PEMANFAATAN COLOR CARD SEBAGAI MEDIA
KOMUNIKASI ANTARA TUNA WICARA DENGAN MESIN
1.
Billy Hendrik, M.Kom, 2. Mardhiah Masril, M.Kom,
3. Ruri Hartika Zain, M.Kom
Fakultas Ilmu Komputer Universitas Putra Indonesia YPTK Padang
e-mail : m.haikalbilvy@yahoo.com, dhiez_m@yahoo.com, rurihartikazaial@yahoo.com
Abstrak - Penerapan color card sebagai media komunikasi antara tuna wicara dengan mesin (robot) diharapkan dapat memberi cara baru dalam penyampaian instruksi. Dimana selama ini perintah yang di terima robot biasanya dalam bentuk perintah langsung (suara), keypad, tombol manual dan remote control. Pada penelitian ini peneliti menerapkan color card aneka warna sebagai media pemberi instruksi pada robot agar dapat menuju lokasi yang sesuai dengan perintah yang diberikan. Robot yang digunakan pada sistem ini menerapkan konsep omni directional.
Kata Kunci : Omni directional, color card, tuna wicara, sensor warna.
PENDAHULUAN
Jika sebelumnya robot hanya dioperasikan di laboratorium ataupun dimanfaatkan untuk kepentingan industri, di negera – negara maju perkembangan robot mengalami peningkatan yang sangat tajam, saat ini robot telah digunakan sebagai alat membantu pekerjaan manusia. Seiring dengan berkembangnya teknologi, khususnya teknologi elektronika, peran robot menjadi semakin penting tidak saja dibidang sains, tapi juga diberbagai bidang lainnya seperti di bidang kedokteran , pertanian, bahkan militer. Di Indonesia sendiri mulai tahun 80-an, kebijakan nasional dalam pengembangan riset teknologi telah memberikan dukungan pada litbang permesinan otomatis dalam rangka mencermati dan menunjang Sumber Daya Manusia Indonesia yang memiliki minat dan kemampuan untuk menguasai teknologi robot. Salah satu wujud konkretnya adalah dikembangkannya sejumlah laboratorium, seperti MEPPO (Mesin Perkakas Teknik Produksi dan Otomatis) yang diprakarsai oleh BPPT bekerjasama dengan ITB, Industri Strategis, serta LET (Laboratorium Elektronika Terapan) di LIPI. Sejak dikembangkannya sejumlah laboratorium tersebut, beraneka macam permesinan otomatis / robot telah berhasil dikembangkan, diproduksi, serta dikomersilkan oleh berbagai industri, bahkan telah dikembangkan jenis robot yang memiliki kemampuan untuk mengontrol seluruh sistem operasi suatu pabrik. Selain itu pada bidang pendidikan juga mulai berkembang robotika dengan adanya kontes robot indonesia yang diselenggarakan setiap tahun sejak tahun 2001. Secara sadar atau tidak saat ini robot telah masuk dalam kehidupan manusia sehari – hari dalam berbagai bentuk dan jenis.
Untuk itu peneliti tertarik untuk
mengaplikasikan robotika pada bidang pendidikan atau ilmu pengetahuan. Selama ini pengaktifan robot yang dapat bekerja secara otomatis pada umumnya diaktifkan melaluii aktivasi suara (seperti pada Kontes Robot Indonesia), jika suara terdeteksi dan sesuai dengan logika program maka robot akan aktif, namun pengaktifan melalui suara ini tidak dapat dilakukan oleh orang yang mengalami tuna wicara, sehingga peneliti tertarik untuk mencari solusi lain atau cara lain untuk user dapat mengirimkan instruksi atau perintah kepada robot baik untuk aktifasi maupun untuk pengiriman perintah supaya robot dapat melakukan sesuatu kegiatan. Penulis tertarik dengan penggunaan warna sebagai media pengirim instruksi karena warna memiliki sangat banyak kombinasi yang tidak sama satu dengan yang lain sehingga dengan warna yang berbeda – beda dapat mengirimkan instruksi yang berbeda – beda pula.
Pada penelitian ini penulis mengambil sampel media input berupa color card yang nantinya terdiri dari beberapa color card yang memiliki warna yang berbeda – beda. Sebagai sampel bahwa setiap warna dapat mengirimkan instruksi yang berbeda – beda. Kemudian robot akan bergerak untuk mencari lokasi warna yang sesuai dengan yang diminta oleh user berdasarkan color card
yang telah diinputkan dengan harapan nantinya orang yang memiliki keterbatasan fisik (seperti tuna wicara) dapat juga berkomunikasi dengan teknologi selain itu juga hasil penelitian ini juga dapat dimanfaatkan oleh orang – orang yang tidak memiliki keterbatasan fisik dengan menjadikan hasil penelitian ini sebagai solusi lain atau cara lain untuk mengirimkan instruksi kepada mesin.
TINJAUAN PUSTAKA 1. Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroler dapat diumpakan sebagai bentuk skala mini dari mikrokomputer. Di dalam mikrokontroler terdapat komponen-komponen dasar dari sebuah mikrokomputer, yaitu memori, CPU, dan instruksi-instruksi yang terpadu dalam satu keping IC. Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan sebagainya), mikrokontroler hanya digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada penggunaan dan perbandingan ukuran RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read Only Memory).
Pada sistem komputer perbandingan RAM dan
ROM -nya besar, program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang jauh lebih kecil. Sedangkan pada mikrokontroler perbandingan RAM dan ROM-nya tidak terlalu besar, program kontrol disimpan dalam ROM sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara. Pada MC ATMEGA8535 mempunyai Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D dan Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC.
2. Konfigurasi Pin ATMega 8535
Berikut ini adalah penjelasan tentang konfigurasi pin pada ATMega 8535 yang digunakan pada penelitian ini :
1. VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya
2. GND me rupakan PinG ro u n d
3. Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
4. Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O
dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator
Analog dan SPI
5. Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator
6. Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukanclo ck eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC
AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC, Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc
processor) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit
dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, Agar lebih jelas dapat dilihat pada gambar 1.
3. Sensor TCS230
Sensor TCS230 merupakan sensor warna yang dapat membedakan warna dari suatu benda. Sensor ini memiliki 8 kaki pin sebagai i/o dari sensor yang membuat sensor dapat membeakan warna benda, dimana kaki i/o sensor tersebut dapat dilihat secara detail dari gambar 2.
Arus listrik yang masuk untuk mengaktifkan sensor ini minimal 3.7 volt DC sampai maksimal 5 volt Dc, kaki pin S0,S1,S2,S3 merupakan input dari sensor yang bisa di aktifkan dengan memberikan
logika high/low dari modul program. Sedangkan kaki Out berfungsi sebagai keluaran dari sensor yang berupa pulse yang akan di kalibrasi di dalam modul program
sehingga bisa sensor bisa membedakan warna benda.
4. Roda Omni Wheel
Roda Omni-directional adalah suatu roda unik karena memiliki kemampuan bergerak bebas dua arah. Roda ini berputar seperti roda pada umumnya serta mampu bergeser kesamping menggunakan roda di sepanjang lingkar luar roda. Roda Omni-directional memungkinkan robot untuk mengkonversi dari robot nonholonomic untuk robot holonomic. Sebuah robot non-holonomic yang menggunakan roda normal hanya memiliki 2 DOF (Degree of Freedom) yang terkendali, yaitu bergerak maju / mundur dan rotasi. Robot non-holonomic tidak memiliki kemampuan untuk bergerak kesamping kiri / kanan sehingga membuat robot lebih lambat dan kurang efisien dalam mencapai tujuan yang diberikan. Roda omni-directional holonomic mampu mengatasi masalah ini karena roda memiliki 3 DOF. Berbeda dengan robot non-holonomic normal, robot omni-directional holonomic mampu
bergerak ke segala arah tanpa mengubah arah roda. Roda omni-directional holonomic dapat bergerak maju mundur, geser ke samping, dan berputar pada posisi tetap. Kemampuan ini memungkinkan robot yang menggunakan omnidirectional mampu bergerak ke banyak arah.
Meskipun omniwheels mampu gerakan di berbagai arah, mereka tidak benar
omni-directional roda, klasifikasi disediakan untuk roda bulat seperti unit transfer bola. Bentuk fisik dari roda dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Roda Omni (omniwheel)
METODE PENELITIAN
1. Kerangka Kerja
Adapun tahapan kerja yang akan dilalui pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 4. Dari gambar 4 dapat dijelaskan tahapan pelaksanaan penelitian yaitu dimulai dengan melakukan perumusan dan menetapkan tujuan penelitian, kemudian dilanjutkan dengan melakukan peninjauan pustaka untuk mendukung analisa masalah yang akan dilakukan. Tahapan berikutnya dalam penelitian ini yaitu perancangan yang dimulai dari perancangan prototype robot seperti merancang mekanik robot beroda dengan menggunakan roda omni, merancang mekanik yang tepat agar sensor yang digunakan dapat diposisikan dengan tepat, merancang logika – logika program yang dapat diterapkan untuk proses otomatisasi pergerakan robot dan kemampuan robot dalam mendeteksi warna. Pada tahap implementasi, dilakukan pembuatan robot dan pembuatan program, dimana pembuatan program menggunakan bahasa pemrograman C dengan software codevision AVR. Setelah pembuatan robot selesai akan dilakukan ujicoba robot ke beberapa kondisi input warna yang berbeda - beda. Dari hasil ujicoba, selanjutnya dievaluasi untuk kemudian dilakukan perbaikan – perbaikan jika terdapat kekurangan atau ketidak sempurnaan, kemudian akan didapatkan kesimpulan dari penelitian yang dilakukan.
2. Context Diagram
Pada sub bab ini merupakan penjabaran setiap external entity secara keseluruhan yang digambarkan melalui
context diagram. Context diagram merupakan pendefinisian terhadap sistem yang akan dirancang yang bersifat menyeluruh. Context diagram ini digunaka untuk memudahkan dalam proses penganalisaan sistem yang dirancang secara keseluruhan.
Context diagram berfungsi sebagai media, yang terdiri dari suatu proses dan beberapa buah entity. Context diagram yang dimaksud dapat dilihat pada gambar 5.
Sistem ini berinteraksi dengan beberapa entity yaitu sensor, LCD, pergerakan robot, modul program, dan mikrokontroler ATmega8535. Selanjutnya entity-entity
tersebut akan dibahas dibawah ini sebagai berikut :
1. Sensor RGB
Sensor RGB ini berfungsi untuk mendeteksi berbagai macam warna yang akan memberikan instruksi yang berbeda - beda pada sistem robot.
2. Modul Program
Sarana pengolahan data dari input
operator atau tempat user menginputkan data yang berfungsi untuk menjalankan Robot. Dalam hal ini program yang mengendalikan Robot adalah bahasa pemograman C menggunakan software Code Vision AVR. Jadi seluruh proses
input/output dikendalikan oleh modul program.
3. ATmega 8535
Mikrokontroler ATMEGA8535 merupakan pengendali utama dari Robot. Pada mikrokontroler akan diisi modul program untuk melakukan pembacaan input sistem, memberikan instruksi-instruksi untuk mengaktifkan
pin-pin output. 4. LCD
LCD berfungsi sebagai penampilan informasi yang di peroleh dari input sensor yang digunakan sehingga robot mampu dapat menyelesaikan semua instruksi yang telah di program dalam
chip ATmega8535 pada robot yang berfungsi sebagai otak dari robot. 5. Motor DC
Pergerakan motor DC ini menyebabkan robot dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain. Dimana motor DC ini di hubungkan dengan roda omni.
3. Blok Diagram
Untuk berinteraksi dengan robot kita menggunakan beberapa color card yang mempunyai warna yang berbeda - beda dimana color card ini akan dibaca oleh sensor rgb sebagai perintah yang dikirimkan user. Perintah ini diproses oleh mikrokontroller dan akan menghasilkan output berupa pergerakan robot melalui motor DC dan tampilan informasi pada LCD. Berikut ini merupakan bentuk blok diagram dari robot yang dirancang :
4. Bentuk Fisik Robot
Pada gambar 7. dapat dilihat bentuk fisik dari robot, dimana motor DC diposisikan pada 4 sisi bagian dasar robot untuk memutar roda omni sehingga robot dapat bergerak ke segala
arah, kemudian sensor warna diposisikan sedemikian rupa supaya dapat mendeteksi
color card dengan cepat.
Gambar 7. Bentuk Fisik Alat PENGUJIAN DAN HASIL
Pengujian sistem diawali dengan pengujian pergerakan robot. Dari pengujian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa robot mini dapat bergerak dengan baik ke 10 arah pergerakan. Kemudian dilanjutkan dengan pengujian pergerakan robot berdasarkan warna color card yang diinputkan user.
Pengujian dilakukan dimana robot diposisikan pada satu titik awal, kemudian akan bergerak ke titik lainnya sesuai dengan instruksi user (tuna wicara) berdasarkan color card yang diinputkan, sebagaimana yang terlihat pada gambar 8 dan gambar 9 dibawah ini:
Gambar 8. Color card sebagai media input Pada gambar 8 terdapat 10 contoh kombinasi warna yang masing – masing mewakili satu instruksi.
Padai gambar 9 terdapat 8 titik yang akan dituju oleh robot yaitu titik A, B, C, D, E, F, G, H dan pergerakan putar kanan dan putar kiri.
1. Pengujian pergerakan I
Pada pengujian pergerakan pertama, robot dari titik awal akan bergerak menuju titik A berdasarkan instruksi kartu berwarna hitam yang diinputkan seperti pada gambar 10 dan pada LCD akan muncul komentar “Warna Hitam Menuju Titik A” seperti pada gambar 11 berikut :
Gambar 10. Pergerakan I Robot Menuju Titik A
Gambar 11. Tampilan LCD Pergerakan I
2. Pengujian pergerakan II
Pada pengujian pergerakan kedua, robot dari titik awal akan bergerak menuju titik B berdasarkan instruksi kartu berwarna coklat yang diinputkan seperti pada gambar 12 dan pada LCD akan muncul komentar “Warna Coklat Menuju Titik B” seperti pada gambar 13 berikut :
Gambar 12. Pergerakan Robot Menuju Titik B
Gambar 13. Tampilan LCD Pergerakan II
3. Hasil Pengujian Sistem
Dari pengujian sistem diatas, pergerakan robot berdasarkan input color card
dapat disimpulkan dalam tabel 1 dibawah ini :
4. Kesimpulan
Dari hasil pengujian sistem diatas dapat ditarik kesimpulan, dengan penggunaan omni wheel robot dapat bergerak ke segala arah dengan sangat baik. Kemudian sensor warna Tcs230 dapat mengidentifikasi beberapa warna yang diinputkan melalui color card sehingga robot dapat mengikuti instruksi dari user berdasarkan color card tersebut. Hasil penelitian ini dapat menjadi salah satu media yang dapat membantu penyandang tuna wicara dalam berinteraksi dengan mesin (robot).
DAFTAR PUSTAKA
Atmel (1997), Flash Microcontroller Architectural Overview. Atmel Inc, Http://www.atmel.com, USA.
Atmel (1997),”ATMEGA8535 Series Hardware Description, Atmel Inc., Http://www.atmel.com, USA. Bishop, Owen, (2002), Dasar-Dasar
Elektronika, PT. Erlangga, Jakarta. Budiharto, Widodo, Robotika Teori +
Implementasi, Andi
Offset,Yogyakarta, 2010.
Douglas R. Malcolm, Jr., Robotics An Introduction, Breton Publishers, Boston, 1985
D. Sharon, J. Harstein, Robot dan Otomasi industry.
Ibrahim, K.F. dan Santosa Insap (1996),
Teknik Digital, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
K. S. Fu, et all, Robotics Control, Sensing, Vision and Intelegence, McGraw-Hill International, 1999
Peter R. Rony et all, Introduction to Robot Programming in Basic, Reston Publishing, 1985
Priyadi Bambang, Aplikasi Sensor Warna TCS230, Jurnal ELTEK Vol. 10 No. 02, Politeknik Negeri Malang,2012.
