ROBOTIKA
Definisi
Robotika adalah satu cabang teknologi yang berhubungan
dengan desain,konstruksi,operasi,disposisi structural,pembuatan,dan aplikasi
dari robot. Robotika terkait dengan ilmu pengetahuan bidang
elektronika,mesin,dan perangkat lunak computer.
Sejarah
Kata robot pertamakali diperkenalkan oleh Karel Capek
pada tahun 1921 yang berasal dari Czech “ROBOTA” yang artinya pekerja. Kata
robot ini dikenalkan oleh Karel dengan menjadikan nya nama perusahaannya yaitu
Rossum Universal Robot(RUR) pada bulan Januari 1921.Tahun 1941, barulah istilah robotics digunakan dalam
teknologi robot oleh penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov. Dia juga memprediksi
akan munculnya robot-robot industri canggih dimasa datang. Jika saya lihat hari
ini, maka apa yang dibayangkan olehnya terbukti dimana begitu pesatnya
perkembangan robot-robot industri saat ini. Istilah revolusi robot atau era
robot sudah menjadi hal biasa untuk menjelaskan perkembangan itu. Robotics
diterima sebagai istilah atau kata untuk mendeskripsikan semua kemajuan
teknologi yang berhubungan dengan robot.
Konsep Dasar
Pemrograman
Robotika
Kreativitas programer adalah kunci dari pemrograman
robotika. Kreativitas programer akan menentukan program yang akan diinput ke
robot sesuai dengan tujuan dibuatnya robot tersebut. Secara mendasar, program
yang ditanamkan dalam chip kontroler robot berisi logika-logika seperti
statement, instruksi, seleksi untuk dua kondisi atau lebih, dan perhitungan
rumus dengan benar.
Bahasa
Program Robotika
Di dalam pemrograman robotika, ada beberapa jenis
bahasa program yang bisa digunakan oleh programmer. Programmer biasanya memilih
salah satu bahasa program yang mereka sukai dan mudah dipahami. Dalam hal ini
yang berperan penting adalah kemampuan seorang programmer menguasai bahasa
mesin yang akan dikompilasi untuk dipasang dalam chip mikrikontroler. Di dalam
robotika, bahasa program yang biasanya digunakan antara lain: C dan C++, Basic,
Pascal, dan Assembler.
Susunan program robotika dalam membuat program hampir
sama antara jenis bahasa program yang satu dengan yang lainnya. Bedanya
terletak pada syntax yang merupakan simbol atau ciri khas pada setiap jenis
bahasa program. Hal ini yang bisanya harus dipahami programmer pemula agar
dalam penulisan program tidak terjadi kesalahan (error). Sebelum membuat
program hendaknya kita membuat alur program (flowchart) yang akan dijalankan
secara berulang oleh mikrokontroler atau sebaliknya. Setelah alur program
dibuat maka selanjutnya penyusunan program sesuai dengan susunan dan syntax dari
jenis bahasa program yang digunakan.
Terdapat berbagai macam apikasi simulasi, diantaranya
adalah Proteus dan Myrio yang dapat digunakan untuk simulasi program sehingga
dapat meminimalisir kesalahan-kesalahan saat perakitan robot yang akan kita
buat. Simulator tersebut juga dapat diintegrasikan dengan peralatan luar
seperti aktuator dan sensor.
Sistem
Kontroler
Merupakan rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya
terdiri dari rangkaian prosesor ataupun mikrokontroler, signal conditioning
untuk sensor (analog dan atau digital), dan driver untuk actuator. Bila
diperlukan dapat dilengkapi dengan sistem monitor seperti seven segment, LCD
(liquid crystal display), atau CRT (cathode ray-tube).
Mekanik Robot
Merupakan system mekanik yang dapat terdiri dari setidak-tidaknya
sebuah fungsi. Jumlah fungsi gerak disebut sebagai derajat kebebasan atau
degree of freedom (DOF). Sebuah sendi yang diwakili oleh sebuah gerak aktuator
disebut sebagai satu DOF. Sedangkan derajat kebebasan pada struktur roda dan
kaki diukur berdasarkan fungsi holomic atau nonholomic.
Sensor
Merupakan perangkat atau komponen yang bertugas
mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem
kontroler. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor ON/OFF
menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus parallel, sistem bus
serial, hingga sistem mata kamera.
Penjelasan dan Contoh Studi Kasus di dunia nyata
(Robot dengan
Sensor Cahaya dan Ultrasonik)
Pada library ini juga dibuat primitif untuk operasi
sensor, antara lain:
1.isWhite merupakan operasi robot dapat mendeteksi
benda yang memiliki permukaan putih menggunakan sensor cahaya.
2.isBlack merupakan operasi robot dapat mendeteksi
benda yang memiliki permukaan hitam menggunakan sensor cahaya.
3.isFoundObject merupakan operasi robot dapat
mendeteksi jarak benda menggunakan sensor ultrasonik.
Primitif yang dibuat sendiri dapat digunakan untuk
menyelesaikan line maze sehingga robot dapat melalui jalur yang valid. Primitif
yang dibuat dapat menghasilkan keakuratan yang lebih baik dari pada menggunakan
primitif TachoPilot. Derajat penyimpangan forward, backward, turnleft, dan
turnright dapat diperkecil sehingga hanya 1-3°. Penyimpangan ini dipengaruhi oleh
faktor-faktor eksternal, seperti permukaan bidang gerak. Semakin halus
permukaan bidang gerak maka penyimpangan yang terjadi semakin kecil.Walaupun demikian primitif yang dibuat masih
menimbulkan penyimpangan dalam proses melewati sebuah tikungan atau
persimpangan jalur maze. Untuk mengatasi ini robot harus melakukan kalibrasi
untuk memastikan robot berada pada posisi yang tepat sebelum melanjutkan
penelusuran maze sehingga robot dapat mengikuti jalur yang valid. Proses
kalibrasi ini dilakukan untuk memastikan robot tetap mengikuti garis dan ketika
robot keluar dari garis 1-3°, dilakukan kalibrasi beberapa derajat ke kanan dan
ke kiri, sampai robot dapat menemukan posisi yang sesuai pada garis. Kalibrasi
ini dilakukan kira-kira 15° ke kiri dan kanan luar garis, sampai robot dapat
menemukan garis kembali.Untuk menemukan solusi line maze makan diterapkan
algoritma backtrack. dalam hal ini dilakukan penerapan aturan left hand rule
sehingga setiap gerakan robot pada maze selalu dimulai dari sebelah kiri,
apabila garis tersebut menunjukkan simpul mati maka harus backtrack ke garis
yang merupakan parent-nya dan menelusuri garis lain yang belum dilalui. Hal ini
terus dilakukan sampai mencapai titik akhir yang ditandai oleh sebuah objek
penghalang yang akan dideteksi menggunakan sensor ultrasonik.
Berdasarkan algoritma backtrack, tidak semua cabang
dapat sampai pada titik akhir. Terdapat beberapa jalan buntu yang
mengindikasikan jalur tersebut tidak valid. Apabila robot sampai pada jalur
buntu maka robot akan melakukan gerakan primitif TurnBack, dan kembali ke
parent dari garis.Untuk meningkatkan efisiensi waktu penelusuran maze
pada putaran kedua kalinya maka dilakukan penyimpanan setiap state dari jalur
yang dilalui oleh robot pada percobaan pertama. Setiap jalur yang dilalui robot
akan disimpan sebagai sebuah state, ditandai dengan simbol berupa huruf sesuai
dengan arah yang dipilih robot antara lain:
1.S artinya Straight, robot bergerak Forward.
2.L artinya Left, robot bergerak TurnLeft.
3.R artinya Right, robot bergerak TurnRight.
4.U artinya Turn, robot menemukan jalur buntu dan
melakukan gerakan primitif TurnBack.
Dengan adanya proses penyimpanan state ini maka
akan dihasilkan sebuah string berupa solusi dari maze yang dibuat. Bentuk akhir
dari string solusi tersebut beruapa rangkaian karakter S, L, dan R yang akan
menggambarkan jalur dari titik awal ke titik tujuan maze.
Sumber :
Komentar
Posting Komentar