PELATIHAN PEMBUATAN ROBOT LINE FOLLOWER DENGAN SCRATCH DAN ARDUINO DI SMP PUTRA BANGSA, KLATEN

137

PELATIHAN PEMBUATAN ROBOT LINE FOLLOWER DENGAN SCRATCH DAN ARDUINO DI SMP PUTRA BANGSA, KLATEN

Kristanto Agung Nugroho¹, Maria Chandra Dewi Kurnianingtyas², Anugrah Kusumo Pamosoaji ³

1,2,3 Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Email: kristanto_agung@mail.uajy.ac.id, chandra_dewi@mail.uajy.ac.id, kusumo_pamosoaji@mail.uajy.ac.id

ABSTRAK

Sekolah Putra Bangsa Klaten merupakan sekolah yang terdiri dari 3 satuan pendidikan yaitu: TK, SD, dan SMP. Sekolah Putra Bangsa di bawah naungan Perhimpunan Putra Dharma. Sekolah Putra Bangsa didirikan dengan visi menjadi sekolah teladan dan impian yang bercitra universal dan berbasis kebangsaan. Sekolah Putra Bangsa senantiasa memegang satya untuk mengoptimalkan kemampuan setiap anak melalui kegiatan pendidikan yang mengarah pada pengembangan potensi akademik, bakat, dan minat siwa. Sekolah Putra Bangsa meyakini bahwa pada hakikatnya setiap anak memiliki beragam kecerdasan (multiple intelligences) yang menunggu untuk diungkap, digali, dilatih dan dikembangkan. Sekolah Putra Bangsa mengupayakan sebaik-baiknya dan menyediakan beragam kegiatan pembelajaran. Tujuannya adalah untuk mengembangkan kecerdasan majemuk yang ada pada anak didik. Salah satu kegiatan ekstrakurikuler di Sekolah Putra Bangsa adalah elektronika. Sekolah Putra Bangsa ingin mendapatkan teknologi robotika untuk memperkaya proses pembelajarannya.

Selama ini kegiatan ekstrakurikuler mempunyai keterbatasan, pembelajarannya masih sangat sederhana. Robot yang dibuat masih dalam bentuk analog belum bisa diprogram. Kegiatan pelatihan robotika ini dapat memberikan kesempatan belajar yang lebih dalam mengenai pemrograman dasar.

Ilmu pemrograman menjadi keterampilan yang penting bagi anak-anak yang tumbuh di jaman teknologi ini. Luaran (Output) dari kegiatan ini adalah: produk robot hasil rancangan. Sedangkan luaran (Outcome) dari kegiatan ini adalah laporan berupa sebuah karya tulis yang akan dimuat di Jurnal atau Prosiding tahun 2016. Diharapkan program Pengabdian pada Masyarakat yang diimplementasikan dapat mendukung proses pembelajaran robotika di SD atau SMP Putra Bangsa Klaten.

Kata kunci: pendidikan, elektronika, robotika, program, pemrograman.

ABSTRACT

Moringa and Soursop Leaf-Based Herbal Medicine Production Training in The Sekar Wangi Woman Farmer Group in Pandowoharjo Village, Sleman, DIY

A community service training of making moringa leaf (daun kelor/moringa oleifera) and soursop leaf (Annona muricata L.)-based herbal powder to a women farmer group in the Pandowoharjo Village, Sleman, Special Region of Yogyakarta is presented. The purpose of the training is to exploit herbal plants potential in the village and increase the average revenue of the village’s residents. The method of making the powder consists of dry leaf selection, leaf drying, and powder processing. In this training, analysis of determining selling price is performed. Some aspects are considered, such as market, competitors, and production cost. As the result, the group is now equipped with additional skill to process the powder products, the selling price is performed, and an initial marketing mechanism is organized.

Keywords: herbal plant, moringa leaf, soursop leaf, production, selling price.

138

LATAR BELAKANG

Teknologi mempunyai peranan yang penting dalam mempengaruhi kemajuan suatu bangsa.

Oleh karena itu, saat ini negara kita berusaha mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) agar mampu bersaing di dunia internasional. Saat ini, teknologi telah maju dengan pesatnya. Salah satu teknologi yang sedang berkembang pesat ialah sistem kerja otomatis (automatic system) atau robot. Sistem otomatis meningkatkan produktivitas, sehingga mau tidak mau semua negara berlomba-lomba menjadikan teknologi ini sebagai suatu yang selalu digali dan dipelajari.

Putra Bangsa adalah nama sekolah di kota Klaten yang mempunyai tiga jenjang pendidikan, yaitu TK, SD dan SMP. Pelatihan ini akan meningkatkan pengetahuan siswa yang ingin dan tertarik dengan robot dan diharapkan pula mampu menumbuhkan minat serta kemampuan berfikir tentang pentingnya teknologi dalam kehidupan sehari-hari. Kegiatan ini juga digunakan untuk mengenalkan dunia teknologi elektronik terutama teknologi tentang robotika, yang diharapkan juga nantinya ada bibit unggul yang mampu membawa nama Universitas Atma Jaya Yogyakarta serta sekolah Putra Bangsa untuk ikut andil dalam kompetisi robot serta berprestasi nantinya. Atas permintaan dari SMP Putra Bangsa, Program Studi Teknik Industri – Universitas Atma Jaya Yogyakarta (PSTI-UAJY) merencanakan untuk melakukan pelatihan pembuatan robot Line Follower pada SMP Putra Bangsa.

Hal ini sejalan dengan tema pengabdian pada masyarakat universitas yaitu mengembangkan teknologi, serta tema pengabdian pada masyarakat unit yaitu pengembangan teknologi robot

MASALAH

SMP Putra Bangsa kelas 10 mempunyai 8 siswa. Siswa di kelas 10 tersebut sudah mendapat pelajaran elektronika seperti menyolder, dan membuat robot yang sederhana yaitu robot dengan sensor analog yang berbentuk kumbang. Robot tersebut akan berbelok bila sensornya terkena halangan. Siswa belum mendapat pelatihan untuk robot yang lebih rumit pengendaliannya, misalkan robot penjejak garis (line follower), padahal untuk perlombaan robot, robot line follower sering dilombakan.

METODE PELAKSANAAN

Tahapan Pelaksanaan

Tahapan pelaksanaan Pelatihan Robot, meliputi tahapan-tahapan sebagai berikut:

I. Persiapan

Kegiatan persiapan ini meliputi:

a. Pengenalan dan mengajak siswa untuk mengenal lebih dalam tentang robot

b. Persiapan bahan dan alat dalam mendukung pelatihan robot meliputi: hardware dan software.

c. Pengenalan pemrograman dasar dengan menggunakan software Scratch d. Pengenalan komponen-komponen dalam mendukung pembuatan robot II. Pelaksanaan Program

Kegiatan pelaksanaan program bersifat berkelanjutan. Program ini terbagi menjadi dua jenis meliputi:

a. Pelatihan software Scratch dan Arduino IDE

b. Pelatihan pembuatan robot line follower dengan Arduino

139 Lokasi, waktu, dan durasi kegiatan.

Pelatihan dilaksanakan di laboratorium komputer SMP Putra Bangsa Klaten, pada bulan April 2016. Pelatihan memerlukan waktu empat kali pertemuan, satu pertemuan setiap minggunya pada hari Sabtu. Setiap pertemuan membutuhkan waktu dua jam. Kegiatan pengabdian ini melibatkan tiga orang dosen Teknik Industri (TI) Fakultas Teknologi Industri (FTI) Universitas Atma Jaya Yogyakarta (UAJY), dan dua orang mahasiswa jurusan TI FTI UAJY, serta satu orang guru dari SMP Putra Bangsa yang mengampu ekstrakurikuler elektronika. Siswa yang ikut adalah siswa kelas 10 dan 11 SMP Putra Bangsa sejumlah 23 siswa.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Minggu 1

Pelatihan dimulai dengan pengenalan dunia robotik dan sistem Arduino pada minggu pertama. Pengenalan dunia robotik meliputi: mengenai apa itu robot, sejarah robot, teknologi robot, dan komponen untuk membuat robot. Pengenalan sistem Arduino meliputi: apa itu Arduino, mengapa menggunakan Arduino, bagaimana mulai belajar menggunakan Arduino.

Pengenalan dunia robotik dilaksanakan dengan metode presentasi yang dilakukan oleh Anugrah Kusumo Pamosoaji (AKP). AKP adalah dosen pendamping untuk Kelompok Studi Robotik (KSR) di FTI UAJY. Pengenalan sistem Arduino dilaksanakan dengan metode presentasi yang dilakukan oleh Eric dan Hengki, mahasiswa TI FTI UAJY yang juga anggota KSR. Setelah dilakukan presentasi maka diadakan sesi tanya jawab.

Minggu 2

Minggu kedua diisi dengan pengenalan pemrograman dasar dengan menggunakan software Scratch. Scratch adalah sebuah bahasa pemrograman yang tersedia secara gratis untuk membuat cerita interaktif, animasi, game, musik dan seni (MIT, 2016). Scratch sesuai untuk belajar pemrograman dasar bagi anak-anak karena pembuatan program dilakukan dengan menyeret blok seperti blok pada permainan Lego, bukan dengan mengetikkan syntaks yang rumit. Selain itu anak-anak tidak akan terganggu dengan adanya error, karena apapun program yang dibuat pasti dapat dijalankan, tidak ada proses debugging.

Pengenalan software Scratch dilaksanakan dengan metode praktek dibimbing oleh Kristanto Agung Nugroho (KAN) dan Maria Chandra Dewi Kurnianingtyas (CDK) dengan dibantu oleh dua orang mahasiswa, Eric dan Hengki. Setiap komputer digunakan untuk praktek oleh satu anak. Anak mencoba membuat program dengan menggunakan software Scratch yang bisa diakses secara online di alamat: https://scratch.mit.edu/. Gambar 1 menunjukkan suasana pengenalan software Scratch.

140

Gambar 1. Suasana pengenalan software Scratch (Sumber: koleksi pribadi)

Pelatihan pemrograman dasar dimulai dengan anak membuat animasi kucing menari ke kiri dan ke kanan dengan blok program move. Setelah itu diberi suara musik agar terlihat lebih menarik dengan blok program play drum. Kemudian anak diajarkan mengenai proses looping dengan blok program repeat. Lalu diajarkan mengenai event dengan blok program When clicked.

Anak juga diajarkan untuk menambahkan gambar lain selain kucing dengan perintah add sprite.

Pada akhirnya anak diberi kebebasan untuk mengeksplore sendiri program Scratch dengan perintah-perintah dasar yang sudah diajarkan. Gambar 2 menunjukkan salah satu slide PowerPoint yang digunakan untuk memberi contoh program Scratch ke anak-anak.

Gambar 2. Slide PowerPoint yang digunakan untuk memberi contoh program Scratch (Sumber: koleksi pribadi)

Setelah anak-anak diberi kesempatan untuk mengeksplore program Scratch, lalu pelatihan dilanjutkan dengan pengenalan logika pemrograman robot line follower. Instruktur memberikan contoh program robot line follower yang dibuat dengan menggunakan Scratch. Instruktur memberikan penjelasan mengapa robot tersebut bisa mengikuti jalur yang ada. Robot line follower pada contoh yang ditunjukkan hanya bisa berbelok pada satu arah saja, yaitu

141

berlawanan arah jarum jam. Anak-anak lalu diberikan Pekerjaan Rumah (PR) pada akhir sesi untuk membuat program yang bisa membuat robot yang bisa berbelok dua arah, searah dan berlawanan arah jarum jam. PR yang sudah selesai diminta untuk dikirimkan ke alamat email intrukturnya. Untuk merangsang minat anak-anak agar mengerjakan PR, dijanjikan hadiah bagi anak yang paling cepat mengumpulkan PR dan benar programnya. Gambar 3 menunjukkan contoh program robot line follower.

Gambar 3. Contoh program robot line follower (MIT, 2016)

Minggu 3

Minggu ketiga diisi dengan praktek pemrograman dasar dengan menggunakan software Arduino IDE dan hardware Arduino Uno. Arduino IDE adalah sebuah software yang digunakan

untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memori microcontroller. Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan microcontroller ATmega328P. Ini memiliki 14 digital pin input atau output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, kristal kuarsa 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan

tombol reset. Arduino Uno berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler; kita cukup menghubungkan ke komputer dengan kabel USB atau memberikan daya dengan adaptor AC-

DC atau baterai untuk menggunakannya (Banzi, 2011).

Gambar 4. Hasil praktek program menyalakan lampu LED (Sumber: koleksi pribadi)

142

Pelatihan dilaksanakan dengan membagi siswa menjadi lima kelompok sehingga satu kelompok terdiri dari 4 sampai 5 siswa. Setiap kelompok dipinjamkan satu unit Arduino Uno dan

satu kabel konektor untuk menyambungkan dengan komputer. Kemudian siswa diajarkan untuk menulis program dasar minimum untuk mengkompilasi dengan benar pada Arduino IDE, yaitu the

setup() method dan the loop() method. Kemudian siswa diajarkan untuk membuat program menyalakan lampu LED dengan menggunakan pin digital. Untuk program kedua ini setiap kelompok

dipinjami 1 buah project board, 1 buah LED, dan satu buah resistor 220 ohm. Gambar 4 menunjukkan hasil praktek program menyalakan lampu LED. Program selanjutnya adalah membuat lampu LED berkedip-kedip, dengan menggunakan perintah delay(). Kemudian siswa diberi LED dan resistor 220 ohm masing-masing satu buah lagi, lalu diberi tugas untuk membuat program yang bisa

membuat dua buah LED berkedap-kedip.

Gambar 5. Rangkaian untuk membaca data analog (Arduino, 2016)

Siswa lalu bekerja dalam kelompok untuk menyelesaikan tugas tersebut. Instrukstur berkeliling ke masing-masing kelompok untuk membantu bila ada pertanyaan dari siswa.

Instruktur terdiri dari tiga orang dosen yaitu: AKP, CDK dan KAN serta dua orang mahasiswa:

Eric dan Hengki. Jika siswa bisa menyelesaikan tugas tersebut maka siswa sudah memahami bagaimana mengatur pin output dan fungsi delay.

Program terakhir yang diajarkan adalah membaca data analog dengan menggunakan potensiometer. Membaca data analog di dunia nyata adalah dasar untuk membuat robot dan aplikasi lain. Siswa diminta menyusun rangkaian sesuai contoh pada gambar 5 kemudian menulis program yang artinya dijelaskan oleh instruktur. Program untuk membaca data analog dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Program untuk membaca data analog (Arduino, 2016)

143 Minggu 4

Minggu 4 adalah minggu terakhir pelatihan. Pelatihan pada minggu ini diisi dengan praktek membuat robot line follower. Siswa dibagi menjadi dua kelompok, masing-masing kelompok diberikan kit robot line follower yang belum dirakit dan peralatan untuk merakitnya. Tabel 1 menunjukkan komponen-komponen yang terdapat pada kit robot line follower. Peralatan yang digunakan untuk merakit terdiri dari obeng dan tang.

Tabel 1. Komponen Robot Line Follower

No Nama Jumlah Satuan

1 Arduino Uno R3 1 buah

2 L298n Driver Motor 1 buah

3 Sensor garis TCRT5000 2 buah

4 Chasis Kit 1 paket

5 Kabel jumper Male-Male 20 buah

6 Kabel jumper Male-Female 20 buah

7 Motor DC 6 V 200 RPM 2 buah

8 Box Baterai 2 X Size AA 1 buah

9 Saklar 1 buah

10 Jack DC 1 buah

Gambar 7. Rangkaian komponen robot line follower (Robotika, 2015)

Siswa bekerja dalam kelompok untuk merakit robot line follower sesuai dengan gambar rangkaian yang disediakan. Setiap kelompok didampingi oleh satu orang mahasiswa. Instrukstur berkeliling ke masing-masing kelompok untuk membantu bila ada pertanyaan dari siswa.

Instruktur pada minggu ke-4 adalah CDK dan KAN. Gambar 7 menunjukkan gambar rangkaian komponen robot line follower. Gambar 8 dan gambar 9 adalah gambar suasana ketika siswa sibuk bekerja merakit robot. Kelompok yang sudah berhasil merakit robot sampai selesai lalu mencoba robot tersebut pada jalur yang sudah dibuat. Apabila robot belum bisa berjalan mengikuti jalur dengan baik maka dilakukan analisis. Biasanya settingan sensor garis TCRT5000 yang belum sesuai.

144

Gambar 8. Suasana siswa sibuk bekerja merakit robot (Sumber: koleksi pribadi)

Gambar 9. Suasana siswa sibuk bekerja merakit robot (Sumber: koleksi pribadi)

Gambar 10. Robot line follower yang sudah dapat berjalan dengan baik mengikuti jalur (Sumber:

koleksi pribadi)

145

Settingan lalu diatur dengan menggunakan obeng sehingga sensor dapat membaca garis dengan baik. Gambar 10 menunjukkan robot line follower yang sudah selesai dirakit.

Gambar 11 menunjukkan robot line follower yang sudah dapat berjalan dengan baik mengikuti jalur. (Sumber: koleksi pribadi)

Gambar 12 menunjukkan instruktur, mahasiswa, dan siswa berfoto bersama pada akhir pelatihan minggu empat.

PEMBAHASAN

Pengamatan saat pengenalan dunia robotik dan sistem Arduino pada minggu pertama menunjukkan bahwa para siswa mengenali beberapa contoh robot yang ditunjukkan pada slide presentasi, tetapi belum mengerti tentang beberapa feature dasar yang ada pada robot. Para siswa

146

terlihat kurang antusias ketika instruktur membahas sejarah robot. Mereka mulai aktif bertanya ketika materi presentasi mulai masuk pada kemampuan-kemampuan robot, seperti kemampuan tracking jalur dan mengenali obyek. Bahkan beberapa siswa ada yang bertanya di luar dugaan instruktur, seperti misalnya “Apakah kita dapat membuat robot untuk mengenali mantan (pacar)?” Pertanyaan ini dapat dijawab oleh instruktur dengan memperkenalkan teknologi sensor visual (menggunakan kamera). Pengamatan yang dilakukan saat pelatihan pemrograman dasar menggunakan software Scratch menunjukkan siswa antusias dan paham mengenai logika dasar pemrograman. Antusiasme terlihat ketika anak-anak diberi kesempatan mengeksplore Scratch, mereka secara kreatif menambah sprite, mencoba perintah gerakan yang baru, menambahkan musik dan fungsi program yang lain.

Secara umum terlihat siswa pria lebih suka mengeksplore daripada siswa wanita. Siswa pria lebih suka mencoba fungsi-fungsi program sendiri daripada mengikuti perintah yang diajarkan oleh instruktur. Sedangkan siswa wanita lebih penurut dan mengikuti perintah yang diajarkan instruktur.

Ketika diberi PR dan diharuskan mengumpulkan lewat email, ada empat siswa pria yang tidak mau pulang dari laboratorium komputer meskipun waktunya sudah habis. Mereka memilih langsung mengerjakan saja PR-nya di situ karena ingin mendapatkan hadiah. Pada akhirnya semua siswa mengumpulkan PR-nya lewat email. Pelatihan pemrograman dasar menggunakan Arduino secara umum siswa tertarik, mereka mengikuti setiap petunjuk dengan antusias. Mungkin karena pertama kalinya mereka memprogram mikrokontroler. Wajah mereka terlihat terpukau dan matanya berbinar ketika melihat LED bisa berkedap-kedip setelah mereka upload program ke Arduino. Mereka bertepuk tangan riuh sekali. Tetapi mereka terlihat masih bingung mengenai program untuk membaca data analog. Membutuhkan banyak waktu memang untuk mematangkan pemahaman mengenai analog dan biner. Pengamatan pada saat pembuatan robot line follower menunjukkan anak-anak bisa memahami proses pembuatan robot. Tetapi masih membutuhkan banyak bimbingan dari instruktur mengenai fungsi-fungsi dari komponen penyusun robot tersebut. Instruktur harus menjelaskan fungsi dari servo driver motor, cara kerja sensor garis, motor DC dan penjelasan secara garis besar cara kerja robotnya bisa mengikuti garis. Selain itu pembuatan program dan cara setting sensor garis masih banyak dibantu oleh instruktur.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kegiatan pelatihan pembuatan robot line follower dengan Scratch dan Arduino di SMP Putra Bangsa, Klaten telah selesai dilaksanakan dengan hasil sebagai berikut berikut:

a. Pelatihan pemrograman dasar dengan software Scratch.

b. Pelatihan pemrograman dasar dengan software Arduino IDE.

c. Pelatihan pembuatan robot line follower.

Saran yang diusulkan oleh siswa dan guru elektronika SMP Putra Bangsa untuk kelanjutan dari pengabdian masyarakat berikutnya adalah:

a. Pelatihan dasar-dasar pemrograman Arduino secara lebih mendetail.

b. Pelatihan pembuatan robot dengan fungsi yang lain, misalkan robot wall follower atau robot pemadam api.

DAFTAR PUSTAKA

Arduino. (2016). TUTORIALS > Built-In Examples > 01.Basics > AnalogReadSerial. Retrieved from Arduino Website: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/AnalogReadSerial

Banzi, M. (2011). Getting Started with Arduino. Sebastopol: Make:Books.

147

Melgar, E. R., & Diez, C. C. (2012). Arduino and Kinect Projects. New York: Apress.

MIT. (2016, April 4). About Us: Scratch. Retrieved from Scratch Web site:

https://scratch.mit.edu/about/

Robotika, T. J. (2015). Panduan Merakit Arduino Line Follower Robot. Jogja Robotika.

SESI TANYA JAWAB

Nama Pemakalah

Nama Penanya

Asal

Institusi Isi Pertanyaan Jawaban Kristanto

Agung

Nugroho, Maria Chandra Dewi Kurnianingtyas, Anugrah Kusumo Pamosoaji

Wahyu Setya Ratri

UST Yogyakarta

Dana yang dipergunakan diperoleh dari mana?

Dana yang diperoleh sebagian dari sekolah dan LPPM karena mengajukan dana internal.

Bahan robot biasanya mahal, apakah bisa diganti dengan barang bekas?

Bisa diganti dengan barang bekas seperti triplek. Untuk softwarenya open source, jadi tidak perlu beli.