BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perkembangan Robotika
Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dahulu (kecerdasan buatan). Istilah robot berasal dari bahasa Cheko “robota” yang berarti pekerja atau kuli yang tidak mengenal lelah atau bosan. Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi. Belakangan ini robot mulai memasuki pasaran konsumen dibidang hiburan, dan alat bantu rumah tangga, seperti penyedot debu, pemotong rumput, dan lain – lainnya.
Sejarah Robot itu pertama kali dikembangkan oleh Computer Aided Manufacturing-International (CAM-1), “ Robot adalah peralatan yang mampu melakukan fungsi-fungsi yang biasa dilakukan oleh manusia, atau peralatan yang mampu bekerja dengan intelegensi yang mirip dengan manusia”. Definisi kedua, dikembangkan oleh Robotics Institute of America (RIA), perkumpulan pembuat robot yang lebih menitikberatkan terhadap kemampuan nyata yang dimiliki oleh robot terhadap kemiripannya dengan manusia.
Robotika adalah perpaduan berbagai disiplin ilmu, khususnya mekanik, elektronik dan komputer. Perpaduan mekanik dan elektronik, bisa tercipta robot - robot sederhana yang memiliki banyak manfaat, baik manfaat hiburan atau yang lebih serius untuk membantu berbagai bidang misal bidang industri.
Sedangkan mekatronika (mekanik dan elektronika) ditambah unsur komputer (khususnya pemrograman) sebagai otak buatan, terciptalah robot yang cerdas, dengan berbagai bentuk dan manfaatnya (pusatrobot.id 2019).
Robotika merupakan bidang dinamis yang perkembangannya sangat maju pesat. Perkembangan ini selain melibatkan komputasi, permesinan dan
elektronika juga menyangkut perkembangan teknologi terapan. Penelitian dibidang terakhir ini biasanya berakar dari industri, untuk memecahkan masalah industri dengan teknologi yang ada. Misalnya adalah pengembangan perangkat lunak untuk mendapatkan algoritma baru bagi pengendalian robot, pengembangan sistem penglihatan dengan sistem resolusi yang lebih tinggi, perbaikan kemampuan sensor dan pengembangan protokol komunikasi untuk komunikasi dengan komputer dan peralatan pabrik Sehingga robot diasumsikan sebagai gabungan antara perangkat mekanik dan perangkat elektronik yang berfungsi untuk menggantikan pekerjaan manusia yang beresiko tinggi, seperti pekerjaan pada temperatur yang tinggi, zat kimia, ruang hampa udara, dan pada kondisi yang tidak mungkin dikerjakan oleh manusia (Robota, 2017).
2.2 Robotika Vision
Teknologi robotika telah perkembang pesat seiring kebutuhan robot cerdas yang mampu pekerjaan manusia. Robot vision merupakan cabang ilmu dalam dunia, robotika yang mempelajari akusisi dan pemrosesan image untuk digunakan pada sistem robot cerdas. Pada tahun 2035, diprediksi hampir semua pekerjaan rumah tangga dapat dikerjakan oleh robot pelayan (service robot) yang menggunakan sensor vision seperti kamera. Suatu tantangan yang besar bagi kita untuk mengembangkannya. Pada jaman robot yang akan datang, penerapan vision menjadi hal yang penting. Vision membuat robot mampu mendeteksi keberadaan benda di sekitar dan mengolahnya menggunakan kamera sebagai sensor. Oleh karena itu, kemampuan di bidang teknologi robot vision mutlak diperlukan untuk membangun robot cerdas masa depan (Widodo dan Djoko, 2015).
Salah satu cabang ilmu yang dapat digunakan untuk pengembangan dibidang robotika adalah Machine vision. Akhir-akhir ini, cabang ilmu tersebut juga lebih dikenal dengan istilah computer vision. Computer vision merupakan
kombinasi dari pengolahan citra (Image Processing) dan pengenalan pola (Pattern Recognition). Secara keseluruhan tujuan dari sistem computer vision adalah membuat model dunia nyata dari sebuah gambar. Computer vision tidak hanya berlaku pada pemprosesan gambar saja, tetapi juga dapat diterapkan pada mobile robot. Seperti halnya pada manusia, kemampuan vision mempengaruhi robot, dengan mekanisme pengindraan yang mutakhir yang memungkinkan suatu mesin untuk merespon lingkungannya dengan menggunakan kecerdasan.Computer vision pada bidang robotik biasa disebut juga dengan vision robot. Vision robot dapat didefinisikan sebagai proses ekstraksi, karakteristik serta menafsirkan informasi dari dunia gambar tiga dimensi (Basuki, dkk. 2018).
2.3 Robot pemadam api
Robot pemadam api adalah alat yang membantu manusia untuk menelusuri, mendeteksi dan memadamkan api. Pengembangan robot pemadam api memerlukan alat pendeteksi yang memiliki akurasi tinggi untuk mendeteksi api. Tingkat akurasi robot pendeteksi api dapat dipengaruhi oleh input-an yang diterima dari sensor yang tertanam pada robotpemadam api (Denni, dkk. 2019).
Pengembangan robot pemadam api sudah banyak dikembangkan dipenelitian sebelum – sebelumnya oleh peneliti dibidang robotik. Denni dkk, pada penelitiannya mengembangkan sebuah robot pemadam api dengan menggunakan sistem kontrol menggunakan dukungan jaringan bluetooth dan virtual reality yang dimana robot sudah bisa di kontrol oleh manusia dan dibilang beda dengan penelitian sebelum – sebelumnya yang kebanyakan pergerakan robot bergerak oleh sendirinya atau otonom. Selanjutnya, pencarian titik api dilakukan dengan mendeteksi pancaran sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh api dengan menggunakan sensor UVTron flame detector.
Proses pemadaman api dilakukan menggunakan kipas yang digerakkan oleh
motor DC. Beberapa penelitian lain yang juga mengembangkan robot pemadam api menggunakan konsep yang hampir mirip yaitu dengan menggunakan flame sensor ataupun flame detector.
Berdasarkan literature yang sudah dikembangkan sebelumnya mayoritas sistem navigasi robot pemadam api bersifat otonom. Robot pemadam api dikembangkan dengan berbagai metode dan pendekatan dalam upaya pengoptimalisasian kinerja dari robot pemadam api. Ada dua cara kerja yang di wujudkan pada rancang bangun robot pintar pemadam api menggunakan sensor ir dan teknologi vision ini, yang pertama yaitu dengan cara dikontrol secara manual menggunakan smartphone dan yang ke dua robot di program agar bisa secara otomatis mencaari dan memadamkan sumber api yang nantinya akan terdeteksi. Berikut daftar komponen yang di gunakan di rancang pada robot pemadam api tersebut antara lain
2.3.1 Mikrocontroler Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech (Ihsan, 2016).
Gambar 2. 1 Arduino Nano
2.3.2 Motor Driver L298N
Motor Driver berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor maupun kecepatan putaran motor. Driver motor diperlukan untuk board Arduino karena Arduino hanya mampu mengeluarkan arus yang kecil sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan motor DC, sehingga perlu driver motor untuk menyesuaikan tegangan dan arus yang dibutuhkan motor. L298N Dual H Bridge DC Stepper Motor Drive Controller Board seperti pada Gambar 2.2 dimana sebagai chip utama memiliki kinerja yang tinggi mendukung hingga tegangan 46v, arus mencapai 3A Max dan power hingga 25w. Dapat digunakan untuk menjalankan 1x 2-phase stepper motor, 1x 4-phase stepper motor, atau 2 DC.
Gambar 2. 2 Motor Driver L298
2.3.3 Motor DC
Motor DC pada Robot Pemadam Api adalah penggerak utama robot yang membuat robot dapat bergerak maju, mundur dan berbelok ke kiri atau ke kanan. Motor DC mengubah tegangan DC menjadi putaran dengan kecepatan sebanding dengan arus yang mengalir pada motor. Arus listrik yang mengalir pada kumparan di dalam motor DC terdapat dua kutub magnet permanen yang berlawanan (kutub utara dan selatan).
Gambar 2. 3 Motor dc
2.3.4 Servo Mikro Penyemprot Air
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup , sehingga dapat di set-up atau diatur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Penggunaan sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo. Adapun servo micro yang digunakan disini yaitu berkasaitas daya 3 – 6 volt. Komponen ini berfungsi sebagai pendorong air untuk memadamkan api.
Gambar 2. 4 Servo mikro penyemprot air
2.3.5 Buzzer
Komponen ini merupakan komponen yang mengubah aliran listrik menjadi suara. Buzzer akan mengeluarkan output dari robot
sensor api alat ini akan memberitahukan dengan mengeluarkan bunyi ketikan sensor api mendeteksi api. Pada robot pemadam api ini Buzzer hanya di tambahkan pada cara kerja robot otomatis.
Gambar 2. 5 Buzzer
2.3.6 Relay 5VDC
Dalam pembuatan robot ini Relay yang digunakan adalah Realay 5VDC dimana diperlukan input tegangan 5V untuk mengaktifkan tegangan dari coil relay 12 V ke normally closed yang dihubungkan ke akuator sehingga mengaktifkan kerja dari penyemprotan air.
Gambar 2. 6 Relay 5VDC 2.3.7 Baterai
Baterai merupakan sumber energi bagi robot dan robot bisa mendapatkan kebutuhan listrik untuk arduino, kamera, motor driver, motor dc dan semua komponen elektronik pada robot. Baterai yang digunakan pada robot ini terdapat 2 jenis baterai, pertama baterai 3,7 volt 2 buah untuk menyuplai rangkaian kontroler ardiuno dan yang ke dua menggunakan baterai 1,5volt sebanyak 4 buah untuk menyuplai servo penyemprot air.
Gambar 2. 7 Baterai 3,7 volt
2.3.8 Saklar
Saklar merupakan suatu pemutusan dan juga penyambungan arus listrik atau aliran listrik. Penggunaan saklar selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika yang berarus lemah.
` Gambar 2. 8 Saklar
2.3.9 Sensor Api IR
flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala api yang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infrared maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optik kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke mikroprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber api lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu. Pada sensor ini menggunakan transduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.
Gambar 2. 9 Sensor IR
2.3.10 Sensor Ultrasonic HC-SR04
Sensor ultrasonic seperti pada gambar dibawah adalah sensor yang mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonic (40 KHz) selama t = 200 us kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ultrasonic memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan perintah dari microcontroller. Kemampuan dari sensor ini sangat diandalkan dalam robot ini karena diginakan sebagai indera untuk menditeksi dinding serta mengetahui jarak antara robot dengan rintangan yang ada.
2.3.11 Kamera ESP32
ESP32 versi kamera dengan kualitas baik include kamera OV2640. Dilengkapi koneksi WiFi + Bluetooth yang Low konsumsi serta slot MicroSD. Sehingga membuat pengguna dapat membuat sistem yang berkonsep Internet of Things dengan menggunakan ESP32 juga bisa di tambahkan perintah untuk menjalankan robot dari modul kamera tersebut. Lebih mudahnya lagi bisa deprogram menggunakan Arduino IDE. Bisa menggunakan USB to TTL untuk melakukan Upload Program pada kontroler ini.
Gambar 2. 10 Sensor ultrasonic HC-SR04
Gambar 2. 11 kamera esp32
