Dasar Elektronika (2) : Komponen Aktif dan Pasif

Komponen elektronika aktif memerlukan sumber arus dan tegangan tersendiri. Sumber arus dan tegangan dibutuhkan oleh komponen aktif dengan besar tertentu agar dapat beroperasi sesuai dengan yang diinginkan. Komponen aktif juga dapat menghasilkan energi atau tenaga listrik dari dirinya sendiri yang diberikan ke komponen pasif dalam sebuah rangkaian. Oleh karena itu, merangkai komponen aktif dalam sebuah rangkaian elektronika tidak dapat dilakukan secara sembarangan. 

Komponen aktif elektronika dapat berupa komponen elektronika digital maupun komponen elektronika analog. Transistor dan dioda merupakan komponen aktif analog yang sering digunakan pada rangkaian robot. Komponen digitalnya biasanya berupa IC (integrated circuit).

Komponen pasif elektronika semuanya termasuk ke dalam jenis komponen analog. Pemasangan komponen pasif pada rangkaian elektronika tidak memerlukan sumber arus dan tegangan dengan aturan tertentu. Komponen ini juga tidak dapat menghasilkan energi atau tenaga listrik. Komponen pasif mengambil energi listrik dari sumber rangkaian. Beberapa contoh komponen pasif yang banyak digunakan pada sebuah rangkaian robot yaitu resistor, kapasitor, trafo, relay, dan saklar.

Continue reading ...

Dasar Elektronika (1) : Komponen analog dan digital

Elektronika sebagai salah satu cabang dari robotika dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari arus lemah untuk menjalankan peralatan listrik dengan cara melakukan pengontrolan aliran elektron (partikel yang bermuatan listrik). Elektronika adalah cabang dari ilmu fisika, sedangkan perancangan dan pembuatan rangkaian elektronika adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan teknik elektronika dan instrumentasi.Berdasarkan sistem kerja dan karakteristiknya elektronika dibagi dua bagian besar yaitu elektronika analog dan elektronika digital.

Elektronika digital hanya mengenal dua kondisi yaitu kondisi "nol" dan kondisi "satu". Namun, kondisi "nol" tidak selalu bernilai 0 volt. Istilah lain dari “kondisi” dalam elektronika digital adalah “logic” (baca :  logika).Logic 0 juga dikenal dengan keadaan “Low (L)” atau False (F)” dan logic 1 adalah  keadaan “High (H)” atau “True (T)”. Dengan demikian, perbedaan antara elektronika analog dan elektroika digital terletak pada input yang diolah dan output yang dihasilkan, linearitas nilai input dan output, bentuk gelombang, dan flexibilitas tegangan sumber sehingga komponen elektronika yang digunakan pun berbeda. Rangkaian elektronika yang digunakan dalam sistem kendali sebuah robot pada umumnya merupakan rangkaian elektronika yang tersusun dari gabungan komponen-komponen analog dan digital.

Continue reading ...

Robot cerdas karena apa ?

Pernah mendengar istilah robot cerdas? Apakah berbeda antara robot (biasa) dengan robot cerdas ? Kalau ada robot (yang) cerdas, lantas robot lain (yang tidak cerdas) disebut robot apa ya?

Fungsi robot sebagai sebuah alat yang dapat membantu pekerjaan manusia dapat dibedakan berdasarkan kendalinya. Ada yang harus di bawah kendali manusia. Ada juga yang dapat menjalankan fungsinya secara otomatis tanpa harus dikendalikan oleh manusia. Jenis yang terakhir inilah yang dinamakan robot cerdas.

Robot cerdas dilengkapi sebuah sistem kendali sehingga robot dapat menjalankan fungsinya tanpa dikendalikan manusia. Sistem kendali seperti ini biasa disebut dengan sistem cerdas atau kecerdasan buatan (artificial intellegent). Dewasa ini, sistem cerdas sebuah robot berupa program yang ditanamkan pada sebuah chip mikrokontroler/ mikroprosesor.

Robot yang menggunakan mikrokontroler/ mikroprosesor dikenal dengan sebutan robot mikro. Namun demikian, robot cerdas juga bisa berupa robot analog (tanpa mikrokontroler atau mikroprosesor). Sistem kendalinya bukan berupa program melainkan berupa rangkaian elektronika yang dirancang agar robot dapat 'bertugas otomatis'.

Continue reading ...

Apa bedanya robot dan robotika?

Bicara soal robot, pasti kita juga sering mendengar istilah robotika. Pertanyaannya, apakah robotika dan robot itu sama? Bagaimana keterkaitan antara robot dan robotika?

Setelah mengenal robot, kita tahu bahwa robot adalah benda atau barang, sedangkan robotika diartikan sebagai adalah satu cabang teknologi yang berhubungan dengan desain, konstruksi, operasi, disposisi struktural, pembuatan, dan aplikasi dari robot.

Robotika adalah cabang ilmu yang mempelajari semua hal terkait dengan teknologi robot. Sebuah robot, telah kita ketahui, tersusun dari tiga bagian : mekanik, kendali dan penggerak. Bidang mekanik sebuah robot dipelajari dalam pembahasan mekanika. Unit kendali robot biasanya berupa rangkaian-rangkaian elektronik baik itu yang dapat diprogram maupun tidak. Sedangkan unit penggerak robot biasanya berupa motor.

Cabang ilmu robotika meliputi pengetahuan bidang elektronika, mesin, mekanika, dan pemrograman (kecerdasan buatan). Oleh karena itu, jika kita berminat menjadi seorang ahli di bidang robotika, kita tidak perlu menjadi ahli di semua bidang (elektronika, mekanika, dan pemrograman untuk kontrol). Kita harus memahami dasar dan konsep secara umum, tetapi kita bisa mengambil peran menjadi ahli dari salah satu bidang pengetahuan tersebut. Think global but become specialist. Apakah kita lebih suka dan mampu di bidang elektronika, mekanika, atau pemrogramannya.

Continue reading ...

Berbagai Jenis Robot

Sebuah robot dibangun dari tiga bagian dasar (Eugene, 1976):

1. Struktur mekanis, yaitu sambungan-sambungan mekanis (link) dan pasangan-pasangan (joint) yang memungkinkan untuk membuat berbagai variasi gerakan.

2. Sistem kendali, dapat berupa kendali tetap (fixed) ataupun servo. Sistem kendali tetap yaitu suatu kendali robot yang pengaturan gerakannya mengikuti lintasan (path), sedangkan kendali servo yaitu suatu kendali robot yang pengaturan gerakannya dilakukan secara point to point (PTP) atau titik pertitik.

3. Unit penggerak (actuator), seperti hidrolik, fenumatik, elektrik ataupun kombinasi dari ketiganya, dengan atau tanpa sistim transmisi. Torsi (force) dan kecepatan yang tersedia pada suatu aktuator diperlukan untuk mengendalikan posisi dan kecepatan. Transmisi diperlukan untuk menggandakan torsi. Seperti diketahui menambah torsi dapat menurunkan kecepatan, dan meningkatkan inersia efektif pada sambungan. Untuk mengurangi berat suatu sistem robot maka aktuator tidak ditempatkan pada bagian yang digerakkan, tetapi pada sambungan yang sebelumnya. Ada beberapa jenis transmisi yang banyak dipakai, antara lain Belt, Cable, Chain dan roda gigi.

Seiring dengan berkembangnya teknologi, khususnya teknologi elektronik, peran robot menjadi semakin penting tidak saja dibidang sains, tapi juga di berbagai bidang lainnya, seperti di bidang kedokteran, pertanian, bahkan militer.  Ada jenis robot sederhana yang dirancang untuk melakukan kegiatan yang sederhana, mudah dan berulang-ulang, ataupun robot yang diciptakan khusus untuk melakukan sesuatu yang rumit, sehingga dapat berperilaku sangat kompleks dan secara otomatis dapat mengontrol dirinya sendiri sampai batas tertentu.

Secara sadar atau tidak, saat ini robot telah masuk dalam kehidupan manusia sehari-hari dalam berbagai bentuk dan jenis. Namun demikian, robot secara umum dapat dikelompokkan berdasarkan jenis konstruksinya :
(http://id.wikipedia.org/wiki/Robot,2010)
1. Robot Mobile
2. Robot Manipulator
3. Robot Humanoid
4. Flying Robot
5. Robot Berkaki
6. Robot jaringan
7. Robot Animalia

Berikut akan dijelaskan satu per satu secara ringkas.

1.Robot Mobile
Robot jenis ini merupakan robot yang paling banyak dipelajari dan dibuat dalam tahap belajar membuat robot pemula. Tinggat kesulitan untuk membuat robot ini relatif masih rendah. Untuk dapat membuat robot ini harus mengerti tentang sensor-sensor elektronik dan mikrokontroler. Robot ini biasanya menggunakan beberapa roda untuk memudahkan pergerakannya. Robot ini bergerak mengikuti pembacaan sensor-sensor yang telah ditetapkan pada sistem robot ini. Beberapa contoh dari jenis robot mobile yaitu, robot pengikut garis, robot pengikut cahaya, robot avoider beroda.

2. Robot Manipulator
Robot ini banyak dipakai oleh perusaan industri elektronik ataupun transportasi. Robot jenis ini juga dikenal dengan sebutan lengan robot karena berbentuk seperti sebuah lengan atau tangan. Robot jenis ini mempunyai peran pekerjaan masing-masing. Contohnya robot untuk menutup kaleng, mengecat, memasang baut yang berukuran kecil maupun besar, menyatukan body mobil dan masih banyak yang lainnya.

3. Robot Humanoid
Human artinya manusia. Jenis robot yang satu ini lebih mirip ke manusia dari segi bentuk. Robot humanoid mempunyai 2 tangan, 2 kaki dan satu kepala. Adapun dari segi fungsinya, ada robot jenis ini yang dapat kita ajak berbicara. Robot jenis ini selalu berkembang dan semakin canggih.

4. Flying Robot
Robot ini ditempatkan dilangit/mengudara. Biasanya robot jenis ini seringkali digunakan untuk mengambil gambar dari atas karena tidak memungkin jika manusia terbang dan mengambil gambar dari atas kecualing dengan naik pesawat. Robot jenis ini saat ini sedang populer dengan istilah droid. Contohnya adalah quadcopter yang mulai digunakan dalam liputan media.

5. Robot Berkaki
Bentuk robot ini sesuai dengan namanya yaitu robot berkaki, berarti robot ini mempunyai kaki. Biasanya robot ini banyak masuk kedalam jenis robot bentuk hewan. Contohnya robot anjing yang mempunyai 4 kaki, Laba-laba dengan 6 kaki atau lebih.

6. Robot Jaringan
Apakah robot jenis jaringan itu? Robot jaringan merupakan jenis robot sebagai aplikasi dari perkembangan  bidang jaringan komputer.  Robot jaringan adalah pendekatan baru untuk melakukan kontrol robot menggunakan jaringan internet dengan protokol TCP/IP. Dengan koneksi jaringan, proses kontrol dan monitoring, termasuk akuisisi data bila ada, seluruhnya dilakukan melalui jaringan komputer/ internet.

7. Robot animalia
Robot ini dibuat menyerupai bentuk dan tingkah laku hewan, robot ini biasanya di pesan oleh pemelihara hewan.

Ada satu kelompok robot lagi yang juga disebutkan pada pembahasan jenis-jenis robot, yaitu Underwater Robot. Robot underwater adalah robot yang digunakan dibawah permukaan air atau didalam air. Untuk robot jenis ini yang berukuran besar biasanya untuk mengambil suatu barang penting yang terdapat didalam air yang mungkin tidak dapat dijangkau oleh manusia. Robot ini juga seringkali digunakan sebagai alat yang memonitoring suata keadaan bawah air.

Itulah berbagai jenis robot yang dikemukakan oleh para ahli. Sekarang, dapatkah kita mengidentifikasi 'robot' yang ada di sekitar kita? Selamat mengeksplorasi !

Continue reading ...

Mengenal Robot

Saat mendengar kata 'robot', apa yang seketika muncul dalam benak kita? Kebanyakan orang awam akan membayangkannya seperti yang ada di film-film populer. Film-film sejenis transformer secara tidak langsung berhaail menggiring opini kita tentang robot.

Sebenarnya, robot itu apa sih? Apakah robot selalu berbentuk seperti dalam film? Apakah robot berbentuk seperti manusia? Apakah robot akan membantu manusia atau mengancam manusia? Tidak sedikit yang punya pertanyaan semacam ini kan?

Robot sejatinya adalah perkembangan dari mesin. Mesin secara istilah didefinisikan sebagai alat yang dapat membantu manusia menyelesaikan pekerjaannya. Begitu juga robot, dapat kita definisikan sebagai sebuah alat untuk membantu manusia menyelesaikan pekerjaan. Jika demikian apakah robot sama dengan mesin?

Kata robot diambil dari bahasa Ceko (Chech), yang memiliki arti pekerja (worker). Robot merupakan suatu perangkat mekanik yang mampu menjalankan tugas-tugas fisik, baik di bawah kendali dan pengawasan manusia, ataupun yang dijalankan dengan serangkaian program yang telah didefinisikan terlebih dahulu atau kecerdasan buatan (artificial intelligence).

Ada banyak defenisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Beberapa ahli robotika berupaya memberikan beberapa defenisi, antara lain
(Gonzalez, 1987) :

a. Robot adalah sebuah manipulator yang dapat di program ulang untuk memindahkan tool, material, atau peralatan tertentu dengan berbagai program pergerakan untuk berbagai tugas dan juga mengendalikan serta mensinkronkan peralatan dengan pekerjaannya, oleh Robot Institute of America.

b. Robot adalah sebuah sistem mekanik yang mempunyai fungsi gerak analog untuk fungsi gerak organisme hidup, atau kombinasi dari banyak fungsi gerak dengan fungsi intelligent, oleh official Japanese.

Setelah menyimak berbagai definisi robot, maka dapat saya simpulkan bahwa yang membedakan robot dengan mesin adalah pergerakannya. Pergerakan robot biasanya berupa perpindahan, meskipun tidak semua bagiannya mengalami perpindahan, seperti pada jenis lengan robot. Sedangkan mesin biasanya hanya diam di tempat, yang bergerak adalah bagian di dalamnya. Contohnya mesin cuci.

Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Di Indonesia, robot sudah banyak digunakan di bidang industri. Kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi. Penggunaan robot lainnya termasuk untuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air dan luar angkasa, pertambangan, pekerjaan “cari dan tolong” (search and rescue). Belakangan ini robot mulai memasuki pasaran konsumen di bidang hiburan, dan alat pembantu rumah tangga, seperti penyedot debu, dan pemotong rumput.

Continue reading ...

Current, Voltage, and Power

Voltage is related to potential-energy difference. The voltage drop across any circuit element is directly proportional to the change in energy of a charge as it traverses the circuit element. Specifically, 1 volt = 1 joule/coulomb. The potential energy (with respect to some reference point) is equal to the voltage multiplied by the charge.

Current refers to the motion of charges. The current through a given surface (e.g. the cross-section of a wire) is defined as the net charge passing through that surface per unit time. The unit for current is the ampere: 1 ampere = 1 coulomb/second.

The product of voltage and current has units of joules/second, otherwise known as watts.

If the voltage drop across a circuit element equals the change in potential energy per unit charge, and the current equals the amount of charge moving through the element per unit time, then their product equals the power released within the device!
 
The power dissipated within any device is given by
P = IV (2.11)

For resistive elements (or when an effective resistance can be defined), Eq. 2.11 can be combined with Ohm’s law to give:
P = IV = I 2 R = V 2 /R  (2.12)

Resistors, diodes, transistors, relays, integrated-circuit chips, etc., are rated (in part) by their maximum allowed power. Exceeding these ratings can have  disastrous effects on your circuit, and may even cause a fire! To illustrate this point, our first exercise will deliberately lead to the destruction of a carbon-film resistor.

Continue reading ...