6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Android Android adalah open source platform untuk mobile device. Dikembangkan oleh google bersama Open Handset Alliance (OHA) yaitu aliansi perangkat selular terbuka yang terdiri dari 47 perusahaan hardware, software dan perusahaan telekomunikasi ditujukan untuk mengembangkan standar terbuka bagi perangkat selular. Tujuan aliansi tersebut yaitu menseleksi pembaharuan dalam mobile dan menawarkannya ke konsumen yang lebih kaya, dan sedikit mahal. (Indriyanto. 2015). Kelebihan Android: 1. Android adalah comprehensive platform, software-nya lengkap. 2. Open source platform, bebas pengembangan tanpa dikenakan biaya terhadap sistem karena berbasiskan linux. 3. Android adalah purpose-built untuk mobile device. Desain dari android berasal dari waktu mendatang yang dapat diguna. 4. Android juga tidak memakan memori yang terlalu banyak sehingga pengguna tidak terlalu khawatir terhadap software yang memorinya terbatas. 2.2 Bluetooth Bluetooth adalah teknologi komunikasi tanpa kabel yang menyediakan layanan komunikasi secara real-time antar perangkat Bluetooth dengan jarak layanan yang lebih jauh dari media infra merah. Teknologi Bluetooth banyak digunakan sebagai
Universitas Sumatera Utara
7
media pertukaran data pada berbagai perangkat smartphone termasuk Android. (Rahmiati.2014). Adapun kelebihan dan kekurangan Bluetooth adalah: 1. Kelebihan Bluetooth adalah: a. Dapat menembus dinding, kotak, dan sebagaiannya. b. Bersifat nirkabel. 2. Kekurangan Bluetooth adalah: a. Menggunakan frekuensi yang sama dengan gelombang wifi. b. Fungsi search tidak optimal jika dalam satu area terdapat Bluetooth dalam jumlah banyak. c. Tidak bisa dengan jarak yang begitu jauh. 2.3 Robot Robot secara umum dapat diartikan sebuah sistem yang terdiri dari hardware dan software yang dapat melakukan tugas tertentu dari manusia. Robot dirancang oleh manusia untuk membantu bahkan menggantikan kegiatan manusia yang butuh ketelitian dan beresiko tinggi. (Setiawan. 2012). Istilah robot pertama kali muncul pada tahun 1920, berasal dari kata 'robota' yang dalam bahasa Ceko (negeri Eropa Timur) berarti kerja paksa. Kata itu muncul dalam drama pentas Rossum's Universal Robots karya Karel Capek, seorang penulis dari negara Ceko. Kemudian pada tahun 1950, Isaac Asimov mengemukakan dalam novelnya 'Robot', tiga aturan perobotan yaitu: 1. Sebuah robot tidak boleh mencederai manusia. 2. Robot harus mematuhi perintah yang diberikan manusia, kecuali bila itu melanggar aturan pertama. 3. Robot harus melindungi eksistensinya sendiri sebagai mesin yang harus mematuhi manusia. Seiring berkembangnya teknologi, berbagai robot dibuat dengan spesialisasi atau keistimewaan. Robot dengan keistimewaan khusus sangat erat kaitannya dengan
Universitas Sumatera Utara
8
kebutuhan dalam dunia industri modern. Dewasa ini mereka semakin menuntut adanya suatu alat dengan kemampuan tinggi yang dapat membantu menyelesaikan pekerjaan manusia ataupun menyelesaikan pekerjaan yang tidak mampu diselesaikan manusia. Pada dasarnya robot dibedakan menjadi dua bagian, yaitu robot mobil dan robot non mobil. Robot mobil adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik lain. Non mobile robot merupakan robot yang hanya berdiri pada satu titik tempat secara terus menerus dalam menjalankan fungsinya. Robot jenis ini biasa disebut robot manipulator. Kombinasi antara mobile robot dengan non mobile robot dapat menghasilkan kelompok kombinasi konvensional (mobile dengan non-mobile) serta kelompok non-konvensional. Untuk kelompok pertama sengaja diberi nama konvensional, karena nama yang dipakai dalam konteks penelitian adalah nama-nama yang dianggap umum, seperti mobile manipulator, robot pemanjat (climbing robot), dan walking robot. Sedangkan kelompok non-konvensional dapat berupa robot humanoid, animaloid, extra-ordinary, atau segala bentuk inovasi penyerupaan yang bisa dilakukan. Suatu robot seharusnya memiliki 3 kemampuan yaitu: 1. Kemampuan bergerak, dapat berupa kaki, tangan ataupun roda. 2. Kemampuan
indera/sensorik
selayaknya
manusia
seperti
penglihatan,
pendengaran, keseimbangan, dan lain sebagainya. 3. Kemampuan kecerdasan berfikir untuk mengambil keputusan. Semua kemampuan robot tersebut harus dirancang dan ditentukan oleh pembuatnya. 2.4 Konsep dasar pengontrolan dan perangkat sistem Suatu sistem pengendalian otomatis dalam suatu proyek berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia. (Erinofiardi et al 2012). Saat ini, pengendalian otomatis sudah banyak digunakan dalam bidang ilmu yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan rumit dan membantu manusia untuk
Universitas Sumatera Utara
9
bisa melakukan pekerjaan dua atau lebih sekaligus. Selain itu, manfaat pengendalian otomatis dapat memperkecil kesalahan yang dilakukan oleh manuisa. A. Jenis-jenis pengontrolan 1. Sistem kontrol loop terbuka Sistem kontrol loop terbuka adalah sistem yang menghasilkan output yang tidak berpengaruh terhadap sistem pengontrolan. Dengan demikian output dari pengontrolan tidak digunakan lagi sebagai input. Dari Gambar 2.1. menggambarkan output dari pengontrolan yang tidak digunakan lagi pada alat kendali. Sehingga proses yang terjadi pada sistem hanya memproses sinyal masukan kemudian mengirimkannya ke alat kendali.
Gambar 2.1. Sistem Pengendali loop terbuka (Erinofriadi et al, 2012) 2. Sistem kontrol loop tertutup Sistem kontrol loop tertutup adalah sistem yang menggunakan output dari pengolahan pada sistem untuk dijadikan sebagai input didalam sistem. Dengan kata lain, output dari sistem masih berpengaruh terhadap proses kendali kontrol. Sistem kontrol loop tertutup menggunakan output dari sistem untuk dijadikan input pada sistem. Proses ini disebut sebagai proses umpan balik yang berfungsi untuk meminimalisir kesalahan yang terjadi pada setiap proses yang dilakukan oleh sistem. Proses umpan balik ini akan terus dilakukan sampai didapatkan hasil yang sesuai.
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.2. Sistem pengendali loop tertutup (Erinofriadi et al, 2012) Sinyal input merupakan masukan yang akan menentukan suatu nilai yang diharapkan bagi sistem yang dikendalikan. Untuk sistem pengendalian ini sinyal input dihasilkan oleh mikrokontroler. Gambar 2.2. menyatakan hubungan antara input dan output yang dilakukan didalam sistem kontrol loop tertutup. Sinyal input dibandingkan terlebih dahulu dengan sinyal umpan balik untuk menghasilkan sinyal bersih yang akan dikirimkan ke elemen pengendali untuk menghasilkan sinyal keluaran yang akan dikirim ke alat terkendali. 2.4.1
Mikrokontroler AVR ATmega8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itukelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte. AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang
Universitas Sumatera Utara
11
diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V. Secara umum, mikrokontroler terdiri atas 4 jenis. Masing-masing jenis mikrokontroler tersebut memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda. Adapun ketiga jenis mikrokontroler tersebut adalah: 1. MCS51 Mikrokontroler MCS51 termasuk kedalam bagian dari complex instruction-set
computing (CISC) yang sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus. MCS51 memiliki (ROM) dengan kapasitas 64kb dan (RAM) 64kb yang dapat diakses dengan cara memberi jalur pemilihan chip yang terpisah dari chip utama untuk mengakses program dari memori data. Salah satu kemampuan dari mikrokontroler MCS51 ini adalah pemasukan aljabar Boolean yang mengizinkan operasi algoritma dalam tingkatan satuan –bit dapat dilakukan secara langsung dalam register internal dan akses RAM. Oleh karena itu, MCS51 digunakan dalam rancangan awal Programmable Logic Control (PLC). 2. Alv and Vegard’s Risc (AVR) Microcontroler AVR adalah kontroler utama pada sebuah sistem. Dia dapat mengontrol semua perangkat pada sistem. (Bhangali et al, 2013). Mikrokontroler AVR merupakan microcontroler tipe Reduce Instruction Set Computing (RISC) 8 bit. Karena pemrosesan dilakukan secara RISC, sebagian besar instruksinya dikemas kedalam satu siklus clock. Secara umum, AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas. Perbedaan disetiap kelasnya adalah kapasitas memori, peripheral dan fungsi. Adapun keempat kelas tersebut adalah ATTiny, AT90Sxx, ATMega dan AT86RFxx. 3. PIC PIC merupakan mikrokontroler tipe Reduce Instruction Set Computing (RISC). PIC dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol motor, dan memori program dari 512 word hingga 32 word. Word merupakan instruksi yang terdapat dalam bahasa assembly dari 12 bit hingga 16 bit.
Universitas Sumatera Utara
12
4. ARM ARM (Advance RISC Machine) merupakan mikrokontroler tipe RISC yang dikembangkan oleh ARM limited. Pada awalnya merupakan prosesor desktop yang didominasi oleh x86 bit. Hanya saja, arsitektur ARM dinilai tidak sesuai dengan kebutuhan desktop sehingga ARM lebih cenderung digunakan pada smartphone.
2.4.2 Fuzzy logic Dalam kamus Oxford, istilah fuzzy didefinisikan sebagai blurred (kabur atau remang-remang), indistinct (tidak jelas), imprecisely defined (didefenisikan secara tidak presisi), confused (membingungkan), vague (tidak jelas) (Agus Naba. 2009,). Kendali fuzzy logic memberikan alternatif lain dalam sistem kendali. Dalam kendali fuzzy logic tidak diperlukan model matematika dari sistem karena kendali fuzzy logic bekerja berdasarkan rule-rule yang diekstrak sesuai dengan pemikiran dan pengetahuan manusia baik sebagai operator atau ahli. Dalam penelitian ini disajikan implementasi kendali fuzzy logic untuk penentuan lokasi yang akan dituju. Proses fuzzy inference dalam kendali fuzzy logic terdiri atas 3 bagian yaitu fuzzifikasi, evaluasi rule dan defuzzifikasi. Fuzzifikasi mengubah nilai crisp input menjadi nilai fuzzy input. Proses evaluasi rule mengolah fuzzy input sehingga menghasilkan fuzzy output. Defuzzifikasi mengubah fuzzy output menjadi nilai crisp output. Gambar 2.3 menunjukkan tahapan – tahapan fuzzy logic.
Gambar 2.3 Tahapan tahapan fuzzy logic (Awal H, 2015)
Universitas Sumatera Utara
13
1. Fuzzifikasi Fuzzifikasi yaitu suatu proses untuk mengubah suatu masukkan dari bentuk tegas (crisp) menjadi fuzzy (variabel linguistik) yang biasanya disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan suatu fungsi kenggotaannya masing-masing. 2. Evaluasi Aturan (Inference Engine) Evaluasi rule merupakan proses pengambilan keputusan (inference) yang berdasarkan rule-rule yang ditetapkan pada basis rule untuk menghubungkan antar peubah-peubah fuzzy masukan dan peubah fuzzy keluaran. Rule-rule ini berbentuk jika …maka (IF ... THEN). Ada 2 proses pada inference Engine: 1. Aggregation: proses penghitungan pada IF 2. Composition: proses penghitungan pada Then 3.
Defuzzifikasi Menurut I Made Budi Suksmadana (2011), defuzzifikasi merupakan proses mencari nilai dari variabel linguistik berdasarkan derajat keanggotaannya
yang
dimiliki.
menghasilkan
keluaran
(output)
sebelumnya.
Proses
Dalam yang
defuzzifikasi
proses
diinginkan
memiliki
defuzzifikasi dari
proses
keluaran
fungsi
keanggotaan yang berupa garis vertical (singleton). 2.4.3
Sensor ultrasonic Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar
Universitas Sumatera Utara
14
oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
Gambar 2.4 Ultrasonic (Sumber Data Sheet HC-SR04) 2.4.4 Sensor infra merah Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang antara 700 nm sampai 1 mm dan berada pada spektrum berwarna merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah tidak akan terlihat oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih dapat dirasakan/dideteksi. Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.
Universitas Sumatera Utara
15
Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima infra merah, lubang untuk menerima cahaya (window) sudah dibuat khusus sehingga dapat mengurangi interferensi dari cahaya non-infra merah. Oleh sebab itu sensor infra merah yang baik biasanya memiliki jendela (pelapis yang terbuat dari silikon) berwarna biru tua keungu-unguan. Sensor ini biasanya digunakan untuk aplikasi infra merah yang digunakan diluar rumah. Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik pada penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian pengirim) dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik.
Gambar 2.5 Lambang infra merah dan bentuk fisiknya (Dipranoto R. A, 2010)
Universitas Sumatera Utara
16
2.5 Penelitian Terdaulu Tahun 2010 Anita, N.S. melakukan penelitian untuk robot membuat robot micromouse dengan menggunakan algoritma depth-first search secara otomatis, dan robot tersebut dipasangkan sensor inframerah untuk mengikutin garis hitam, dan robot tersebut tidak memliki pengendalian, robot tersebut mencari jalur yang akan dilewatinya dari titik satu ke titik yang lain. Tahun 2012 Febriani, R. & Suprijadi. melakukan penelitian untuk mengontrol robot menggunakan sensor kamera dengan memanfaatkan camera robot tersebut dapat mengenali suatu objek yang sudah ditentukan dan mengikuti kemanapun objek itu pergi. Kontrol gerak robot menggunakan metode random walks berbasis citra. Tahun 2015 Indriyanto, C. melakukan penelitian untuk melakukan pengendalian robot menggunakan smartphone dengan media Bluetooth robot tersebut dapat menerima perintah yang dikirim dengan smartphone seperti: maju, mundur, kanan, dan kiri. Tahun 2015 Choudhury, N. & Singh, T. C. melakukan penelitian untuk pengendalian robot menggunakan suara dan menggunakan algoritma pointbug. Pengendalian robot ini menggunakan smartphone dari smartphone mengirim perintah suara dari API google, sehingga robot dapat menerima pesan suara itu dengan baik. No.
Judul
Peneliti
Metode
Keterangan
1
Robot micromouse
Nur
Algoritma
Menghasilkan suatu
dengan
Syahfidtri
Depth-First
robot micromouse
menggunakan
Anita (2010)
Search
bergerak di maze tanpa
algoritma depth-first
adanya pengendalian
search
kepada robot
Universitas Sumatera Utara
17
2
Aplikasi metode
Rani
Metode
Mengontrol robot
random walks untuk
Febriani &
random walks
menggunakan sensor
kontrol gerak robot
Suprijadi
camera, yang berfungsi
berbasis citra
(2012)
untuk mengidentifikasi objek agar robot bergerak sesuai objek yang telah terdeteksi
3
4
Perancangan Sistem
Cholik
-
Menggerakan robot
Kendali Remote
Indriyanto
menggunakan
Control Robot Mobil
(2015)
smartphone android
Menggunakan
menggunakan media
Smartphone Android
komunikasi Bluetooth
Voice Controlled
Nupur
Algoritma
Mengendalikan robot
BOEbot using
Choudhury
PointBug
menggunakan suara
PointBug Algorithm
&
for Human Robot
Chingtham
Interaction using
Tejbanta
Android Technology
Singh (2015)
pada android
Universitas Sumatera Utara
