8
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. ROBOTIKA
1. Sejarah Ilmu Robotika
Ilmu Robotika adalah ilmu yang mempelajari tentang
pengaplikasian robotika dalam kehidupan sehari-hari yang didesain
dan disesuaikan dengan kebutuhan sehingga tercipta desain yang
ekonomis (Nalwan 2012:1). Perkembangan robotika pada mulanya
berasal dari bangsa Yunani kuno yang membuat patung yang dapat
dipindah-pindahkan. Sekitar 270 BC, Ctesibus, seorang insinyur
Yunani membuat organ dan jam air dengan komponen yang dapat
dipindahkan. Ilmuwan Islam yaitu Al-Jajari (1136-1206) yang berasal
dari dinasti Artuqid, dianggap sebagai orang pertama yang
menciptakan robot humanoid, berupa empat robot musisi (Budiharto
2012:1). Kata robot sendiri berasal dari bahasa Czech, robota, yang
berarti pekerja, kata ini mulai menjadi populer ketika seorang penulis
berkebangsaan Ceko, Karl Capek, membuat pertunjukan dari lakon
komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUR
(Rossum’s Universal Robot). Ia bercerita tentang mesin yang
menyerupai manusia namun mampu bekerja terus-menerus tanpa lelah.
Istilah robot ini kemudian memperoleh sambutan dengan
diperkenalkannya robot Jerman dalam film Metropolis tahun 1926
yang sempat dipamerkan dalam New York World’s Fair 1939. Film ini
9
mengisahkan tentang robot berjalan mirip manusia beserta hewan
peliharaannya.
Penelitian dan pengembangan pertama yang menghasilkan produk
robotik dapat dilacak mulai dari tahun 1940-an ketika Argonne
National Laboratories di Oak Ridge, Amerika, memperkenalkan
sebuah mekanisme robotik yang dinamai master-slave manipulator.
Kemudian produk robot komersial pertama diperkenalkan oleh
Unimation Incorporated, Amerika, pada tahun 1950-an. Hingga
akhirnya diikuti oleh perusahaan-perusahaan di belahan dunia lain.
Namun setelah dunia mulai masuk kedalam jaman industri, otomasi
semakin dibutuhkan. Di negara-negara yang telah mapan kala itu,
seperti Jerman, Amerika, Inggris dan Perancis mulai bermunculan
grup-grup riset tentang ilmu robotika. Tak lama kemudian,bangsa
Asia, yang dimotori oleh bangsa Jepang mulai belajar dari bangsa
Amerika kemudian mengembangkan sendiri ilmu robotika. Hingga
saat ini, Jepang-lah yang menjadi negara paling produktif dan paling
maju dalam perkembangan ilmu robotika (Pitowarno 2006:1).
Dewasa ini, pemanfaatan Ilmu robotika telah merambah kedalam
berbagai bidang, antara lain:
1. Bidang Kesehatan
Dalam bidang kesehatan, robot digunakan dalam proses operasi,
seperti operasi bedah jantung dan bahkan robot yang bisa
membunuh sel kanker. Selain itu juga terdapat robot perawat,
seperti RIBA(Robot of Interactive Body) yang menjadi asisten
10
perawat, yang mampu melakukan pekerjaan fisik, seperti:
memindahkan pasien, mendudukkan di kursi roda atau menuntun
pasien ke dalam toilet.
2. Bidang Industri
Penggunaan robot industri biasanya digunakan dalam penanganan
material pabrik, palletizing, line tracking, pengelasan, pengecatan
dan perakitan.
Tujuan penggunaan robot di bidang industri, antara lain:
a. Meningkatkan jumlah produksi
b. Kestabilan dan meningkatkan kualitas produk
c. Peningkatan manajemen produksi
d. Lingkungan kerja yang manusiawi
e. Penghematan sumber daya
3. Bidang Militer
Contoh penggunaan robot dalam bidang kemiliteran adalah robot
bersenjata yang dikembangkan oleh Militer Zionis Israel yang
membantu pasukan tempur Israel yang mampu berbicara bahasa
Arab untuk bernegosiasi dengan orang-orang dan melaksanakan
aksi bunuh diri.
4. Bidang Kuliner
Automatic Cooking Robot yang sedang dikembangkan oleh
Universitas Shanghai Jiatong yang bisa memasak sampai 600 jenis
masakan cina.
11
5. Bidang Teknologi
Robot Astronot milik NASA, yaitu Robonaut 2 yang menjadi
penghuni tetap stasiun luar angkasa internasional.
6. Dalam kehidupan sehari-hari
Terdapat robot humanoid yang mirip dengan manusia yang bisa
membantu pekerjaan rumah tangga bahkan terdapat robot yang
difungsikan menjadi teman untuk mengobrol .
2. Robotika di Indonesia
Sejak tahun 1980-an, kebijakan nasional dalam pengembangan
riset dan teknologi telah memberikan dukungan pada litbang
permesinan otomatis dalam rangka menunjang sumber daya manusia
Indonesia yang memiliki minat dan kemampuan untuk belajar dan
menguasai teknologi robotika. Sehingga dibangunlah laboratorium-
laboratorium, seperti MEPPO (Mesin Perkakas Teknik Produksi dan
Otomatis). Sejak dikembangkannya laboratorium-laboratorium
tersebut beraneka macam mesin otomatis dan robot berhasil
dikembangkan dan dikomersilkan oleh berbagai industri. Saat ini
Indonesia telah berhasil menciptakan robot yang mampu mengontrol
seluruh sistem operasi suatu pabrik. Selain itu ilmu robotika telah
merambah ke arah pendidikan, hal ini dibuktikan dengan kontes robot
pertama kali yang diadakan oleh Depdiknas pada tahun 1990.
Indonesia pun telah mengirimkan perwakilan pada kontes Asia Pasific
12
Broadcasting (ABU) Robocon yang diselenggarakan di Tokyo dan
berhasil pulang menjadi juara.
B. SEKOLAH
Sekolah merupakan bangunan yang diperuntukkan untuk siswa
belajar dan mengembangkan kemampuannya. Ada berbagai macam
sekolah berdasarkan fungsi, jurusan yang ditawarkan, maksud-tujuan
sekolah atau pun kelompok usia siswa. Sekolah informal merupakan
pendidikan tambahan bagi siswa yang sedang/telah menerima
pendidikan dasar yang ingin menambah ilmu dalam bidang keahlian
tertentu, misalnya seperti rumah/sekolah alternatif. Salah satu bentuk
sekolah alternatif adalah kursus atau lembaga-lembaga pendidikan
yang menyediakan fasilitas belajar-mengajar dalam bidang tertentu
saja. Kursus hanya diselenggarakan dalam waktu pendek atau jangka
waktu tertentu sampai siswa mampu menguasai bidang yang diajarkan.
Setelah mengikuti kursus, siswa akan mendapatkan sertifikat keahlian
tertentu berdasarkan bidang yang telah dipelajari.
1. Standar perancangan Sekolah
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum merancang
sebuah bangunan sekolah, seperti lingkungan sekolah yang harus
kondusif untuk kegiatan belajar-mengajar. Berikut merupakan hal-hal
yang perlu dipertimbangkan sebelum membangun sebuah sekolah (De
Chiara 1987:171)
13
a. Site Planning
Dalam hal ini termasuk:
1) Analisa site dan evaluasi
a) Lokasi (Regional/Vicinity).
b) Kondisi site (Topografi, hidrografi, vegetasi, kelancaran
sistem utilitas, arah angin dan matahari, penggunaan lahan
sebelumnya).
c) Zoning (Tipe zoning dan batasan).
d) Kondisi lingkungan (Faktor kebisingan, gangguan dan
getaran, serta faktor penghalang seperti asap dan kabut).
e) Akses jalan (Tipe jalan, lebar jalan, kepadatan lalu lintas,
ada-tidaknya rencana pelebaran jalan).
2) Kebutuhan site
a) Vehicular (Area parkir, servis, maintenance equipment dan
transportasi publik).
b) Pedestrian (Area sirkulasi dan rekreasi)
b. Fungsi Arsitektural
Gambar 1. Faktor-faktor
pembangunan bangunan
Sumber: De Chiara 1987:169
14
1) Plan
Perancangan bangunan multifungsi yang terpusat, ruangan
yang minimal dan perancangan ruang yang didominasi oleh
ruang kelas ketimbang akses seperti koridor akan menghasilkan
fleksibilitas dan lebih ekonomis dalam penghawaan.
2) Orientation
Ruang kelas yang menghadap ke barat/timur akan menerima
panas dan cahaya yang berlebihan dari matahari atau justru
sebaliknya akan kekurangan paparan sinar matahari. Oleh
sebab itu lebih disarankan untuk memilih orientasi ruang
mayoritas menghadap ke utara/selatan.
3) Fenestration
Pertimbangan bukaan menjadi hal yang penting dalam
perancangan. Bangunan tanpa bukaan terkesan lebih praktis,
karena tidak mempertimbangkan paparan sinar matahari, debu,
asap, dan kebisingan. Namun bukaan juga merupakan hal yang
penting dalam beberapa kasus untuk menghindari kesan
tertutup dalam bangunan, pergantian udara baru dan aspek
psikologi manusia yang bisa terpengaruh. Oleh karena itu perlu
pertimbangan yang baik dalam menentukan ketersediaan suatu
bukaan yang disesuaikan dengan fungsi dan tujuan bangunan.
4) Solar Controls
Penggunaan material-material yang dapat menghalang panas
yang berasal dari luar bangunan.
15
5) Insulation
Pertimbangan penggunaan material insulasi seperti atap dan
tembok luar dapat berpengaruh pada penghawaan dalam
ruangan.
6) Space Conditioning
Pemilihan material, warna, bentuk, dan desain yang tepat dapat
menciptakan suasa belajar dan mengajar yang kondusif.
7) Lighting
Perencanaan pencahayaan yang baik termasuk didalamnya
adalah menentukan sumber cahaya, meminimalisir silau dan
bayangan.
8) Accoustic
Penggunaan sistem akustik yang baik termasuk pengontrolan
penyerapan suara, pantulan suara maupun pencegahan
kebocoran suara dalam ruang.
9) Colors
Warna merupakan faktor yang penting dalam suatu ruang.
Warna dapat merubah susasana ruang, suasana hati seseorang,
dapat menimbulkan semangat atau pun menimbulkan kesan
tenang. Penggunaan warna yang lembut dan sejuk dapat
menimbulkan susasana tenang dan nyaman dalam proses
belajar-mengajar.
16
10) Form
Bentuk ruang memiliki peranan yang penting dalam
mempengaruhi psikologis seseorang. Ruang-ruang seperti
perpustakaan, auditorium dan cafeteria membutuhkan
perancangan ceiling yang tinggi ketimbang ruang kantor
ataupun ruang rapat. Koridor sebaiknya dirancang berbeda dari
ruangan lainnya. Untuk menghilangkan kesan membosankan
dan menakutkan, sebuah koridor yang panjang dapat di desain
semenarik mungkin sehingga mata pengunjung dapat dialihkan
ke pemandangan yang ada. Atau dengan menggunakan kaca
sebagai partisi pembatas ruang.
2. Standar Perancangan Ruang-ruang sekolah.
1. Ruang Kelas
Ruang belajar atau ruang kelas terdiri dari dua macam:
a) Moving class : siswa berpindah sesuai mata pelajaran
b) Remaining class: siswa tetap berada di satu kelas,sedangkan
guru berpindah sesuai dengan mata pelajaran.
Dalam merancang ruang kelas, pencahayaan perlu diatur
sedemikian pula, agar tidak cepat membuat mata menjadi lelah.
Selain itu pengaturan pencahayaan yang dapat menciptakan
suasana yang membangkitkan semangat belajar juga diperlukan.
Pengaturan suhu ruang yang nyaman mutlak dibutuhkan agar siswa
17
merasa nyaman berada di ruang kelas. Berikut adalah standar
perancangan ruang kelas (De Chiara 1987:191)
1) General requirement
a) Area yang cukup luas dibutuhkan didepan ruangan untuk
aktivitas pemasangan alat-alat audiovisual.
b) Tinggi maksimal ceiling adalah 9 ½ ft atau 289,56 cm
c) Lantai hendaknya menggunakan material yang tidak licin.
2) Lokasi
Lokasi kelas hendaknya jauh dari sumber kebisingan dan dekat
dengan fasilitas tertentu yang menunjang kegiatan belajar-
mengajar.
3) Pencahayaan
a) Pengontrolan cahaya dibutuhkan dalam kegiatan belajar-
mengajar, sehingga sumber cahaya sebaiknya mudah untuk
dipadamkan dan dinyalakan kembali.
b) Light switches sebaiknya diletakkan didekat pintu.
c) Pencahayaan yang berasal dari bukaan sebaiknya ada.
4) Electrical Services
a) Jam dinding berukuran 8 inch hendaknya ada disetiap ruang
kelas.
b) Pemasangan fire alarm system di setiap ruang kelas.
c) Akses komunikasi seperti telepon mutlak dibutuhkan .
18
5) Pintu
a) Pintu sebaiknya diletakkan di depan kelas dan dibuat cukup
lebar supaya siswa yang akan masuk ke dalam kelas tidak
menghalangi sirkulasi di koridor.
b) Penggunaan ambang pintu sebaiknya dihindari
c) Pintu sebaiknya tembus pandang dengan material kaca.
d) Pintu sebaiknya tidak bisa dikunci dari dalam kelas.
6) Fasilitas Ruang kelas
a) Lemari penyimpanan: Dalam setiap ruang kelas harus
terdapat area untuk penyimpanan, lemari penyimpanan
dibutuhkan untuk menyimpan alat-alat keperluan sekolah,
seperti: kertas, alat tulis, buku, majalah, dan peralatan
khusus lain. Penggunaan display cabinet dapat
dipertimbangkan untuk menyimpan barang-barang yang
akan dipamerkan di setiap ruang kelas. Steel cabinet
hendaknya berupa kombinasi untuk menyimpan keperluan
guru, file drawer, dan kabinet kecil untuk menyimpan
barang-barang pribadi.
19
b) Papan tulis: Kebutuhan papan tulis berbeda-beda
tergantung dari mata pelajaran apa yang diajarkan. Mata
pelajaran seperti matematika dan ipa akan membutuhkan
papan tulis yang lebih lebar daripada mata pelajaran ilmu
sosial.
c) Meja belajar dan meja praktek dapat digabungkan dengan
lemari penyimpanan dengan ukuran bervariasi sesuai
dengan usia pengguna. Sliding door lebih dianjurkan karena
lebih fleksibel dan tidak membutuhkan perawatan lebih.
Gambar 2.Standar ukuran Steel kabinet
Sumber: De Chiara 1987:194
20
Berikut adalah standar ukuran ruang kelas (Neufert
1986:258):
a) Lebar tempat terbuka untuk jalan darurat minimal
1,00 m/150 orang dengan maksimum panjang jalan
darurat adalah 30 m tanpa liku-liku sampai ditengah
ruang.
b) Ruang kelas dengan pelajaran secara tradisional
membutuhkan kira-kira 2,00 m/tempat murid
c) Ketinggian ceiling/cahaya adalah 2,70-3,40m
Gambar 3.Storage sekaligus Work counter
Sumber: De Chiara 1987:195
Gambar 4.Alternatif penempatan furniture ruang
kelas normal
Sumber: Neufert 1986:258
21
2. Industrial and Vocational Facilities
Sekolah pelatihan merupakan sekolah yang mengajarkan
siswanya untuk dapat terampil mengerjakan suatu bidang tertentu,
sehingga membutuhkan desain ruang dan fasilitas tertentu yang
berbeda dengan sekolah lainnya. Berikut merupakan standar
perancangan fasilitas sekolah pelatihan dalam bidang teknik
industri (De Chiara 1987:211)
a) Ruang praktek harus memiliki sistem akustik yang baik untuk
meredam suara bising dari mesin .
b) Bangunan sebisa mungkin memiliki akses yang baik menuju
jalan raya.
c) Jika mungkin, sediakan ruang material di luar ruang praktek.
d) Membutuhkan akses yang baik menuju kamar mandi dan loker.
e) Mesin-mesin dan peralatannya ditata sedemikian rupa sehingga
dapat dipindahkan dan disimpan seefisien mungkin.
f) Ruang-ruang kelas dan praktek maupun laboratorium
hendaknya saling berhubungan dan menjadi satu kesatuan.
g) Sistem pembersihan debu, penyerapan panas dan asap yang
dihasilkan oleh mesin, sistem keselamatan kerja dan sistem
sirkulasi benda yang berukuran besar hendaknya diperhatikan.
22
3. Learning Resource Center (Perpustakaan, ruang komunikasi dan
pusat perlengkapan tugas)
Merupakan pusat informasi untuk pelajaran, pendidikan
lanjutan dan waktu bebas . Pengguna dari fasilitas ini antara lain
adalah pelajar,guru dan pengguna-pengguna lain yang mencari
informasi. Perpustakaan meliputi buku-buku konvensional, tempat
peminjaman, tempat membaca dan bekerja yang sesuai dengan
buku-buku/majalah yang tersedia. Ruang komunikasi berarti
perluasan perpustakaan untuk kemungkinan penerimaan dan
penceritaan kembali (hardware) melalui radio, film televisi, kaset-
kaset dan pita rekaman atau bahan-bahan audio-visual yang lain
yang berbentuk software. Perkiraan kasar kebutuhan ruang untuk
perpustakaan/ruang media keseluruhan antara 0,35-0,55 m/pelajar
(Neufert 1986:260) .
Berikut adalah contoh pembagian ruang Learning resource centre:
Gambar 5. Penataan ruang Industrial and
vocational facilities
Sumber: De Chiara 1987:210
23
4. Community Centre
Community Centre merupakan bangunan yang memiliki fungsi
sebagai tempat untuk berkumpul bagi suatu komunitas dan
merupakan pusat kegiatan komunitas tersebut. Berikut merupakan
faktor-faktor penting dalam perancangan community center:
Gambar 6. Programing ruang Learning
resource center
Sumber: Neufert 1986:260
Gambar 7. Programing ruang Learning
resource center
Sumber: De Chiara 1987:188
24
a) Unsur pembentuk serta latar belakang komunitas merupakan
hal penting dalam membentuk prinsip community centre.
b) Jenis komunitas yang mempengaruhi perancangan
c) Sifat komunitas
d) Tujuan dan kegiatan yang dilakukan dalam community centre
untuk memnentukan kebutuhan dan asumsi ruang.
Diharapkan sebuah community centre dapat menjadi
representasi sekaligus dapat memberi suatu kesan bagi
masyarakat awam sehingga komunitas tersebut memiliki ciri
khas melalui community centre tersebut.
5. Auditorium
Auditorium sekolah digunakan pusat pertemuan komunitas
yang didesain untuk semua kalangan baik dari kalangan amatir,
profesional hingga semua kalangan usia. Fasilitas yang disediakan
oleh auditorium termasuk fasilitas untuk menyelenggarakan
konser, menampilkan gambar bergerak, pertunjukan, dan macam-
macam presentasi lainnya. Area produksi sebelum tampil diatas
panggung hendaknya dirancang dekat dengan panggung, seperti
stagecraft, band room, choral room, storage, dressing room dan
rest room.
Tempat duduk auditorium sekolah tidaklah terlalu penting,
mengingat banyaknya jumlah siswa, sehingga siswa melihat
pertunjukkan sambil berdiri. Auditorium hendaknya cukup luas
untuk melakukan diskusi kelompok jika diperlukan.
25
C. ARDUINO LILYPAD SEBAGAI PENDEKATAN DESAIN
Arduino merupakan bagian dari keluarga mikrokontroler yang banyak
digunakan dewasa ini. Mikrokontroler sendiri merupakan pengontrol
utama perangkat elektronika saat ini,termasuk robot (Budiharto 2012:19).
Arduino memiliki beberapa macam produk, salah satunya adalah arduino
lilypad. Arduino lilypad adalah perkembangan produk arduino dengan
konsep wearable dan menjadi bagian dari pakaian yang bisa kita kenakan.
Desain dari Arduino Lilypad diciptakan oleh Leah Buechley dengan
bentuk yang bulat dan warna yang menarik. Arduino ini dirancang agar
dapat dijahit menggunakan benang conductive. Arduino lilypad memiliki 4
macam model dan spesifikasi yang berbeda, yaitu:
a. Lilypad Arduino
b. Lilypad Arduino USB
c. Lilypad Arduino Simple
d. Lilypad Arduino SimpleSnap
Keempat macam Arduino lilypad tersebut terdiri dari bermacam-
macam mikrokontroler yang berbeda. Mulai dari seri Atmega 168V hingga
new Atmega32u4. Ukuran yang kecil dari Arduino Lilypad cukup kecil,
yaitu 50 mm. Arduino lilypad simple merupakan arduino yang
menggunakan mikrokontroler Atmega328 dengan bagian-bagian sebagai
berikut:
26
Seperti halnya arduino yang lain, Arduino lilypad juga terdiri
dari komponen elektronika, seperti: diode, potensiometer,
kapasitor, resistor, LED, transistor, dan lain-lain. Berikut adalah
gambar penjelasan mengenai beberapa komponen dasar
elektronika dasar yang juga merupakan komponen Arduino lilypad
:
Komponen dan
simbol
Gambar Keterangan
Resistor
Resistor berfungsi
untuk menghambat
arus listrik yang
mengalir di rangkaian.
Potensiometer
Potensiometer adalah
resistor yang nilai
resistensinya bisa
diatur melalui tombol
Gambar 8.Bagian-bagian Arduino Lilypad Simple
Board
Sumber: www. dewimasherna.wordpress.com
Tabel 1. Bagian-bagian Arduino Lilypad Simple Board
Sumber: Aprilia 2015
27
pemutar.
Diode
Komponen diode biasa
digunakan sebagai
penyearah arus karena
sifatnya yang hanya
melewatkan arus secara
searah dan menahan
arus dari arah
sebaliknya.
LED
LED adalah jenis diode
yang memancarkan
cahaya. Oleh karena
itu, komponen ini
sering digunakan
sebagai lampu mini
untuk memberikan
indikasi tertentu.
Kapasitor
Kapasitor adalah
komponen yang
berguna untuk
menyimpan muatan
listrik.
Transistor
Transistor merupakan
komponen dengan
fungsi bermacam-
macam. Komponen ini
berfungsi seperti keran
air dimana komponen
ini mengatur arus
listrik secara
elektronis.