SISTEM KOMUNIKASI ROBOT HUMANOID DALAM APLIKASI ROBOT PENARI

PENDAHULUAN

Dengan maraknya pengembangan teknologi robotika dalam aplikasi di kehidupan manusia baik dalam dunia industri, hiburan, keamanan, ataupun industri medis tentunya membutuhkan regenerasi pengembangan teknologi yang digunakan dalam peningkatan efisiensi industri tersebut, hal ini dilakukan untuk pencapaian efisiensi alat yang lebih baik dalam pengoperasiannya di berbagai bidang kehidupan manusia, salah satu pengembangan dibidang robotika yang marak dikembangkan yaitu robot humanoid. Robot humanoid ini sedang marak dikembangkan mengingat banyak sekali manfaat yang dapat dikembangkan dalam aplikasi robot ini. Di Indonesia sendiri terdapat banyak kegiatan yang dilakukan dalam pengembangan robot humanoid ini salah satunya yaitu kontes robot seni indonesia ( KRSI ) pada kontes robot seni Indonesia tahun 2015 ini mengharuskan dua robot menari berdampingan satu sama lain sesuai dengan tema tarian yang berlaku. Pada penelitian ni dibuat suatu sistem komunikasi antar dua robot humanoid yang menari. Dengan adanya komunikasi ini diharapkan dapat memperbaiki sistem gerak antar kedua robot dalam melakukan singkronisasi gerakan tarian mengikuti gerakan tarian manusia pada umumnya, mengingat perkembangan robotika saat ini khususnya pengembangan robot humanoid sudah sangat banyak dikembangkan, namun pengembangan yang ada belum menerapan teknologi komunikasi wireless antar kedua robot, dimana sebelumnya kedua robot menari tanpa adanya komunikasi antar kedua robot dan hanya mengandalkan pewaktu internal mikrokontroller yang digunakan. Dengan adanya komunikasi wireless ini penggunaan timer bisa dihindari dan dapat mencapai singkronisasi gerakan pada kedua robot .

TEORI PENUNJANG

A)     Komunikasi Wireless

Telekomunikasi nirkabel adalah transfer informasi antara dua atau lebih titik yang tidak terhubung oleh (penghantar listrik). Jarak bisa pendek, seperti beberapa meter untuk remote control televisi, atau sejauh ribuan atau bahkan jutaan kilometer untuk ruang-dalam komunikasi radio. Ini meliputi berbagai jenis tetap, mobile, dan portabel radio dua arah, telepon seluler, personal digital assistant (PDA), dan jaringan nirkabel. Contoh lain dari teknologi nirkabel termasuk GPS unit, komunikasi Bluetooth , Wifi (8)

B)     Bluetooth HC-05

HC-05 merupakan salah satu modul bluetooth yang handal dalam bagian transfer data. Bluetooth module ini digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth. Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu master dan slave. Penggunaan utama dari modul BT ini adalah menggantikan komunikasi serial via kabel, sebagai contoh:

1.      Jika akan menghubungkan dua sistem mikrokontroler agar bisa berkomunikasi via serial port maka dipasang sebuah modul BT master pada satu sistem dan modul BT slave pada sistem lainnya. Komunikasi dapat langsung dilakukan setelah kedua modul melakukan pairing. Koneksi via bluetooth ini menyerupai komunikasi serial biasa, yaitu adanya pin TXD dan RXD.

2.      Jika sistem mikrokontroler dipasangi modul BT slave maka ia dapat berkomunikasi dengan perangkat lain. Pemakaian module BT pada sistem komunikasi baik antar dua system mikrokontroler maupun antara suatu sistem ke device lain tidak perlu menggunakan driver, tetapi komunikasi dapat terjadi dengan dua syarat yaitu:

-          Komunikasi terjadi antara modul BT master dan BT slave, komunikasi tidak akan pernah terjadi jika kedua modul sama-sama master atau samasama slave, karena tidak akan pernah pairing diantara keduanya.

-          Akan pairing jika parameter bluetooth yang pairing antar kedua bluetooth sudah disettting, antara master dan slave dengan baud rate, passwords yang sama .

-          Pada sisi master, harus dapat melakukan auto search salve Bluetooth yang digunakan.

-          Berikut adalah spesifikasi dari modul bluetooth HC-05:

-          Kepekaan mencapai -80dBm.

-          Kekuatan pengiriman mencapai +4dBm.

-          Bekerja pada tegangan rendah, berkisar Antara 1.8 – 3.6 I/O.

-          Menggunakan kontrol PIO.

-          Terkoneksi jaringan EDGE.

-          Baud Rate : 38400, Databits:8, Stop:1, Parity:No parity, Baud rate yg diperbolehkan :9600,19200,38400,57600,115200,230 400,460800.

-          Auto connect jika sudah terhubung dengan default connection (9) Modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa diubah mode kerjanya menjadi master atau slave serta diakses dengan lebih banyak AT Command, Modul bluetooth HC-05 ditunjukkan pada Gambar 1 berikut ini:

C)     Komunikasi Serial ( USART )

Sebuah komunikasi dengan fleksibelitas tinggi yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur USART. USART dapat menjalankan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. UART adalah komponen yang menerjemahkan antara data bit pada paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. Yang mana UART adalah protokol komunikasi yang umum digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler.

PERANCANGAN ALAT

Pada tahap ini akan dibahas perancangan alat mulai dari desain mekanik, desain elektronik, serta desain software. Perancangan alat dibuat secara bertahap dimulai dari desain mekanik, setelah selesai maka dilanjutkan dengan desain rangkaian elektronik atau hardware, dan tahap akhir adalah desain software.

1.       Perancangan Mekanik

    Perancangan kontruksi robot yang meliputi kerangka tubuh / torso robot menggunakan bahan plat aluminium 2 mm sedangkan pakaian robot dibuat mengikuti tema pada kontes robot seni Indonesia (KRSI) 2015, dimana pada rule KRSI 2015 robot menari tarian “BAMBANGAN CAKIL”, pada tarian ini terdapat dua robot yang saling menari dan menggunakan kostum masing-masing sesuai dengan peran yang di tarikan, kostum yang digunakan dibuat semirip mungkin dengan kostum tokoh yang diperankan tanpa mengurangi performa robot secara keseluruhan, adapun bahan yang digunakan adalah bahan kain semi silk lentur dengan warna yang menyerupai kulit manusia sedangkan untuk hiasan menggunakan kain batik merah. 

2.      Perancangan Hardware Elektrik

Desain hardware elektrik didesain dengan blok diagam seperti pada gambar 3.

Berdasarkan blok diagram gambar 3 diatas sistem komunikasi pada robot penari ini menggunakan HC-05 bluetooth modul yang akan digunakan sebagai piranti komunikasi wireless antar robot. HC-05 bluetooth modul menerima data dari pasangan bluetooth yang dirakit pada robot kedua menggunakan Atmega8 sebagai penampung data yang diterima dengan memanfaatkan fasilitas komunikasi serial USART pada atmega8 tersebut, kemudian terdapat sensor suara analog (DFR-0034) yang berfungsi mengubah sinyal suara menjadi data ADC yang kemudian dapat dikenali oleh controller cm-530.

3.      Perancangan Software

    Pada proses pembuatan robot ini digunakan beberapa jenis pemrogramman, diantaranya menggunakan program berbasis bahasa C, menggunakan Codevision AVR yang digunakan untuk pemrograman ATMEGA 8, dan software roboplus Motion dan roboplus Task. Software Roboplus Motion digunakan dalam pemrogramman CM-530 untuk pengaturan gerakan robot, sedangkan Software Roboplus Task digunakan dalam pemrograman step gerakan serta sensor yang akan digunakan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah tahap perancangan alat selesai tahap berikutnya yaitu pengujian alat. Pada tahap ini hardware dan software akan diuji. A. Pengujian Sound Sensor pada Robot Kedua robot humanoid penari menggunakan sebuah sensor suara yang dapat mengenali adanya suara disekitar robot dengan sensitifitas tertentu yang dapat diatur, terdapat dua tipe sensor suara yang digunakan, yaitu sensor suara DFR-0034 buatan DF robot dan sensor suara analog, kedua sensor suara tersebut memiliki karakteristik yang berbeda DFR-0034 memiliki output berupa analog output yang nantinya akan dibaca sebagai data ADC pada CM-530 kontroller, default output tanpa suara dari DFR-0034 berupa adc = 0, sedangkan pada sensor suara analog output berupa sinyal digital high / low dengan kondisi default tanpa suara output berupa “high” berdasarkan pengujian pembacaan nilai adc yang dihasilkan dari robot ditampilkan pada serial monitor CM-530 dari percobaan yang dilakukan data yang didapat menunjukkan bahwa nilai adc yang terbaca merupakan adc 10 bit dengan interval nilai yang terbaca 0 s/d 1023. Hasil pengujian sensor suara terhadap musik pengiring tarian dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini:

B. Pengujian Pengiriman Data Bluetooth

Modul bluetooth digunakan untuk membuat koneksi antar kedua robot, dan dalam mengkomunikasikan kedua robot dibutuhkan dua buah bluetooth yang saling terkoneksi. Untuk membuat auto pairing kedua bluetooth HC-05 yang digunakan pada kedua robot maka kedua modul bluetooth harus diatur menjadi slave dan master.Master adalah modul bluetooth yang mencari pasangan bluetooth identik yang telah diatur untuk pairing. Sedangkan yang lain akan dijadikan modul bluetooh slave. Berikut hasil percobaan pengiriman data bluetooth pada kedua robot:

C. Pengujian Pengontrolan Motor Servo pada Gerakan Sembah Pembuka

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menguji gerakan motor servo dari controller cm-530. Berikut hasil pengujian gerakan motor servo:

D. Pengujian Pengontrolan Sinkronisasi Gerakan Kedua Robot

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menguji gerakan kedua robot terhadap suara tarian dan sinkronisasi gerakan kedua robot tersebut. Berikut hasil pengujian yang dilakukan:

SIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa yang dilakukan dapat disimpulkan Hasil uji coba yang dilakukan, kedua robot dapat saling berkomunikasi dan dapat mengirimkan data serial dengan kecepatan yang tinggi sehingga dapat membuat robot melakukan gerakan tari secara bersamaan dengan waktu 208 mikro detik.

DAFTAR PUSTAKA

http://i2c2p.twibright.com diakses tanggal 18 Juni 2015.

http://www.engineersgarage.com diakses tanggal 20 Juni 2015

http://robot-elecrtonic.co.uk diakses tanggal 1 Juli 2015

http://indo-ware.com diakses tanggal 25 Juni 2015

http://www.electricly.com diakses tanggal 4 Juli 2015

Panduan Kontes Robot Cerdas Indonesia 2015, ….,200,Datasheet_TPA-81. ....., 2003, SRF04,

https://jurnal.ftumj.ac.id/index.php/semnastek/article/view/417/383

AIRSPEED INDICATOR

Instrumen Air Speed Indicator digunakan untuk menunjukkan kecepatan pesawat saat terbang. Kecepatan pesawat yang diukur adalah kecepatan relatif terhadap udara disekitarnya. Kecepatan udara diukur dengan mengukur perbedaan tekanan udara. Tekanan udara diperoleh dengan menggunakan sistem Pitot-Static. Pada pengaturan dasar T, instrument ini terletak di sebelah kiri atas. Kecepatan pesawat diukur dalam satuan Knots.

RANGKAIAN SENSOR SUHU LM35 + LED

Ini adalah rangkaian sensor suhu sederhana dengan menggunakan LM35 dengan LED merah dan hijau sebgai indikasi. Bahwa dengan rangkaian ini kita bisa mendeteksi suhu yang diinginkan atau tidak diinginkan. Maksudnya anda dapat mengatur derajat (sebagai referensi/acuan) dimana jika suhu lingkungan lebih dari suhu acuan maka LED yang anda inginkan menyala akan menyala. contoh, anda mengatur pada rangkaian ini jika 30 derajat lebih suhu diruangan, maka LED Merah akan menyala. Berapapun (kurang lebih hingga 120 derajat) yang anda inginkan sebagai referensi bisa diatur pada Potensiometer (Variabel Resistor).

PENGERTIAN TRANSDUCER

Transducer (Transduser) adalah suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Bentuk-bentuk energi tersebut diantaranya seperti Energi Listrik, Energi Mekanikal, Energi Elektromagnetik, Energi Cahaya, Energi Kimia, Energi Akustik (bunyi) dan Energi Panas. Pada umumnya, semua alat yang dapat mengubah atau mengkonversi suatu energi ke energi lainnya dapat disebut sebagai Transduser (Transducer).