ROBOT PENGANTAR MAKANAN Kata Pengantar Maternal
ROBOT PENGANTAR MAKANAN
DI RUMAH SAKIT UMUM
OLEH :
NAMA
:
AL – ANSHAR
NIM
:
55201 11 201
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
STMIK ADHI GUNA PALU
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah Subahanawataala. atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah
dengan judul “Robot Line Follower Pengantar Makanan di Rumah Sakit”.
Penulisan Malakah ini didasarkan sebagai tugas tengah semester matakuliah
robotika, yang bertujuan untuk mengajari kepada mahasiswa bagaimana merancang sebuah
robot yang dapat dimanfaatkan dibidang / keperluan umum
Dengan keterbatasan pengetahuan yang ada, penulis tidak akan dapat meyelesaikan
tugas ini tanpa peran serta pihak lain. Oleh karena itu izinkan penulis untuk menyampaikan
ucapan terimakasih kepada orang tua tercinta yang telah banyak membantu baik dari segi
moril dan materil, dalam kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada
pihak-pihak yang terlibat didalamnya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan malakah ini masih jauh dari
sempurna, hal ini di sebabkan karena keterbatasan kemampuan dan waktu bagi penulis dalam
menyusun malakah ini. Oleh karena itu penulis dengan senang hati mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari pembaca guna kesempurnaan malakah ini.
Palu, 17 November 2014
Penulis
Al - Anshar
DAFTAR ISI
COVER MAKALAH.............................................................................................................I
KATA PENGANTAR...........................................................................................................II
DAFTAR ISI.......................................................................................................................III
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................................IV
DAFTAR TABEL.................................................................................................................V
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................1
1.1 Latar Belakang.........................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah....................................................................................................2
1.3 Batasan Masalah......................................................................................................3
1.4 Tujuan Peneliatian ...................................................................................................3
1.5 Mafaat Penelitian ....................................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................................4
2.1 Asal Muasal Robot...................................................................................................4
2.2 Pengenalan Robot....................................................................................................4
2.3 Definisi Robot........................................................................................................10
2.4 Dasar Teori.............................................................................................................10
2.5 Dasar Sistem Kontrol.............................................................................................12
2.6 Sistem Kontrol Robot.............................................................................................12
2.7 Line Follower Robot..............................................................................................21
2.8 Sensor Line Follower.............................................................................................22
2.9 Robot Pengikuti Garis............................................................................................23
2.10 Contoh Lintasan Robot ………………………………………………………......24
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN..................................................................25
3.1 Kesimpulan...................................................................................................25
3.2 Saran .............................................................................................................25
DAFTAR GAMBAR
1. Humanoid..........................................................................................................6
2. Aibo...................................................................................................................7
3. Robot Industri...................................................................................................8
4. Robot Mars Over...............................................................................................9
5. Robot Pengantar Makanan..............................................................................10
6. Struktur robot bergerak otonom tipikal...........................................................11
7. Blok Kontrol PID close loop...........................................................................15
8. Tanggapan sistem terhadap masukan fungsi langkah.....................................17
9. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol proporsional................................18
10. Tanggapan sistem terhadap aksi control Proporsional Derivative..............18
11. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol Proporsional Integral......................19
12. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol PID..................................................20
13. Pergerakan Robot Tanpa Kontrol PID............................................................21
14. Intensitas Cahaya Pantulan Sedikit.................................................................23
15. Intensitas Cahaya Pantulan Banyak................................................................23
16. Sensor Garis....................................................................................................24
17. Contoh Desain Lintasan..................................................................................24
DAFTAR TABEL
1. Tanggapan system Kontrol PID terhadap perubahan parameter.....................16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi telah membawa perubahan besar bagi kehidupan
manusia yang begitu pesat. Tujuan dari penggunaan robot sebagai alat bantu
untuk tugas rutinitas dalam ruangan menjadi mimpi manusia diawal
penciptaannya. Pada periode delapan dekade setelah manusia bermimpi pertama
kali tentang robot, sekarang sudah banyak diciptakan robot yang bisa
dipekerjakan dibeberapa tempat khusus seperti rumah, departement stores dan
rumah sakit (Ali meghdari et.al, 2004)
Penggunaan robot saat ini sudah mencakup seluruh sendi atau pekerjaan
manusia, Teknologi dan otomasi industry yang semakin pesat, canggih dan
modern mendorong manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya dengan cepat,
tepat dan efisien sehingga dikembangkan teknologi robot untuk membantu dan
mempermudah pekerjaan manusia di masa datang.
Banyak negara maju seperti: Amerika, Jerman, Inggris, Jepang, Perancis,
china berlomba-lomba untuk menciptakan robot-robot mutakhir dengan
keistimewaan-keistimewaan khusus. Tidak ketinggalan juga robot yang didesain
untuk membantu pekerjaan/aktifitas dirumah sakit, Sebuah robot dalam dunia
kesehatan/rumah sakit saat ini mampu didesain untuk memberikan berbagai
macam tindakan seperti robot pembedahan dan intervensional dalam tindakan
operasi, pengganti kekurangan atau melengkapi fungsi tubuh yang hilang,
penyembuhan dan rehabilitasi, terapi behavioral, pemenuhan kebutuhan
perseorangan dalam populasi khusus dan promosi kesehatan (Maja Mataric et
al,2008).
Robot perawat atau robot nurse adalah salah satu contoh robot yang
difungsikan dirumah sakit, robot yang awalnya diciptakan untuk membantu
manajemen asuhan keperawatan di nursing home, tetapi penulis belum pernah
mendengar robot pengantar makanan yang difungsikan untuk membantu
pekerjaan koki (tukang masak) dirumah sakit yang bertugas untuk mengantarkan
makanan kepada pasien setiap harinya keruangan-ruangan, adapun robot yang
dapat diikut sertakan dalam peran untuk membantu dan meringankan beban koki
dirumah sakit salah satunya adalah Robot line follower (robot pengikut garis)
merupakan suatu jenis robot bergerak (mobile robot) yang mempunyai misi
mendeteksi dan mengikuti suatu garis pandu.
Maka dari itu penulis mengambil sebuah judul makalah mengenai “Robot
Follower Pengantar Makanan Menggunakan PID Controler”, yang dapat
melakukan tugas dalam mengantarkan makanan kepada pasien secara tepat, cepat
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan diatas maka penulis akan
merumuskan masalah mengenai “Bagaimana sebuah System kontrol yang baik
pada Robot, agar dapat mengantarkan makanan keruangan pasien dirumah sakit
secara tepat dan cepat”
1.3 Batasan Masalah
Untuk memperkecil bahasan pada makalah ini maka penulis memberikan batasan
terhadap penulisan yang dibahas yaitu Robot Menggunakan system PID controller
dan Robot yang dibahas adalah robot Line follower (pengikut garis)
1.4 Tujuan
Tujuan dalam penulisan makalah ini, Untuk memahami prinsip kerja robot line
follower dan mengetahui manfaat dan peranan robot pada dunia kerja salah
satunya di rumah sakit.
1.5 Manfaat
Dapat memberikan pengetahuan dan menambah wawasan tentang manfaat sebuah
robot pada rumah sakit. Walaupun sampai saat ini belum ada implementasi nyata
dari robot line follower untuk RS. tetapi diharapkan kedepannya robot ini dapat
membantu pekerjaan manusia
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asal Muasal Robot
Istilah robot berasal dari kata robota yang berarti : pekerja sendiri dan dalam
bahasa Ceko (negara Eropa Timur) berarti kerja paksa, pertama sekali muncul
pada tahun 1920. Kata robot pertama kali diperkenalkan oleh seorang penulis dari
Ceko yang bernama Karel Capek pada tahun 1921. 13 Kata robot diperkenalkan
kepada masyarakat dalam permainannnya di drama pentas RUR (Rossum’s
Universal Robot), yang diterbitkan pada tahun 1920.[1]
2.2 Pengenalan Robot
robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik. baik
menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program
yang telah didefinisikan atau yang disebut dengan kecerdasan buatan (Artificial
Intelegent). Istilah robot yang biasa terdengar umumnya mengandung pengertian
suatu alat yang menyerupai manusia atau bahkan bertingkah laku seperti manusia,
namun struktur tubuhnya tidak seperti manusia malainkan terbuat dari bahan
logam. pada hakekatnya robot mengandung beberapa unsur-unsur pendukung
yaitu.[12]
a. Programable
b. Automatic (otomatis)
c. Manipulator (Perangkat Manipulasi)
d. Human like (Mempunyai kemiripan dengan manusia)
Dari unsur-unsur diatas jelaslah bahwa robot bukan hanya sekedar perkakas
biasa, namun merupakan mesin khusus yang dapat dikontrol oleh manusia lewat
suatu prosesor atau controler. terdapat dua definisi yang dapat diterima dikalangan
indutri mengenai robot, yaitu :
a. menurut RIA (Robotik Institute of Amerika) robot adalah "Manipulator yang
berfungsi jamak dan dapat diprogram ulang dan dirancang untuk mengangkut
materian, part, peralatan atau perangkat khusus melalui perubahan pergerakan
terprogram untuk melakukan tugas bervariasi.
b. robot merupakan peralatan yang melakukan fungsi-fungsi yang biasa
dilakukan oleh manusia, atau peralatan yang bekerja dengan kecerdasan
buatan yang mirip dengan keceradasan manusia.[12]
2.2.1 Jenis-Jenis Robot
1. Humanoid
Robot humanoid adalah robot yang termasuk dalam kategori robot berkaki yang
memiliki bentuk struktural menyerupai manusia. robot ini memiliki penampilan
keseluruhan yang didasarkan pada bentuk tubuh manusia, yaitu : memiliki dua
buah kaki, dua buah tangan, badan, dan kepala. [13] Adapun salah satu contoh
jenis robot Humanoid yang telah dikenal dikalangan luas yaitu robot Asimo.
Gambar 2.1 Asimo
(Sumber : http://world.honda.com/ASIMO/technology/
2011/specification/image/img_specification.jpg)
2. Animaloid
Animaloid robot adalah robot yang bentuknya menyerupai hewan, baik hewan
didaratan, perairan dan udara. salah satu contohnya adalah Aibo., AIBO seolaholah memiliki insting dan kemauan seperti layaknya seekor anjing. Apabila
‘merasa’ tidak senang, ia bisa ngambek, tidak mau mematuhi perintah si pemilik
atau operatornya (orang yang memainkannya).[14]
Gambar 2.2 Aibo
(Sumber : http://www.sony-aibo.com/wp-content/uploads/2013/01/Sony-AIBOERS-7M2-B1.jpg)
3. Robot industri
Robot industri merupakan robot yang digunakan untuk membantu pekerjaan
manusia dalam bidang industri. Robot ini memiliki konstruksi mirip seperti
lengan manusia. Pada saat itu, robot arm hanya terbatas pada sebuah mesin
dengan konstruksi lengan-lengan kaku yang terhubung secara seri yang dapat
bergerak memutar (rotasi) dan memanjang atau memendek (translasi atau
prismatik). Robot jenis ini berfungsi untuk melakukan pekerjaan berat yang
membutuhkan tingkat ketelitian tinggi dengan tujuan meningkatkan proses
produksi industri, seperti merakit mobil, memindahkan bahan yang berat, dan
sebagainya.[15] Adapun contoh robot industry jenis manipulator (tangan).
Gambar 2.3 Manipulator (lengan)
(Sumber : https://4.bp.blogspot.com/21ojr_BOj_E/UhMgex3M29I/AAAAAAAAAMw/wuOBD1eTHZo/s1600/Robot
++Manipulator.jpg)
4. Robot riset
Robot riset merupakan robot yang yang digunakan untuk membantu manusia
dalam melakukan sebuah riset, yang susah dilakuakan oleh manusia jadi
pekerjaan riset dapat berjalan lebih mudah. Contohnya adalah Robot Mars Rover
adalah robot yang digunakan oleh NASA America untuk mendarat di planet Mars,
yang digunakan untuk mencari tahu kandungan apa saja yang ada di tanah planet
mars, dan untuk mencari hal hal lain mengenai planet mars.[14]
Gambar 2.4 Robot Mars Rovers
(Sumber : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/
Sojourner_on_Mars_PIA01122.jpg
5. Robot Line follower
sebuah jenis robot yang termasuk kedalam kategori robot mobile yang di desain
untuk bekerja secara autonomous dan memiliki kemampuan dapat mendeteksi dan
bergerak mengikuti garis yang ada di permukaan. Sistem kendali yang digunakan
dirancang untuk bisa merasakan jalur garis yang ada dan melakukan manuver
gerakan agar tetap bisa mengikuti garis tersebut. [14] Salah satu contohnya yaitu
robot pengantar makanan direstoran yang berada di cina
Gambar 2.5 Pengantar makanan
(Sumber : http://www.dreamersradio.com/article/5502/unik-kita-bisa-dilayanioleh-robot-di-restoran-ini)
2.3 Definisi Robot
Definisi robot menurut Robot Institute Of America (1979) yaitu sebuah robot
adalah sesuatu yang dapat di program dan diprogram ulang, dengan memiliki
manipulator mekanik / pengerak yang didisain untuk memindahkan barang-
barang, komponen-komponen atau alat-alat khusus dengan berbagai program
yang fleksibel / mudah disesuaikan untuk melaksanakan berbagai macam tugas.
[16]
Pada dasarnya robot dibuat untuk membantu pekerjaan manusia.
2.4 Dasar Teori
Dasar sistem robot Pengikut Garis mengacu pada dasar sistem robot bergerak
otonom. Secara umum, struktur robot bergerak otonom yang tipikal digambarkan
dalam gambar dibawah ini. .[9]
Gambar 2.6 Struktur robot bergerak otonom tipikal[9]
Berdasarkan gambar 2.6, struktur robot adalah kalang tertutup melalui dunia luar
yang terdiri atas sensor, persepsi (perception), basis pengetahuan (knowledge
base) dan kendali (control), dan aktuasi (actuation). Komunikasi berfungsi untuk
berhubungan dengan robot lain atau untuk menerima tugas-tugas khusus dari
pusat kendali.[9]
Jenis Robot berdasarkan Kendalinya
1. Robot otomatis (automatic robot) dapat bergerak sendiri berdasarkan perintah
perintah yang telah dituliskan dalam program pengendalinya. Jenis robot ini
dilengkapi dengan sensor yang berfungsi sebagai masukan (input) yang dapat
memberikan data mengenai lingkungannya kepada prosesor.[16]
2. Robot teleoperasi (teleoperated robot) robot jenis ini bergerak berdasarkan
perintah-perintah yang dikirimkan secara manual, baik tanpa kabel/wireless
(remote control), atau dengan kabel(joystick).[16]
2.5 Dasar Sistem Kontrol
Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan
Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung
dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.[2]
1. Kontrol Proporsional
Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) • e maka u
= Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain
(penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler.
Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol
yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar
yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon
transien khususnya rise time dan settling time. [2]
2. Kontrol Integratif
Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t)=[integral
e(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan di atas,
G(s) dapat dinyatakan sebagai u=Kd.[delta e/delta t] Jika e(T) mendekati
konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan
dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini
semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon
steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon
transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem.
Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi
karena menambah orde system. [2]
3. Kontrol Derivatif
Sinyal kontrol yang dihasilkan oleh control D dapat dinyatakan sebagai
G(s)=s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini
dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat
digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error
yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error
sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang
menyebabkan kontroler Derivatif tidak dapat dipakai sendiri. [2]
2.6 Sistem kontrol Robot
Sistem kontrol adalah suatu proses pengaturan/pengendalian terhadap satu
atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga
atau dalam rangkuman harga (range) tertentu.[4]
Untuk mengendalikan pergerakan robot diperlukan suatu pengendali (controller)
agar pergerakan pada robot lebih halus . Pada pembahasan ini pengendali yang
digunakan adalah PID controller.[3]
Sistem kontrol akan diolah dan menjadi acuan nilai kecepatan dari roda kanan dan
roda kiri. Secara umum PID dirumuskan seperti dibawah ini.[17]
Rumus di atas dikenal dengan rumus PID untuk sistem analog. Sedangkan
untuk implementasi di mikrokontroller, harus di ubah ke PID diskrit. Formula
PID diskrit ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.[17]
PID controller merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem
instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut.
adapun kelebihan dari ketiga jenis PID ini sebagai berikut.
a. Kontroler Proporsional (P)
Kontrol Proporsional : berfungsi untuk mempercepat respon.[2]
b. Kontroler Integral (I)
Kontrol Integral : berfungsi untu menghilangkan error steady.[2]
c. Kontroler Derivatif (D)
Kontrol derivatif : berfungsi untuk memperbaiki sekaligus mempercepat
respon transsien.[2]
Pada gambar 2.7 dibawah dilihat diagram blok system kontrol PID yang
merupakan penggabungan dari fungsi kontrol proporsional, integral, derivatif.
Masing-masing aksi kontrol ini mempunyai keunggulan-keunggulan tertentu, dimana
aksi kontrol proporsional mempunyai keunggulan risetime yang cepat, aksi kontrol
integral mempunyai keunggulan untuk memperkecil error , dan aksi kontrol derivatif
mempunyai keunggulan untuk memperkecil error atau meredam overshot/ undershot.
[2]
Berikut Gambar mengenai Diagram Blok pada control PID. Lihat Gambar 2.7
dibawah ini.[3]
Gambar 2.7 Blok Kontrol PID close loop[3]
Dari blok diagram diatas dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. SP = Set point, secara simple maksudnya, suatu prameter nilai acuan
atau
nilai yang kita inginkan.
2. PV = Present Value, maksudnya, nilai bobot pembacaan sensor saat itu atau
variabel terukur yang di umpan balikan oleh sensor (sinyal feedback dari
sensor).
3. Error = nilai kesalahan, yang ini pengertiannya, yaitu Deviasi atau simpangan
antar variabel terukur atau bobot sensor (PV) dengan nilai acuan (SP).[3]
Tabel 1 Tanggapan system Kontrol PID terhadap perubahan parameter.[8]
Kontrol loot tertutup pada sistem robot dapat dinyatakan sebagai umpan
mundur atau (feedback) jika gerak hasil gerak actual telah sama dengan referensi
maka input kontroler akan nol. Artinya kontroler tidak lagi memberikan sinyal
kepada robot karena target akhir perintah gerak telah diperoleh. Makin kecil error
maka makin kecil pula sinyal pengemudian kontroler terhadap robot, sampai
akhirnya mencapai kondisi tenang (steady state).[4]
Karakteristik PID controller sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari
ketiga parameter P, I dan D. Biasanya Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan
mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari
ketiga konstanta tersebut dapat diset lebih menonjol dibanding yang lain.
Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada
respon sistem secara keseluruhan. Setiap kekurangan dan kelebihan dari masingmasing kontroler P, I dan D dapat saling menutupi dengan menggabungkan
ketiganya secara paralel menjadi kontroler PID. [3]
Untuk menganalisis suatu sistem, hanya memerlukan
masukan
berupa
fungsi alih yang ditulis dalam Transformasi Laplace (kawasan frekuensi)
atau matriks ruang keadaan. Tanggapan sistem yang baik dari suatu sistem
kontrol
mempunyai
criteria: Waktu naik cepat, Minimasi overshoot dan
minimasi kesalahan keadaan tunak. Adapun contoh langkah-langah yang harus
dilakukan untuk analisisi dengan Menentukan nilai R, L dan C (misal R = 100
Ohm, L = 1,25 mH, C = 6250 uF). memasukkan koefisien pembimbing (Ps) dan
penyebut (Qs) dari fungsi alih, dan memilih jenis masukan yang akan dimasukkan
ke sistem (fungsi langkah, unduh, impuls atau lainnya). [8]
Gambar 2.8 Tanggapan sistem terhadap masukan fungsi langkah. [8]
Grafik di atas menunjukkan bahwa sistem memiliki kesalahan keadaan
tunak yang tinggi sebesar 0,88 hal ini dapat dilihat pada tanggapan sistem
menuju ke nilai amplitude. [8]
a. Pembelajaran Aksi Kontrol Proporsional
Aksi pengontrolan Proporsional adalah mengurangi waktu naik, menambah
overshoot, dan mengurangi kesalahan keadaan tunak.
Gambar 2.9 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol proporsional[8]
Penambahan aksi kontrol P mempunyai pengaruh mengurangi waktu naik
dan kesalahan keadaan tunak, tetapi konsekuensinya overshoot naik cukup
besar. Kenaikan overshoot ini sebanding dengan kenaikan nilai parameter Kp.
Waktu turun juga menunjukkan kecenderungan yang membesar. [8]
b. Pembelajaran Aksi Kontrol Proporsional Derivatif
Gambar 2.10 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol
Proporsional Derivative[8]
Pada grafik di atas terlihat bahwa penggunaan control Proporsional
Derivative (PD) dapat mengurangi overshoot dan waktu turun, tetapi
kesalahan keadaan tunak tidak mengalami perubahan yang berarti. [8]
c. Pembelajaran Aksi Kontrol Proportional-Integral
Gambar 2.11 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol
Proporsional Integral[8]
Dari grafik gambar
2.11 di atas terlihat
bahwa waktu naik sistem
menurun, dengan overshoot yang kecil, serta kesalahan keadaan tunak
dapat diminimalkan. Tanggapan sistem memberikan hasil yang lebih baik
dari pada aksi control sebelumnya tetapi asih mempunyai waktu naik yang
lambat. [8]
d. Pembelajaran Aksi Kontrol Proportional-Integral-Derivative
Gambar 2.12. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol PID[8]
Dengan aksi kontrol P, I dan D, terlihat bahwa kriteria sistem yang
diinginkan hampir mendekati, terlihat dari grafik tanggapan sistem tidak
memiliki overshoot, waktu naik
yang
cepat,
dan
kesalahan
keadaan
tunaknya sangat kecil mendekati nol.[8]
Pada mobile robot yang tidak menggunakan kontrol PID, menyebabkan
pergerakan robot kasar terhadap perubahan nilai data sensor seperti pada
gambar berikut.
Gambar 2.13 Pergerakan Robot Tanpa Kontrol PID
(Sumber : http://kurangsangu.files.wordpress.com/2011/05/bang-bangjpg.png)
2.7 Line Follower Robot
Line Follower Robot adalah robot yang bergerak mengikuti suatu garis pandu,
Garis pandu yang digunakan dalam hal ini adalah garis putih yang ditempatkan di
atas permukaan berwarna gelap, ataupun sebaliknya, garis hitam yang
ditempatkan pada permukaan berwarna putih (cerah). Menurut Priyank Patil dari
Departemen of Information Technology, K. J. Somaiya College of Engineering
Mumbai, India, Line Follower adalah sebuah mesin yang dapat berjalan
mengikuti suatu lintasan jalur (path).[5]
2.8 Sensor Line follower
Robot Pengikut Garis merupakan suatu bentuk robot yang bergerak mengikuti
suatu garis pandu yang telah ditentukan. Robot ini memiliki sensor yang terdiri
dari dua pasang, yaitu sebuah LED dan sebuah photodiode, berfungsi sebagai
pengiriim sinyal dan penerima sinyal yang berada dibagian bawah robot yang
berfungsi untuk mendeteksi lintasan garis.[6]
Sensor pendeteksi garis untuk mendeteksi adanya garis atau tidak pada
permukaan lintasan robot, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian
diteruskan ke pengontrol untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil
informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor
dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya. Sensor
yang digunakan pada Line follower merupakan perpaduan LED dan Photodiode.
Sebagai sumber cahaya dapat menggunakan LED (Light Emiting Diode) yang
akan memancarkan cahaya merah dan untuk menangkap pantulan cahaya LED
menggunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda
akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas
garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Berikut
adalah ilustrasinya : [7]
Gambar 2.14 Intensitas Cahaya Pantulan Sedikit[7]
Gambar 2.15 Intensitas Cahaya Pantulan Banyak[7]
mengenai Robot Pengikut Garis dewasa ini umumnya berkonsentrasi pada
algoritma perangkat lunak untuk mendapatkan tanggapan robot yang baik.[7]
2.9 Robot Mengikuti Garis.
Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan saat mengikuti jalan
yang ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki
“mata” sebagai penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki
sensor garis yang berfungsi seperti “mata” layaknya pada manusia.[11]
Gambar 2.16 Sensor garis
Sensor garis ini mendeteksi adanya garis pada permukaan lintasan dengan
membandingkan kondisi saat terkena permukaan gelap dan permukaan
terang. Informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor
untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan
diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh
robot sesuai garis yang dideteksinya.[11]
2.10
Lintasan robot pengikut garis
Contoh lintasan robot pengantar makanan line follower ini, menggunakan
lantai dasar putih dan garis hitam sebagai jalur yang akan diikuti.
Gambar 2.19 Contoh Desain lintasan
R2
R.4
R.6
R.8
R.10
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan mengenai konsep makalah yang telah di jabarkan
diatas,
maka
dapat
diambil
sebuah
kesimpulan
bahwa
Sistem
controller/sistem kendali P.I.D ini dapat diimplementasikan pada robot
pengantar makanan, dengan adanya system kendali ini membuat robot
merespon adanya error dan bergerak lebih cepat dalam tugasnya untuk
mengantarkan makanana keruangan tujuan .
Memang penggunaan PID Controller tidak dapat menghilangkan
sepenuhnya perubahan “eror” yang terdapat pada system, tetapi dengan
diterapkannya PID controller dapat mengoptimalkan pergerakan lebih cepat
pada robot.
3.2 Saran
Dalam Implementasi sistem controller PID masing-masing memiliki
kelebihan dan kekurangan, maka dari itu pada sistem PID perlu dilakukan
adalah mengatur parameter P,I atau D agar tanggapan sinyal keluaran sistem
terhadap masukan tertentu akan didapat sebagaimana yang diinginkan.
Adapun
pengembangan
selanjutnya,
pada
PID
controller
dapat
menambahkan algoritma fuzzy agar robot dapat melalui lintasan/daerah
dynamic
DAFTAR PUSTAKA
[1] Putri Atiqah Purnama Sari, "Strategi Jepang Dalam Mempertahankan Dominasi
Ekspor Robot Di China" Universitas Riau
[2] Yani Prabowo, TW Wisjhnuadji, Andika Alie Wibowo. 2013 ”Aplikasi Pid Pada
Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler At-8535”, Fakultas Teknik
Universitas Budi Luhur, Vol. 4 No. 1 Juni
[3] Sonie Ruswanto, Endah Suryawati Ningrum, Irwan Ramli. 2011, “Pengaturan
Gerak Dan Keseimbangan Robot Line Tracer Dua Roda Menggunakan PID
Controlle”, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya
[4] Daisy A.N Janis, 2014.” Rancang Bangun Robot Pengantar Makanan Line
Follower”, Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, ISSN: 2301-8402.
[5] Hariz Bafdal Rudiyanto, “Rancang Bangun Robot Pengantar Surat Menggunakan
Mikrokontroler At89s51”, Teknik Elektro, Universitas Gunadarma. Depok,
NPM : 10405805
[6] Epan Adi Chandra1), Prof.Dr.Ir.H. Didik Notosudjono.,M.Sc.2), Ir. Dede
Suhendi.,MT, “Robot Line Follower (Line Tracking Robot)”, Fakultas Teknik,
Universitas Pakuan
[7] Reynold F., 2010, “Rancang Bangun Robot Pengikut Garis (Line Follower)
Menggunakan Sensor Infra Merah (Photodiode)”
[8] Muhamad Ali, 2004, “Pembelajaran Perancangan Sistem Kontrol Pid Dengan
Software Matlab”, Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri
Yogyakarta.
[9] Stevanus Budi Raharjo1, Bambang Sutopo2, “Robot Pengikut Garis Berbasis
Mikrokontroler At89c51 Menggunakan Sensor Infra Merah”, Universitas Gajah
Mada, Yogyakarta
[10] Dwi Kartika Rukmi, “Robot Nurse (Robot Perawat)”, Fakultas Ilmu
Keperawatan, Universitas Indonesia, NPM 0906504695
[11] Adri Kamil, 2014, “Penerapan algoritma line maze pada robot line follower
untuk menyelesaikan line maze dengan menggunakan left hand rule”, Universitas
Pendidikan Indonesia.
[12] Muhammad Agus Sahbana, 2010 "Robot adalah sebuah alat mekanik" Fakultas
Tehnik, Universitas Widyaagama Malang.
[13] Pramudita Johan Iswara, Agfianto Eko Putra, 2012, "Sistem Kontrol
Keseimbangan Statis Robot Humanoid Joko Klana Berbasis Pengontrol
PID",Fakultas MIPA, Universitas Gajah Mada, Vol.2, No.1, April 2012, pp. 67~76,
ISSN: 2088-3714.
[14] Rahmad Hidayat, 2014,"Perancangan Simulasi Robot Line Follower
Menggunakan Software Simulasi Robomind", Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Ubudiyah Indonesia, Banda Aceh
[15] Faikul Umam, 2013, "Pengembangan Sistem Kendali Pergerakan Autonomous
Mobile Robot Untuk Mendapatkan Jalur Bebas Hambatan Menggunakan Fuzzy
Logic Controller", Fakultas Teknik, Universitas Trunojoyo Madura.
[16] Wensiscilius Sibau, 2013, "Rancang Lengan Robot Dengan Metode Kinematik
Menggunakan Atmega 168", Sekolah Tinggi Manajemen Informatika Dan
Computer Amikom Yogyakarta
[17] Candra Herdianto, Muhammad Ary Murti, ST, MT., Agung Nugroho Jati, ST,
MT,. "Desain Dan Implementasi Sistem Navigasi Robot Beroda Menggunakan
Algoritma Wall Following Berbasis Pid (Proporsional-Integral-Differensial)",
Fakultas Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom, Bandung.
DI RUMAH SAKIT UMUM
OLEH :
NAMA
:
AL – ANSHAR
NIM
:
55201 11 201
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
STMIK ADHI GUNA PALU
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah Subahanawataala. atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah
dengan judul “Robot Line Follower Pengantar Makanan di Rumah Sakit”.
Penulisan Malakah ini didasarkan sebagai tugas tengah semester matakuliah
robotika, yang bertujuan untuk mengajari kepada mahasiswa bagaimana merancang sebuah
robot yang dapat dimanfaatkan dibidang / keperluan umum
Dengan keterbatasan pengetahuan yang ada, penulis tidak akan dapat meyelesaikan
tugas ini tanpa peran serta pihak lain. Oleh karena itu izinkan penulis untuk menyampaikan
ucapan terimakasih kepada orang tua tercinta yang telah banyak membantu baik dari segi
moril dan materil, dalam kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada
pihak-pihak yang terlibat didalamnya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan malakah ini masih jauh dari
sempurna, hal ini di sebabkan karena keterbatasan kemampuan dan waktu bagi penulis dalam
menyusun malakah ini. Oleh karena itu penulis dengan senang hati mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari pembaca guna kesempurnaan malakah ini.
Palu, 17 November 2014
Penulis
Al - Anshar
DAFTAR ISI
COVER MAKALAH.............................................................................................................I
KATA PENGANTAR...........................................................................................................II
DAFTAR ISI.......................................................................................................................III
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................................IV
DAFTAR TABEL.................................................................................................................V
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................1
1.1 Latar Belakang.........................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah....................................................................................................2
1.3 Batasan Masalah......................................................................................................3
1.4 Tujuan Peneliatian ...................................................................................................3
1.5 Mafaat Penelitian ....................................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................................4
2.1 Asal Muasal Robot...................................................................................................4
2.2 Pengenalan Robot....................................................................................................4
2.3 Definisi Robot........................................................................................................10
2.4 Dasar Teori.............................................................................................................10
2.5 Dasar Sistem Kontrol.............................................................................................12
2.6 Sistem Kontrol Robot.............................................................................................12
2.7 Line Follower Robot..............................................................................................21
2.8 Sensor Line Follower.............................................................................................22
2.9 Robot Pengikuti Garis............................................................................................23
2.10 Contoh Lintasan Robot ………………………………………………………......24
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN..................................................................25
3.1 Kesimpulan...................................................................................................25
3.2 Saran .............................................................................................................25
DAFTAR GAMBAR
1. Humanoid..........................................................................................................6
2. Aibo...................................................................................................................7
3. Robot Industri...................................................................................................8
4. Robot Mars Over...............................................................................................9
5. Robot Pengantar Makanan..............................................................................10
6. Struktur robot bergerak otonom tipikal...........................................................11
7. Blok Kontrol PID close loop...........................................................................15
8. Tanggapan sistem terhadap masukan fungsi langkah.....................................17
9. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol proporsional................................18
10. Tanggapan sistem terhadap aksi control Proporsional Derivative..............18
11. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol Proporsional Integral......................19
12. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol PID..................................................20
13. Pergerakan Robot Tanpa Kontrol PID............................................................21
14. Intensitas Cahaya Pantulan Sedikit.................................................................23
15. Intensitas Cahaya Pantulan Banyak................................................................23
16. Sensor Garis....................................................................................................24
17. Contoh Desain Lintasan..................................................................................24
DAFTAR TABEL
1. Tanggapan system Kontrol PID terhadap perubahan parameter.....................16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi telah membawa perubahan besar bagi kehidupan
manusia yang begitu pesat. Tujuan dari penggunaan robot sebagai alat bantu
untuk tugas rutinitas dalam ruangan menjadi mimpi manusia diawal
penciptaannya. Pada periode delapan dekade setelah manusia bermimpi pertama
kali tentang robot, sekarang sudah banyak diciptakan robot yang bisa
dipekerjakan dibeberapa tempat khusus seperti rumah, departement stores dan
rumah sakit (Ali meghdari et.al, 2004)
Penggunaan robot saat ini sudah mencakup seluruh sendi atau pekerjaan
manusia, Teknologi dan otomasi industry yang semakin pesat, canggih dan
modern mendorong manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya dengan cepat,
tepat dan efisien sehingga dikembangkan teknologi robot untuk membantu dan
mempermudah pekerjaan manusia di masa datang.
Banyak negara maju seperti: Amerika, Jerman, Inggris, Jepang, Perancis,
china berlomba-lomba untuk menciptakan robot-robot mutakhir dengan
keistimewaan-keistimewaan khusus. Tidak ketinggalan juga robot yang didesain
untuk membantu pekerjaan/aktifitas dirumah sakit, Sebuah robot dalam dunia
kesehatan/rumah sakit saat ini mampu didesain untuk memberikan berbagai
macam tindakan seperti robot pembedahan dan intervensional dalam tindakan
operasi, pengganti kekurangan atau melengkapi fungsi tubuh yang hilang,
penyembuhan dan rehabilitasi, terapi behavioral, pemenuhan kebutuhan
perseorangan dalam populasi khusus dan promosi kesehatan (Maja Mataric et
al,2008).
Robot perawat atau robot nurse adalah salah satu contoh robot yang
difungsikan dirumah sakit, robot yang awalnya diciptakan untuk membantu
manajemen asuhan keperawatan di nursing home, tetapi penulis belum pernah
mendengar robot pengantar makanan yang difungsikan untuk membantu
pekerjaan koki (tukang masak) dirumah sakit yang bertugas untuk mengantarkan
makanan kepada pasien setiap harinya keruangan-ruangan, adapun robot yang
dapat diikut sertakan dalam peran untuk membantu dan meringankan beban koki
dirumah sakit salah satunya adalah Robot line follower (robot pengikut garis)
merupakan suatu jenis robot bergerak (mobile robot) yang mempunyai misi
mendeteksi dan mengikuti suatu garis pandu.
Maka dari itu penulis mengambil sebuah judul makalah mengenai “Robot
Follower Pengantar Makanan Menggunakan PID Controler”, yang dapat
melakukan tugas dalam mengantarkan makanan kepada pasien secara tepat, cepat
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan diatas maka penulis akan
merumuskan masalah mengenai “Bagaimana sebuah System kontrol yang baik
pada Robot, agar dapat mengantarkan makanan keruangan pasien dirumah sakit
secara tepat dan cepat”
1.3 Batasan Masalah
Untuk memperkecil bahasan pada makalah ini maka penulis memberikan batasan
terhadap penulisan yang dibahas yaitu Robot Menggunakan system PID controller
dan Robot yang dibahas adalah robot Line follower (pengikut garis)
1.4 Tujuan
Tujuan dalam penulisan makalah ini, Untuk memahami prinsip kerja robot line
follower dan mengetahui manfaat dan peranan robot pada dunia kerja salah
satunya di rumah sakit.
1.5 Manfaat
Dapat memberikan pengetahuan dan menambah wawasan tentang manfaat sebuah
robot pada rumah sakit. Walaupun sampai saat ini belum ada implementasi nyata
dari robot line follower untuk RS. tetapi diharapkan kedepannya robot ini dapat
membantu pekerjaan manusia
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asal Muasal Robot
Istilah robot berasal dari kata robota yang berarti : pekerja sendiri dan dalam
bahasa Ceko (negara Eropa Timur) berarti kerja paksa, pertama sekali muncul
pada tahun 1920. Kata robot pertama kali diperkenalkan oleh seorang penulis dari
Ceko yang bernama Karel Capek pada tahun 1921. 13 Kata robot diperkenalkan
kepada masyarakat dalam permainannnya di drama pentas RUR (Rossum’s
Universal Robot), yang diterbitkan pada tahun 1920.[1]
2.2 Pengenalan Robot
robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik. baik
menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program
yang telah didefinisikan atau yang disebut dengan kecerdasan buatan (Artificial
Intelegent). Istilah robot yang biasa terdengar umumnya mengandung pengertian
suatu alat yang menyerupai manusia atau bahkan bertingkah laku seperti manusia,
namun struktur tubuhnya tidak seperti manusia malainkan terbuat dari bahan
logam. pada hakekatnya robot mengandung beberapa unsur-unsur pendukung
yaitu.[12]
a. Programable
b. Automatic (otomatis)
c. Manipulator (Perangkat Manipulasi)
d. Human like (Mempunyai kemiripan dengan manusia)
Dari unsur-unsur diatas jelaslah bahwa robot bukan hanya sekedar perkakas
biasa, namun merupakan mesin khusus yang dapat dikontrol oleh manusia lewat
suatu prosesor atau controler. terdapat dua definisi yang dapat diterima dikalangan
indutri mengenai robot, yaitu :
a. menurut RIA (Robotik Institute of Amerika) robot adalah "Manipulator yang
berfungsi jamak dan dapat diprogram ulang dan dirancang untuk mengangkut
materian, part, peralatan atau perangkat khusus melalui perubahan pergerakan
terprogram untuk melakukan tugas bervariasi.
b. robot merupakan peralatan yang melakukan fungsi-fungsi yang biasa
dilakukan oleh manusia, atau peralatan yang bekerja dengan kecerdasan
buatan yang mirip dengan keceradasan manusia.[12]
2.2.1 Jenis-Jenis Robot
1. Humanoid
Robot humanoid adalah robot yang termasuk dalam kategori robot berkaki yang
memiliki bentuk struktural menyerupai manusia. robot ini memiliki penampilan
keseluruhan yang didasarkan pada bentuk tubuh manusia, yaitu : memiliki dua
buah kaki, dua buah tangan, badan, dan kepala. [13] Adapun salah satu contoh
jenis robot Humanoid yang telah dikenal dikalangan luas yaitu robot Asimo.
Gambar 2.1 Asimo
(Sumber : http://world.honda.com/ASIMO/technology/
2011/specification/image/img_specification.jpg)
2. Animaloid
Animaloid robot adalah robot yang bentuknya menyerupai hewan, baik hewan
didaratan, perairan dan udara. salah satu contohnya adalah Aibo., AIBO seolaholah memiliki insting dan kemauan seperti layaknya seekor anjing. Apabila
‘merasa’ tidak senang, ia bisa ngambek, tidak mau mematuhi perintah si pemilik
atau operatornya (orang yang memainkannya).[14]
Gambar 2.2 Aibo
(Sumber : http://www.sony-aibo.com/wp-content/uploads/2013/01/Sony-AIBOERS-7M2-B1.jpg)
3. Robot industri
Robot industri merupakan robot yang digunakan untuk membantu pekerjaan
manusia dalam bidang industri. Robot ini memiliki konstruksi mirip seperti
lengan manusia. Pada saat itu, robot arm hanya terbatas pada sebuah mesin
dengan konstruksi lengan-lengan kaku yang terhubung secara seri yang dapat
bergerak memutar (rotasi) dan memanjang atau memendek (translasi atau
prismatik). Robot jenis ini berfungsi untuk melakukan pekerjaan berat yang
membutuhkan tingkat ketelitian tinggi dengan tujuan meningkatkan proses
produksi industri, seperti merakit mobil, memindahkan bahan yang berat, dan
sebagainya.[15] Adapun contoh robot industry jenis manipulator (tangan).
Gambar 2.3 Manipulator (lengan)
(Sumber : https://4.bp.blogspot.com/21ojr_BOj_E/UhMgex3M29I/AAAAAAAAAMw/wuOBD1eTHZo/s1600/Robot
++Manipulator.jpg)
4. Robot riset
Robot riset merupakan robot yang yang digunakan untuk membantu manusia
dalam melakukan sebuah riset, yang susah dilakuakan oleh manusia jadi
pekerjaan riset dapat berjalan lebih mudah. Contohnya adalah Robot Mars Rover
adalah robot yang digunakan oleh NASA America untuk mendarat di planet Mars,
yang digunakan untuk mencari tahu kandungan apa saja yang ada di tanah planet
mars, dan untuk mencari hal hal lain mengenai planet mars.[14]
Gambar 2.4 Robot Mars Rovers
(Sumber : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/
Sojourner_on_Mars_PIA01122.jpg
5. Robot Line follower
sebuah jenis robot yang termasuk kedalam kategori robot mobile yang di desain
untuk bekerja secara autonomous dan memiliki kemampuan dapat mendeteksi dan
bergerak mengikuti garis yang ada di permukaan. Sistem kendali yang digunakan
dirancang untuk bisa merasakan jalur garis yang ada dan melakukan manuver
gerakan agar tetap bisa mengikuti garis tersebut. [14] Salah satu contohnya yaitu
robot pengantar makanan direstoran yang berada di cina
Gambar 2.5 Pengantar makanan
(Sumber : http://www.dreamersradio.com/article/5502/unik-kita-bisa-dilayanioleh-robot-di-restoran-ini)
2.3 Definisi Robot
Definisi robot menurut Robot Institute Of America (1979) yaitu sebuah robot
adalah sesuatu yang dapat di program dan diprogram ulang, dengan memiliki
manipulator mekanik / pengerak yang didisain untuk memindahkan barang-
barang, komponen-komponen atau alat-alat khusus dengan berbagai program
yang fleksibel / mudah disesuaikan untuk melaksanakan berbagai macam tugas.
[16]
Pada dasarnya robot dibuat untuk membantu pekerjaan manusia.
2.4 Dasar Teori
Dasar sistem robot Pengikut Garis mengacu pada dasar sistem robot bergerak
otonom. Secara umum, struktur robot bergerak otonom yang tipikal digambarkan
dalam gambar dibawah ini. .[9]
Gambar 2.6 Struktur robot bergerak otonom tipikal[9]
Berdasarkan gambar 2.6, struktur robot adalah kalang tertutup melalui dunia luar
yang terdiri atas sensor, persepsi (perception), basis pengetahuan (knowledge
base) dan kendali (control), dan aktuasi (actuation). Komunikasi berfungsi untuk
berhubungan dengan robot lain atau untuk menerima tugas-tugas khusus dari
pusat kendali.[9]
Jenis Robot berdasarkan Kendalinya
1. Robot otomatis (automatic robot) dapat bergerak sendiri berdasarkan perintah
perintah yang telah dituliskan dalam program pengendalinya. Jenis robot ini
dilengkapi dengan sensor yang berfungsi sebagai masukan (input) yang dapat
memberikan data mengenai lingkungannya kepada prosesor.[16]
2. Robot teleoperasi (teleoperated robot) robot jenis ini bergerak berdasarkan
perintah-perintah yang dikirimkan secara manual, baik tanpa kabel/wireless
(remote control), atau dengan kabel(joystick).[16]
2.5 Dasar Sistem Kontrol
Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan
Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung
dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.[2]
1. Kontrol Proporsional
Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) • e maka u
= Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain
(penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler.
Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol
yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar
yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon
transien khususnya rise time dan settling time. [2]
2. Kontrol Integratif
Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t)=[integral
e(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan di atas,
G(s) dapat dinyatakan sebagai u=Kd.[delta e/delta t] Jika e(T) mendekati
konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan
dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini
semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon
steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon
transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem.
Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi
karena menambah orde system. [2]
3. Kontrol Derivatif
Sinyal kontrol yang dihasilkan oleh control D dapat dinyatakan sebagai
G(s)=s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini
dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat
digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error
yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error
sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang
menyebabkan kontroler Derivatif tidak dapat dipakai sendiri. [2]
2.6 Sistem kontrol Robot
Sistem kontrol adalah suatu proses pengaturan/pengendalian terhadap satu
atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga
atau dalam rangkuman harga (range) tertentu.[4]
Untuk mengendalikan pergerakan robot diperlukan suatu pengendali (controller)
agar pergerakan pada robot lebih halus . Pada pembahasan ini pengendali yang
digunakan adalah PID controller.[3]
Sistem kontrol akan diolah dan menjadi acuan nilai kecepatan dari roda kanan dan
roda kiri. Secara umum PID dirumuskan seperti dibawah ini.[17]
Rumus di atas dikenal dengan rumus PID untuk sistem analog. Sedangkan
untuk implementasi di mikrokontroller, harus di ubah ke PID diskrit. Formula
PID diskrit ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.[17]
PID controller merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem
instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut.
adapun kelebihan dari ketiga jenis PID ini sebagai berikut.
a. Kontroler Proporsional (P)
Kontrol Proporsional : berfungsi untuk mempercepat respon.[2]
b. Kontroler Integral (I)
Kontrol Integral : berfungsi untu menghilangkan error steady.[2]
c. Kontroler Derivatif (D)
Kontrol derivatif : berfungsi untuk memperbaiki sekaligus mempercepat
respon transsien.[2]
Pada gambar 2.7 dibawah dilihat diagram blok system kontrol PID yang
merupakan penggabungan dari fungsi kontrol proporsional, integral, derivatif.
Masing-masing aksi kontrol ini mempunyai keunggulan-keunggulan tertentu, dimana
aksi kontrol proporsional mempunyai keunggulan risetime yang cepat, aksi kontrol
integral mempunyai keunggulan untuk memperkecil error , dan aksi kontrol derivatif
mempunyai keunggulan untuk memperkecil error atau meredam overshot/ undershot.
[2]
Berikut Gambar mengenai Diagram Blok pada control PID. Lihat Gambar 2.7
dibawah ini.[3]
Gambar 2.7 Blok Kontrol PID close loop[3]
Dari blok diagram diatas dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. SP = Set point, secara simple maksudnya, suatu prameter nilai acuan
atau
nilai yang kita inginkan.
2. PV = Present Value, maksudnya, nilai bobot pembacaan sensor saat itu atau
variabel terukur yang di umpan balikan oleh sensor (sinyal feedback dari
sensor).
3. Error = nilai kesalahan, yang ini pengertiannya, yaitu Deviasi atau simpangan
antar variabel terukur atau bobot sensor (PV) dengan nilai acuan (SP).[3]
Tabel 1 Tanggapan system Kontrol PID terhadap perubahan parameter.[8]
Kontrol loot tertutup pada sistem robot dapat dinyatakan sebagai umpan
mundur atau (feedback) jika gerak hasil gerak actual telah sama dengan referensi
maka input kontroler akan nol. Artinya kontroler tidak lagi memberikan sinyal
kepada robot karena target akhir perintah gerak telah diperoleh. Makin kecil error
maka makin kecil pula sinyal pengemudian kontroler terhadap robot, sampai
akhirnya mencapai kondisi tenang (steady state).[4]
Karakteristik PID controller sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari
ketiga parameter P, I dan D. Biasanya Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan
mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari
ketiga konstanta tersebut dapat diset lebih menonjol dibanding yang lain.
Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada
respon sistem secara keseluruhan. Setiap kekurangan dan kelebihan dari masingmasing kontroler P, I dan D dapat saling menutupi dengan menggabungkan
ketiganya secara paralel menjadi kontroler PID. [3]
Untuk menganalisis suatu sistem, hanya memerlukan
masukan
berupa
fungsi alih yang ditulis dalam Transformasi Laplace (kawasan frekuensi)
atau matriks ruang keadaan. Tanggapan sistem yang baik dari suatu sistem
kontrol
mempunyai
criteria: Waktu naik cepat, Minimasi overshoot dan
minimasi kesalahan keadaan tunak. Adapun contoh langkah-langah yang harus
dilakukan untuk analisisi dengan Menentukan nilai R, L dan C (misal R = 100
Ohm, L = 1,25 mH, C = 6250 uF). memasukkan koefisien pembimbing (Ps) dan
penyebut (Qs) dari fungsi alih, dan memilih jenis masukan yang akan dimasukkan
ke sistem (fungsi langkah, unduh, impuls atau lainnya). [8]
Gambar 2.8 Tanggapan sistem terhadap masukan fungsi langkah. [8]
Grafik di atas menunjukkan bahwa sistem memiliki kesalahan keadaan
tunak yang tinggi sebesar 0,88 hal ini dapat dilihat pada tanggapan sistem
menuju ke nilai amplitude. [8]
a. Pembelajaran Aksi Kontrol Proporsional
Aksi pengontrolan Proporsional adalah mengurangi waktu naik, menambah
overshoot, dan mengurangi kesalahan keadaan tunak.
Gambar 2.9 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol proporsional[8]
Penambahan aksi kontrol P mempunyai pengaruh mengurangi waktu naik
dan kesalahan keadaan tunak, tetapi konsekuensinya overshoot naik cukup
besar. Kenaikan overshoot ini sebanding dengan kenaikan nilai parameter Kp.
Waktu turun juga menunjukkan kecenderungan yang membesar. [8]
b. Pembelajaran Aksi Kontrol Proporsional Derivatif
Gambar 2.10 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol
Proporsional Derivative[8]
Pada grafik di atas terlihat bahwa penggunaan control Proporsional
Derivative (PD) dapat mengurangi overshoot dan waktu turun, tetapi
kesalahan keadaan tunak tidak mengalami perubahan yang berarti. [8]
c. Pembelajaran Aksi Kontrol Proportional-Integral
Gambar 2.11 Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol
Proporsional Integral[8]
Dari grafik gambar
2.11 di atas terlihat
bahwa waktu naik sistem
menurun, dengan overshoot yang kecil, serta kesalahan keadaan tunak
dapat diminimalkan. Tanggapan sistem memberikan hasil yang lebih baik
dari pada aksi control sebelumnya tetapi asih mempunyai waktu naik yang
lambat. [8]
d. Pembelajaran Aksi Kontrol Proportional-Integral-Derivative
Gambar 2.12. Tanggapan sistem terhadap aksi kontrol PID[8]
Dengan aksi kontrol P, I dan D, terlihat bahwa kriteria sistem yang
diinginkan hampir mendekati, terlihat dari grafik tanggapan sistem tidak
memiliki overshoot, waktu naik
yang
cepat,
dan
kesalahan
keadaan
tunaknya sangat kecil mendekati nol.[8]
Pada mobile robot yang tidak menggunakan kontrol PID, menyebabkan
pergerakan robot kasar terhadap perubahan nilai data sensor seperti pada
gambar berikut.
Gambar 2.13 Pergerakan Robot Tanpa Kontrol PID
(Sumber : http://kurangsangu.files.wordpress.com/2011/05/bang-bangjpg.png)
2.7 Line Follower Robot
Line Follower Robot adalah robot yang bergerak mengikuti suatu garis pandu,
Garis pandu yang digunakan dalam hal ini adalah garis putih yang ditempatkan di
atas permukaan berwarna gelap, ataupun sebaliknya, garis hitam yang
ditempatkan pada permukaan berwarna putih (cerah). Menurut Priyank Patil dari
Departemen of Information Technology, K. J. Somaiya College of Engineering
Mumbai, India, Line Follower adalah sebuah mesin yang dapat berjalan
mengikuti suatu lintasan jalur (path).[5]
2.8 Sensor Line follower
Robot Pengikut Garis merupakan suatu bentuk robot yang bergerak mengikuti
suatu garis pandu yang telah ditentukan. Robot ini memiliki sensor yang terdiri
dari dua pasang, yaitu sebuah LED dan sebuah photodiode, berfungsi sebagai
pengiriim sinyal dan penerima sinyal yang berada dibagian bawah robot yang
berfungsi untuk mendeteksi lintasan garis.[6]
Sensor pendeteksi garis untuk mendeteksi adanya garis atau tidak pada
permukaan lintasan robot, dan informasi yang diterima sensor garis kemudian
diteruskan ke pengontrol untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil
informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor
dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya. Sensor
yang digunakan pada Line follower merupakan perpaduan LED dan Photodiode.
Sebagai sumber cahaya dapat menggunakan LED (Light Emiting Diode) yang
akan memancarkan cahaya merah dan untuk menangkap pantulan cahaya LED
menggunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda
akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas
garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Berikut
adalah ilustrasinya : [7]
Gambar 2.14 Intensitas Cahaya Pantulan Sedikit[7]
Gambar 2.15 Intensitas Cahaya Pantulan Banyak[7]
mengenai Robot Pengikut Garis dewasa ini umumnya berkonsentrasi pada
algoritma perangkat lunak untuk mendapatkan tanggapan robot yang baik.[7]
2.9 Robot Mengikuti Garis.
Seperti layaknya manusia, bagaimana manusia dapat berjalan saat mengikuti jalan
yang ada tanpa menabrak dan sebagainya, tentunya karena manusia memiliki
“mata” sebagai penginderanya. Begitu juga robot line follower ini, dia memiliki
sensor garis yang berfungsi seperti “mata” layaknya pada manusia.[11]
Gambar 2.16 Sensor garis
Sensor garis ini mendeteksi adanya garis pada permukaan lintasan dengan
membandingkan kondisi saat terkena permukaan gelap dan permukaan
terang. Informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke prosesor
untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan
diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh
robot sesuai garis yang dideteksinya.[11]
2.10
Lintasan robot pengikut garis
Contoh lintasan robot pengantar makanan line follower ini, menggunakan
lantai dasar putih dan garis hitam sebagai jalur yang akan diikuti.
Gambar 2.19 Contoh Desain lintasan
R2
R.4
R.6
R.8
R.10
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan mengenai konsep makalah yang telah di jabarkan
diatas,
maka
dapat
diambil
sebuah
kesimpulan
bahwa
Sistem
controller/sistem kendali P.I.D ini dapat diimplementasikan pada robot
pengantar makanan, dengan adanya system kendali ini membuat robot
merespon adanya error dan bergerak lebih cepat dalam tugasnya untuk
mengantarkan makanana keruangan tujuan .
Memang penggunaan PID Controller tidak dapat menghilangkan
sepenuhnya perubahan “eror” yang terdapat pada system, tetapi dengan
diterapkannya PID controller dapat mengoptimalkan pergerakan lebih cepat
pada robot.
3.2 Saran
Dalam Implementasi sistem controller PID masing-masing memiliki
kelebihan dan kekurangan, maka dari itu pada sistem PID perlu dilakukan
adalah mengatur parameter P,I atau D agar tanggapan sinyal keluaran sistem
terhadap masukan tertentu akan didapat sebagaimana yang diinginkan.
Adapun
pengembangan
selanjutnya,
pada
PID
controller
dapat
menambahkan algoritma fuzzy agar robot dapat melalui lintasan/daerah
dynamic
DAFTAR PUSTAKA
[1] Putri Atiqah Purnama Sari, "Strategi Jepang Dalam Mempertahankan Dominasi
Ekspor Robot Di China" Universitas Riau
[2] Yani Prabowo, TW Wisjhnuadji, Andika Alie Wibowo. 2013 ”Aplikasi Pid Pada
Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler At-8535”, Fakultas Teknik
Universitas Budi Luhur, Vol. 4 No. 1 Juni
[3] Sonie Ruswanto, Endah Suryawati Ningrum, Irwan Ramli. 2011, “Pengaturan
Gerak Dan Keseimbangan Robot Line Tracer Dua Roda Menggunakan PID
Controlle”, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya
[4] Daisy A.N Janis, 2014.” Rancang Bangun Robot Pengantar Makanan Line
Follower”, Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, ISSN: 2301-8402.
[5] Hariz Bafdal Rudiyanto, “Rancang Bangun Robot Pengantar Surat Menggunakan
Mikrokontroler At89s51”, Teknik Elektro, Universitas Gunadarma. Depok,
NPM : 10405805
[6] Epan Adi Chandra1), Prof.Dr.Ir.H. Didik Notosudjono.,M.Sc.2), Ir. Dede
Suhendi.,MT, “Robot Line Follower (Line Tracking Robot)”, Fakultas Teknik,
Universitas Pakuan
[7] Reynold F., 2010, “Rancang Bangun Robot Pengikut Garis (Line Follower)
Menggunakan Sensor Infra Merah (Photodiode)”
[8] Muhamad Ali, 2004, “Pembelajaran Perancangan Sistem Kontrol Pid Dengan
Software Matlab”, Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri
Yogyakarta.
[9] Stevanus Budi Raharjo1, Bambang Sutopo2, “Robot Pengikut Garis Berbasis
Mikrokontroler At89c51 Menggunakan Sensor Infra Merah”, Universitas Gajah
Mada, Yogyakarta
[10] Dwi Kartika Rukmi, “Robot Nurse (Robot Perawat)”, Fakultas Ilmu
Keperawatan, Universitas Indonesia, NPM 0906504695
[11] Adri Kamil, 2014, “Penerapan algoritma line maze pada robot line follower
untuk menyelesaikan line maze dengan menggunakan left hand rule”, Universitas
Pendidikan Indonesia.
[12] Muhammad Agus Sahbana, 2010 "Robot adalah sebuah alat mekanik" Fakultas
Tehnik, Universitas Widyaagama Malang.
[13] Pramudita Johan Iswara, Agfianto Eko Putra, 2012, "Sistem Kontrol
Keseimbangan Statis Robot Humanoid Joko Klana Berbasis Pengontrol
PID",Fakultas MIPA, Universitas Gajah Mada, Vol.2, No.1, April 2012, pp. 67~76,
ISSN: 2088-3714.
[14] Rahmad Hidayat, 2014,"Perancangan Simulasi Robot Line Follower
Menggunakan Software Simulasi Robomind", Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Ubudiyah Indonesia, Banda Aceh
[15] Faikul Umam, 2013, "Pengembangan Sistem Kendali Pergerakan Autonomous
Mobile Robot Untuk Mendapatkan Jalur Bebas Hambatan Menggunakan Fuzzy
Logic Controller", Fakultas Teknik, Universitas Trunojoyo Madura.
[16] Wensiscilius Sibau, 2013, "Rancang Lengan Robot Dengan Metode Kinematik
Menggunakan Atmega 168", Sekolah Tinggi Manajemen Informatika Dan
Computer Amikom Yogyakarta
[17] Candra Herdianto, Muhammad Ary Murti, ST, MT., Agung Nugroho Jati, ST,
MT,. "Desain Dan Implementasi Sistem Navigasi Robot Beroda Menggunakan
Algoritma Wall Following Berbasis Pid (Proporsional-Integral-Differensial)",
Fakultas Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom, Bandung.