Pengenalan tentang robot
Seiring pesatnya perkembangan teknologi informasi serta otomasi industri dimana komputer menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari teknologi itu sendiri membuat integrasi komputer dengan disiplin ilmu lain seperti elektronika, pemrograman dan mekanika tidak bisa dihindari. Munculnya mekatronika dengan wujud robot sebagai bentuk implementasinya mendorong kami mengembangkan robotika sebagai bagian dari dunia pendidikan kita. Kami tampil sebagai yang pertama di Indonesia yang menyediakan dan menyalurkan kegemaran dan pengetahuan robotika serta merancang standar kurikulum bagi pelajar SD, SMP, SMU hingga mahasiswa perguruan tinggi.
Sebagai objek pelatihan dan pendidikan, siswa/mahasiswa dituntut aktif, kreatif dan terlibat langsung dalam proses perakitan, pengoperasian, dan mempraktekan latihan-latihan yang tersedia dalam modul. Setiap modul dibuat sesuai tingkat kemampuan siswa. Pengajaran ditingkat SD, lebih pada bermain robot tetapi tetap menjaga unsur pendidikan. Pada tingkat SMU, siswa mulai diberi pengantar pemrograman dan pengenalan teknologi dengan mempelajari struktur pemrograman, perakitan serta bekerja dalam kelompok. Pada tingkat perguruan tinggi, modul mengajak mahasiswa tidak hanya mengerti prinsip dasar robotika dan pemrograman namun juga ditantang untuk memodifikasi program dan konstruksi robot. Pemrograman micro-controller menjadi pilihan dimana mahasiswa diajak untuk belajar pemrograman microcontroller mulai dari yang sangat sederhana mengaktifkan flip-flop hingga menjalankan manipulator robot. Selain itu, pelatihan micro-controller dengan robotics kit memberikan banyak kemungkinan dan sangat bervariasi.
Robotika adalah multidisiplin dengan komputer, elektronika dan mekanika sebagai ilmu dasarnya. Namun begitu tidak terbatas bagi pengajar untuk melibatkan ilmu-ilmu lain seperti biologi dan anatomi. Dengan robotics walker kit, para guru/dosen dapat melibatkan siswanya untuk mengamati gerakan kaki serangga dan mensimulasikannya sebelum diprogram ke robot walking kit (2 kaki, 4 kaki atau 6 kaki).
Belajar pemrograman dengan objek robot membuat proses belajar menjadi lebih menarik dan nyata. Mulai dengan pemrograman Basic hingga ke pemrograman C, siswa secara bertahap belajar pemrograman sehingga pemahaman komputer hanya untuk mengetik dan bermain akan bergeser menjadi pemikiran bahwa komputer telah menjadi bagian dari teknologi sistem kontrol dan akusisi data.
Robotics kit dapat juga digunakan dalam implementasi artificial intelligent (AI), sistem sensor, model sistem otomasi kontrol dan bagi yang sekedar hobi, kit dapat ditambahkan aksesories seperti sensor, kamera, motor, rangkaian elektronika hingga kepengembangan software dan modifikasi kit.
Tahap-tahap pembuatan robot
Secara garis besar, tahapan pembuatan robot dapat dilihat pada gambar berikut:
- Pembuatan, meliputi pembuatan mekanik, elektonik, dan program.
- Uji coba.
1. Tahap perencanan
Dalam tahap ini, kita merencanakan apa yang akan kita buat, sederhananya, kita mau membuat robot yang seperti apa? berguna untuk apa? Hal yang perlu ditentukan dalam tahap ini:
- Dimensi, yaitu panjang, lebar, tinggi, dan perkiraan berat dari robot. Robot KRI berukuran tinggi sektar 1m, sedangkan tinggi robot KRCI sekitar 25 cm.
- Struktur material, apakah dari alumunium, besi, kayu, plastik, dan sebagainya.
- Cara kerja robot, berisi bagian-bagian robot dan fungsi dari bagian-bagian itu. Misalnya lengan, konveyor, lift, power supply.
- Sensor-sensor apa yang akan dipakai robot.
- Mekanisme, bagaimana sistem mekanik agar robot dapat menyelesaikan tugas.
- Metode pengontrolan, yaitu bagaimana robot dapat dikontrol dan digerakkan, mikroprosesor yanga digunakan, dan blok diagram sistem.
- Strategi untuk memenangkan pertandingan, jika memang robot itu akan diikutkan lomba/kontes robot Indonesia/Internasional.
2. Tahap pembuatan
Ada tiga perkerjaan yang harus dilakukan dalam tahap ini, yaitu pembuatan mekanik, elektronik, dan programming. Masing-masing membutuhkan orang dengan spesialisasi yang berbeda-beda, yaitu:
- Spesialis Mekanik, bidang ilmu yang cocok adalah teknik mesin dan teknik industri.
- Spesialis Elektronika, bidang ilmu yang cocok adalah teknik elektro.
- Spesialis Programming, bidang ilmu yang cocok adalah teknik informatika.
Jadi dalam sebuah tim robot, harus ada personil-personil yang memiliki kemampuan tertentu yang saling mengisi. Hal ini diperlukan dalam membentuk Tim Kontes Robot Indonesia (KRI) atau Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI). Bidang ilmu yang saya sebutkan tadi, tidak harus diisi mahasiswa/alumni jurusan atau program studi tersebut, misalnya boleh saja mahasiswa jurusan teknik mesin belajar pemrograman.
Untuk mengikuti lomba KRI/KRCI dibutuhkan sebuah tim yang solid. Tetapi buat Anda yang tertarik membuat robot karena hobby atau ingin belajar, semua bisa dilakukan sendiri, karena Anda tidak terikat dengan waktu atau deadline. Jadi Anda bisa melakukannya dengan lebih santai.
Pembuatan mekanik
Setelah gambaran garis besar bentuk robot dirancang, maka rangka dapat mulai dibuat. Umumnya rangka robot KRI terbuat dari alumunium kotak atau alumunium siku. Satu ruas rangka terhubung satu sama lain dengan keling alumunium. Keling adalah semacam paku alumunium yang berguna untuk menempelkan lembaran logam dengan erat. Rangka robot KRCI lebih variatif, bisa terbuat dari plastik atau besi panjang seperti jeruji.
Pembuatan sistem elektronika
Bagian sistem elektronika dirancang sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Misalnya untuk menggerakkan motor DC diperlukan h-brigde, sedangkan untuk menggerakkan relay diperlukan saklar transistor. Sensor-sensor yang akan digunakan dipelajari dan dipahami cara kerjanya, misalnya:
- Sensor jarak, bisa menggunakan SRF04, GP2D12, atau merakit sendiri modul sensor ultrasonik atau inframerah.
- Sensor arah, bisa menggunakan sensor kompas CMPS03 atau Dinsmore.
- Sensor suhu, bisa menggunakan LM35 atau sensor yang lain.
- Sensor nyala api/panas, bisa menggunakan UVTron atau Thermopile.
- Sensor line follower / line detector, bisa menggunakan led & photo transistor.
Berikut ini gambar sensor ultrasonik, inframerah, UVTron, dan kompas:
Pembuatan sistem elektronika ini meliputi tiga tahap:
- Design PCB, misalnya dengan program Altium DXP.
- Pencetakan PCB, bisa dengan Proboard.
- Perakitan dan pengujian rangkaian elektronika.
Pembuatan Software/Program
Pembuatan software dilakukan setelah alat siap untuk diuji. Software ini ditanamkan (didownload) pada mikrokontroler sehingga robot dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.
Tahap pembuatan program ini meliputi:
- Perancangan Algoritma atau alur program
Untuk fungsi yang sederhana, algoritma dapat dibuat langsung pada saat menulis program. Untuk fungsi yang kompleks, algoritma dibuat dengan menggunakan flow chart. - Penulisan Program
Penulisan program dalam Bahasa C, Assembly, Basic, atau Bahasa yang paling dikuasai. - Compile dan download, yaitu mentransfer program yang kita tulis kepada robot.
3. Uji coba
Setelah kita mendownload program ke mikrokontroler (otak robot) berarti kita siap melakukan tahapan terakhir dalam membuat robot, yaitu uji coba.
Arm servo robot adalah salah satu bentuk manipulator industri dengan geometri anthropomorphic (menyerupai tangan manusia). Kit ini cukup cepat, akurat dan memiliki kepresisian yang cukup baik. Dengan 4 sumbu gerak dan satu gripper sebagai end-effector-nya membuat kit ini sangat tepat untuk pelatihan teknologi kontrol, implementasi elektronika (mekatronika), pemrograman dan otomasi industri. Keempat sumbu gerak itu adalah: base, shoulder, elbow, dan wrist dengan sudut gerak masing-masing 180 derajat. Arm dikontrol oleh PC secara manual atau dengan program baik on-line maupun off-line dan arm dapat pula dikombinasikan dengan arm lain dalam satu kontrol unit sehingga dapat digunakan sebagai alat peraga saat pameran atau model saat perancangan sistem kontrol otomasi. Sebagai objek pelatihan, kit ini juga dapat dikontrol dengan micro-controller sehingga siswa dapat mempraktekan kemampuan pemrogramannya sekaligus mempelajari aspek-aspek penting dalam pengontrolan robotics melalui micro-controller.
Sumber :
