebesar 8mA.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17 Bluetooth Module HC-06.
(Sumber: http://www.geraicerdas.com/mikrokontroler/module/bluetoothmodule-hc-06-detail/, 2014)
2.7. Module Stepdown LM 2596
Modul stepdown lm2596 adalah modul yang memiliki IC LM2596 sebagai komponen
utamanya. IC LM2596 adalah sirkuit terpadu / integrated circuit yang berfungsi
sebagai Step-Down DC converter dengan current rating 3A. Terdapat beberapa varian
dari IC seri ini yang dapat dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu
versi adjustable yang tegangan keluarannya dapat diatur, dan versi fixed voltage
output yang tegangan keluarannya sudah tetap / fixed.
Gambar 2.18 Module Stepdown LM2596.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/braling/penurun-tegangan-dc-dc-3-40v-to15-35vdc-lm2596/, 2014)
Universitas Sumatera Utara
Cara kerja IC LM 2596 dapat digambarkn pada blok diagram pada gambar 2.19.
Gambar 2.19 Blok diagram ICLM2596.
(Sumber: https://www.alldatasheet.com/, 2016)
2.8. Module Driver Motor L298
Modul Driver Motor L298 adalah modul elektronik yang didalamnya terdapat
komponen IC L298. IC L298 adalah sebuah IC H-bridge yang mampu mengendalikan
beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper. IC L298
mempunyai 2 buah H-bridge di dalamnya sehingga bisa mengendalikan kecepatan
dan arah yang dihasilkan oleh 2 buah motor DC dengan arus 2 Amps setiap H-bridge
nya. Kedua H-bridge di dalam IC ini bisa di parallel untuk meningkatkan kemampuan
menopang arus mencapai 4 Amps. Dalam penggunaannya IC L298 biasanya
dipasangi heat sink untuk mecegah terjadinya over temperature.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 Module Driver Motor L298.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/centralrobot/l298-motor-drivermodule/, 2014)
Cara kerja IC L298 dapat digambarkn pada blok diagram pada gambar 2.21.
Gambar 2.21 Blok diagram ICL298.
(Sumber: https://www.alldatasheet.com/, 2016)
Universitas Sumatera Utara
2.9. Module Sensor Ultrasonic HC-SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonik.
Prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonik. Gelombang ultrasonik
dipancarkan kemudian diterima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu
pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor ini memiliki
jangkauan deteksi 2 cm hingga kisaran 400-500 cm. sensor membutuhkan tegangan
5v DC dan sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat.
Gambar 2.22 sensor HC-SR04.
(Sumber: https://www.tokopedia.com/bustan/hc-sr04-ultrasonic-sensor-forarduino?src=topads/, 2014)
2.9.1. Cara Kerja Sensor Ultrasonic HC-SR 04
Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang
disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan
menghasilkan gelombang ultrasonik yang umumnya berfrekuensi 40kHz. ketika
sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan
menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah
gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali
gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor,
kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu
gelombang pantul diterima.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.23 cara kerja sensor HC-SR04.
2.10. (SStruktur Kondisi If dan Else
Conditional statement adalah suatu statement yang dipergunakan untuk menyeleksi
suatu kondisi/syarat dan akan mengerjakan suatu operasi tergantung dari nila
kondisinya. Conditional statement merupakan ekspresi yang akan di evaluasi. Jika
kondisi ini true, statement akan dieksekusi. Jika false, statement akan diabaikan (tidak
dieksekusi) dan program berlanjut ke instruksi berikutnya setelah struktur conditional.
Pernyataan if-else mempunyai pengertian, Jika kondisi bernilai benar, maka perintah1 akan dikerjakan dan jika tidak memenuhi syarat maka akan mengerjakan perintah-2.
Penerapan strukur kondisi If dan Else dapat dilihat pada gambar 2.24
Gambar 2.24 Struktur Kondisi If dan Else.
015/05/sensor-ultrsonik.html/, 201
Universitas Sumatera Utara