PERCOBAAN 2 : MEMBUAT ROBOT HUMANOID
1. Tujuan
Agar Bamasis mampu membuat robot Humanoid
2. Alat dan Bahan :
a. Laptop
b. Aplikasi 3ds Max
c. Motor Servo
d. Motor DC
e. Transmitter
f. Receiver
g. Kamera
h. Video Sender
i. Video Receiver
j. Arduino
k. DTMF
3. Landasan Teori
a. Robot
Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Seperti manusia, robot juga memiliki “otak” yang berfungsi sebagai pengendali seluruh sistem robot. Otak robot pada umumnya adalah mikrokontroler. Kemampuan ini bisa dicapai jika didukung oleh rangkaian sensor yang memadai agar robot mampu mendeteksi lingkungan di sekitarnya dengan baik sehingga dapat merespon perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya.
Robot mempunyai kelebihan diantaranya ia tidak memiliki rasa lelah ataupun harus istirahat. Robot dapat dipaksa untuk terus menerus melakukan pekerjaan selama komponen Robot masih dalam keadaan baik. Akan tetapi Robot tentu mempunyai kekurangan dimana ia hanya menjalankan perintah yang dimasukan dan tidak bisa beradaptasi atau melakukan improvisasi manakala terjadi suatu kondisi diluar yang diperintahkan oleh user.
b. Robot Humanoid
Teknologi robot terus dikembangkan dengan tujuan untuk membantu dan mempermudah pekerjaan manusia, dengan harapan mencapai efisiensi yang lebih baik dalam pengoperasiannya di berbagai bidang kehidupan. Salah satu inovasi dalam bidang robotika yang semakin populer adalah pengembangan robot humanoid, yaitu robot yang dirancang untuk meniru beberapa aktivitas manusia, seperti berjalan dan menggerakkan anggota tubuh seperti layaknya manusia. Robot humanoid memiliki banyak manfaat, karena desainnya yang menyerupai manusia memungkinkannya beradaptasi dengan lingkungan sekitar lebih mudah.
 |
| Gambar 1. Robot Humanoid |
Robot memiliki dua metode pengendalian, yaitu secara manual dan otomatis, dengan alat pengontrol yang biasa disebut remote control. Pada umumnya, pengendalian robot dilakukan menggunakan remote control yang dihubungkan dengan kabel, namun hal ini dapat membatasi ruang gerak robot.
c. Motor Servo pada Robot Humanoid
Motor servo adalah motor DC kecil yang dilengkapi dengan sistem gigi dan potensiometer, memungkinkan horn servo untuk ditempatkan pada posisi tertentu sesuai keinginan. Prinsip kerja motor servo menggunakan sistem close loop, di mana posisi motor dilaporkan kembali ke rangkaian kontrol di dalam motor servo itu sendiri.
Berbeda dari motor DC yang bergerak secara kontinu, motor servo bergerak menuju sudut tertentu dan berhenti di sana. Motor ini umumnya digunakan untuk aplikasi yang memerlukan gerakan sudut pada robot, seperti gerakan lengan, penjepit benda (gripper), atau gerakan kaki untuk melangkah.
 |
| Gambar 2. Motor Servo |
Motor servo terdiri dari dua jenis, yaitu motor servo standar dan motor servo kontinu. Motor servo kontinu mampu berputar hingga satu putaran penuh sebesar 360 derajat, sementara motor servo standar hanya bisa berputar setengah putaran, yaitu 180 derajat. Pada desain lengan robot pemindah barang (AtwoR), motor servo standar 180 derajat telah dimodifikasi agar dapat berputar secara kontinu hingga 360 derajat. Jenis motor servo ini memiliki kemampuan untuk bergerak atau berputar secara berkesinambungan. Pada Robot Humanoid ini motor servo digunakan untuk menggerakan lengan serta kaki robot.
d. Motor DC pada Robot Humanoid
Motor DC merupakan komponen utama yang mendukung sistem pergerakan robot. Salah satu aspek penting dalam kecerdasan robot adalah kemampuannya untuk melakukan berbagai jenis pergerakan. Beberapa jenis pergerakan robot, seperti maju, mundur, berbelok, gerak melingkar, dan berputar, membutuhkan motor yang mampu menjalankan gerakan tersebut dengan cepat dan presisi.
Untuk mengatur kecepatan motor DC, diperlukan perangkat yang dapat mengontrol kecepatan secara tepat. Saat ini, rangkaian elektronik modern telah dikembangkan dengan menggunakan sistem operasi digital yang memanfaatkan sinyal dan parameter digital untuk memberikan pemicu (trigger) serta menghasilkan sinyal yang dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat baik digital maupun analog.
Motor DC membutuhkan catu daya berupa arus searah dengan tegangan dan arus tertentu. Ada berbagai jenis struktur motor DC yang disesuaikan dengan penggunaannya. Secara umum, prinsip kerja motor DC adalah mengubah energi listrik menjadi gerakan melalui interaksi antara kumparan dan magnet. Oleh karena itu, parameter yang dibutuhkan untuk mengoperasikan motor DC adalah parameter analog.
 |
| Gambar 3. Motor DC |
Dalam bidang robotika, motor DC digunakan untuk menggerakkan robot agar dapat bergerak sesuai keinginan. Selain bergerak lurus, robot mobil juga dituntut mampu melakukan gerakan melingkar, berputar, atau berbelok. Kecepatan menjadi salah satu parameter penting yang perlu diperhatikan.
e. Transmitter
Transmitter pada robot humanoid adalah perangkat yang bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal kontrol atau data dari satu bagian sistem ke bagian lain. Dalam konteks robot humanoid, transmitter umumnya digunakan untuk mengirim perintah dari pengontrol eksternal (seperti remote control atau aplikasi berbasis smartphone) ke robot itu sendiri. Fungsi utama transmitter adalah sebagai alat komunikasi nirkabel yang mentransmisikan sinyal dalam bentuk gelombang radio, inframerah, atau Bluetooth.
Beberapa fungsi transmitter dalam robot humanoid:
1. Pengendalian Gerak: Mengirimkan sinyal kontrol ke aktuator atau motor di robot untuk menjalankan perintah, seperti berjalan, menggerakkan lengan, atau melakukan aktivitas lain.
2. Komunikasi Sensor: Mengirimkan data dari robot ke pusat kontrol (atau sebaliknya) tentang lingkungan sekitar, seperti deteksi objek atau informasi posisi.
3. Pengendalian Nirkabel: Memungkinkan pengoperasian robot dari jarak jauh melalui remote control, smartphone, atau perangkat lain dengan transmitter.
f. Receiver
Receiver pada robot humanoid adalah perangkat yang menerima sinyal atau data yang dikirim oleh transmitter. Dalam sistem komunikasi robot humanoid, receiver bertindak sebagai alat yang menerima perintah atau informasi dari pengendali eksternal (seperti remote control, aplikasi smartphone, atau komputer), yang kemudian digunakan oleh robot untuk melakukan berbagai tindakan.
Fungsi utama receiver pada robot humanoid:
1. Menerima Sinyal Kontrol: Receiver menerima sinyal perintah dari transmitter untuk menggerakkan robot, seperti berjalan, membungkuk, menggerakkan lengan, atau melakukan tindakan lainnya.
2. Menginterpretasikan Data: Setelah menerima sinyal, receiver menerjemahkannya menjadi aksi spesifik melalui prosesor robot atau sistem kontrol internalnya.
3. Pengendalian Jarak Jauh: Receiver memungkinkan robot untuk beroperasi tanpa kabel, menerima perintah melalui komunikasi nirkabel (seperti radio, Bluetooth, Wi-Fi, atau inframerah).
4. Feedback Sistem: Selain menerima perintah, receiver juga bisa berfungsi dalam sistem feedback dua arah, di mana robot menerima data sensorik atau kondisi lingkungan dan mengirimkannya kembali ke pusat kontrol atau operator manusia.
g. Video Sender
Video sender pada robot humanoid adalah perangkat yang memungkinkan robot mengirimkan sinyal video secara nirkabel dari kamera yang terpasang ke stasiun darat (Ground Station). Fungsinya adalah untuk memberikan umpan balik visual secara real-time kepada operator atau sistem kontrol, sehingga mereka bisa lebih baik dalam memantau dan mengendalikan robot.
Dengan video sender, operator dapat melihat apa yang dilihat oleh robot, yang sangat berguna untuk navigasi, identifikasi objek, dan pemantauan lingkungan sekitar. Ini memungkinkan mereka untuk memantau aktivitas robot dari jarak jauh. Saat operator mengendalikan robot secara langsung, video sender membantu mereka memahami kondisi sekitar robot secara real-time, sehingga lebih mudah untuk mengarahkan pergerakan atau menentukan tindakan yang harus diambil selanjutnya.
 |
| Gambar 4. Video Sender |
Pada robot humanoid yang semi-otonom atau otonom, video sender juga berfungsi untuk mengirimkan data visual ke sistem AI eksternal. Sistem ini dapat menganalisis lingkungan dan membuat keputusan berdasarkan gambar, seperti mengenali objek atau menentukan jalur navigasi yang tepat. Dengan demikian, video sender memainkan peran penting dalam meningkatkan kemampuan dan efektivitas robot humanoid.
h. Video Receiver
Video receiver pada robot humanoid berfungsi sebagai komponen penting yang menerima sinyal video dari kamera robot. Saat kamera merekam lingkungan sekitar, video sender mengirimkan sinyal tersebut secara nirkabel ke video receiver. Proses ini melibatkan modulasi sinyal untuk memastikan bahwa informasi visual dapat ditransmisikan dengan baik. Video receiver kemudian mendekode sinyal yang diterima, memungkinkan operator untuk melihat apa yang dilihat oleh robot secara real-time.
Komunikasi nirkabel adalah aspek kunci dalam cara kerja video receiver. Dengan menggunakan protokol seperti Wi-Fi atau Bluetooth, video receiver dapat menjalin koneksi yang stabil dengan video sender, meskipun ada berbagai faktor yang dapat mempengaruhi kualitas sinyal, seperti jarak atau interferensi. Receiver harus mampu menangani tantangan ini untuk memberikan umpan balik visual yang jelas dan tanpa gangguan, sehingga operator dapat membuat keputusan yang tepat saat mengendalikan robot.
Selain menerima sinyal video, video receiver juga dapat dilengkapi dengan antarmuka pengguna yang memungkinkan operator untuk melihat dan berinteraksi dengan informasi visual. Tampilan real-time dari video yang diterima membantu dalam navigasi dan identifikasi objek, serta pengambilan keputusan yang lebih baik dalam situasi kompleks. Dengan demikian, video receiver berperan penting dalam meningkatkan efektivitas dan kemampuan robot humanoid, memungkinkan mereka beroperasi dengan lebih baik di lingkungan yang dinamis.
4. Langkah percobaan
a. Desain Menggunakan 3D Max untuk Robot Humanoid
 |
| Gambar 5. Robot Humanoid Tampak Kiri-Depan |
 |
| Gambar 6. Robot Humanoid Tampak Kanan-Depan |
 |
| Gambar 7. Robot Humanoid Tampak Belakang |
b. Blok Diagram cara kerja robot Humanoid.
 |
| Gambar 9. Diagram Blok |
5. Hasil dan Pembahasan
a. Hasil Simulasi
- Rangkaian Servo Tangan Kanan - Kiri
 |
| Gambar 10. Rangkaian Servo untuk Gerak Tangan |
 |
| Gambar 11. Rangkaian Servo Kaki Kanan dan Kiri |
 |
| Gambar 12. Rangkaian Servo Kepala |
- Rangkaian Motor DC Pinggang dan Leher
 |
| Gambar 13. Rangkaian Motor DC Leher dan Pinggang |
b. Poin-poin pembahasan :
1) DTMF memungkinkan robot humanoid dikendalikan dari jarak jauh menggunakan sinyal suara yang dihasilkan melalui telepon atau perangkat komunikasi lain. Ini menjadikan kontrol robot lebih fleksibel tanpa memerlukan koneksi langsung.
2) Servo motor digunakan untuk menggerakkan tangan dan kaki karena servo memiliki akurasi tinggi dalam mengatur sudut pergerakan, yang penting untuk menghasilkan gerakan presisi seperti gerakan manusia.
Gambar 14. Output Sinyal DTMF
3) Setiap sinyal frekuensi ganda dari DTMF dapat dipetakan ke gerakan tertentu pada tangan dan kaki, seperti gerakan maju, mundur, mengangkat, atau menurunkan anggota tubuh robot.
4) Sistem DTMF memberikan respons cepat dan dapat diandalkan, membuat tangan dan kaki robot dapat bergerak secara langsung sesuai perintah yang diberikan melalui keypad atau input suara.
6. Kesimpulan
Proyek robot humanoid berbasis Arduino yang menggunakan teknologi DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) memungkinkan pengguna untuk mengendalikan robot dari jarak jauh menggunakan Tone. Robot ini menggunakan servo motor untuk menggerakkan tangan dan kaki, serta motor DC untuk memutar bagian pinggang dan leher, membuatnya bisa bergerak seperti manusia. Selain itu, robot ini juga dilengkapi dengan kamera di bagian mata yang mengirimkan tampilan visual langsung ke ground station, sehingga kita bisa memantau dan mengendalikannya dengan lebih mudah.
Ground station berperan sebagai pusat kendali, menerima gambar dari kamera di mata robot dan mengirimkan perintah dari operator. Dengan Arduino sebagai otaknya, sistem ini mudah dihubungkan dengan komponen lain dan bisa terus dikembangkan. DTMF memastikan komunikasi yang stabil, sehingga kontrol robot bisa dilakukan dengan akurat.
a. Andrian, A., Rahmadewi, R., & Bangsa, I. A. (2020). Arm robot pemindah barang (AtwoR) menggunakan motor servo MG995 sebagai penggerak arm berbasis Arduino. Universitas Singaperbangsa Karawang.
b. Budiarso, Z., Nurraharjo, E., & Listiyono, H. (2020). Sistem kendali kecepatan robot mobil dengan dua penggerak motor DC berbasis Arduino. Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Stikubank.
c. Rudiansyah, H., Maulana, G. G., & Puja, A. T. (2020). Pengendalian robot humanoid menggunakan metode speech recognition berbasis Android. Politeknik Manufaktur Bandung.
Komentar
Posting Komentar