UAS Kuliah Informatika Robotika

1. Sensor pada robot bergerak (mobile robot) diklasifikasikan berdasarkan dua fungsional utamanya, yaitu:

1. Pertama

i.      Proprioceptive, fungsional: Mengukur nilai nilai internal  dalam sistem contoh: Motor Speed, Wheel Load, Status Baterai

ii.      Exteroceptive,   fungsional: memperoleh informasi dari lingkungan robot, contoh: pengukuran jarak, intensitas cahaya, amplitudo suara

2. Kedua

i.      Passive, fungsional: Energi berasal dari linkungan sekitar contoh : Touch, Suhu

ii.     Active, fungsional :  Sensor tidak hanya dari luar tapi dari robot  itu sendiri contoh: Infrared, Sonar

2. Beberapa karakteristik sensor dapat dihitung secara kuantitatif dengan disetting di laboratorium, diantaranya:

1. Dynamic Range: digunakan untuk mengukur penyebaran antara batas atas dan bawah dari nilai input untuk sensor sensor tetap menjaga operasi normal.
2. Resolution: perbedaan minimum antara dua nilai yang dapat dideteksi oleh sebuah sensor.
3. Linearity: ukuran penting yang mengatur perilaku sinyal keluaran sensor sebagai sinyal input bervariasi.
4. Bandwidth/frequency: digunakan untuk mengukur kecepatan dengan sensor yang bisa memberikan aliran pembacaan.

3. Sedangkan beberapa karakteristik sensor perhitungannya didasarkan sifat lingkungan, yaitu:

1. Sensitivity: ukuran derajat mana perubahan yang bertahap dalam target perubahan sinyal input sinyal keluaran.
2. Cross-sensitivity: istilah teknis untuk kepekaan terhadap parameter lingkungan yang ortogonal dengan parameter sasaran sensor.
3. Error: sebagai perbedaan antara pengukuran output sensor dan nilai-nilai benar yang diukur, dalam beberapa konteks operasi tertentu.
4. Accuracy: sebagai tingkat kesesuaian antara pengukuran sensor dan nilai yang sebenarnya, dan sering dinyatakan sebagai proporsi dari nilai sebenarnya.
5. Systematic errors: disebabkan oleh faktor-faktor atau proses yang didapat secara teori permodelan.
6. Random errors: tidak dapat diprediksi dengan menggunakan model canggih atau mereka bisa dikurangi dengan mesin sensor yang lebih tepat.
7. Precision: sering bingung dengan akurasi.

4. Jelaskan mekanisme kerja optical encoder pada sensor roda/motor!

Jawab:

Digunakan untuk mengontrol posisi atau kecepatan roda dan sendi yang digerakkan motor lainnya. Karena sensor proprioseptif, mereka memperkirakan posisi yang terbaik dalam kerangka acuan robot dan, ketika diterapkan untuk masalah lokalisasi robot.

5. Sebutkan kelebihan dan kekurangan dari dua macam mekanisme sensor arah berbasis kompas, yaitu Hall Effect dan Flux Gate!

Jawab:

Sebuah kelemahan utama tentang penggunaan medan magnet bumi untuk aplikasi mobile robot melibatkan gangguan dari medan magnet oleh objek magnet lain dan struktur buatan manusia, serta keterbatasan bandwidth dari kompas elektronik dan mereka kerentanan terhadap getaran. Khususnya di lingkungan indoor, aplikasi mobile robot sering menghindari penggunaan kompas, kompas meskipun dibayangkan dapat menyediakan ruangan informasi orientasi berguna lokal, bahkan di hadapan struktur baja

6. Jelaskan mekanisme kerja dari mechanical gyroscopes dan Optical gyroscopes!

Jawab:

Mechanical gyroscopes

Konsep mechanical gyroscopes bergantung pada sifat inersia dari sebuah rotor berputar cepat. Pendapat tersebut dikenal sebagai presesi gyroscopic. Jika Anda mencoba untuk memutar roda cepat berputar di sekitar sumbu vertikal, Anda akan merasakan reaksi keras di sumbu horisontal. Hal ini disebabkan momentum sudut yang berkaitan dengan roda berputar dan akan terus poros giroskop inertially stabil.

Optical gyroscopes

Giroskop optik adalah sensor laju sudut yang menggunakan dua cahaya monokromatik balok, atau laser, yang dipancarkan dari sumber yang sama, bukannya bergerak, bagian mekanis. Mereka bekerja pada prinsip bahwa kecepatan cahaya tetap tidak berubah dan, karena itu, perubahan geometrik dapat menyebabkan cahaya untuk mengambil jumlah yang bervariasi waktu untuk mencapai tujuannya. Satu sinar laser dikirim searah jarum jam perjalanan melalui serat sedangkan perjalanan lainnya berlawanan. Karena laser perjalanan ke arah putaran memiliki jalur sedikit lebih pendek, akan memiliki frekuensi yang lebih tinggi.

7. Jelaskan bagaimana penggunaan Global Positioning System (GPS) pada mobile robot!

Jawab:

Setiap satelit mentransmisikan terus data yang menunjukkan lokasi dan waktu saat ini. Oleh karena itu, penerimaan GPS sensor bener-bener pasif tetapi exteroceptive. Satelit GPS sinkronisasi transmisi mereka sehingga signal mereka dikirim pada waktu yang sama. Ketika penerimaan GPS membaca transmisi dua atau lebih satelit, perbedaan waktu kedatangan menginformasikan penerimaan untuk jarak relative untuk setiap satelit. Dengan menggabungkan informasi mengenai waktu kedatangan dan lokasi sesaat dari empat satelit, penerima dapat menyimpulkan posisi sendiri.

8. Jelaskan mekanisme kerja sensor ultrasonic!

Jawab:

Sensor ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasr pengindraannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dan yang diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontakjarak 2 cm sampai 3 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler malalui satu pin I/O saja.

Jarak antara sensor dengan objek yang direfleksikan dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

L = 1/2 . TOF . c

Dimana :

L = jarak ke objek

TOF = waktu pengukuran yang diperoleh

c = cepat rambat suara (340 m/s)

9. Sebutkan beberapa contoh sensor yang memiliki mekanisme kerja berdasarkan efek Doppler!

Jawab:

• Sound gelombang: missal; proses industri kontrol, keamanan, mencari ikan, ukuran kecepatan tanah
• Gelombang elektromagnetik: missal; getaran pengukuran, sistem radar, objek pelacakan.

10. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sensor berbasis vision!

Jawab:

Sensor berbasis vision menyediakan kita dengan sejumlah besar dari informasi mengenai lingkungan dan ini memungkinkan kaya akan informasi, interaksi yang cerdas dalam lingkungan yang dinamis

11. Jelaskan perbedaan antara sensor berbasis teknologi CCD dan CMOS!

Jawab:

Sirkuit setiap pixel mengkonsussi real estat berharga di muka array mendeteksi cahaya. Banyak foton mengenai transistor daripada dioda, membuat chip CMOS signifikan kurang sensitive dibandingkan chip setara dengan CCD. Kedua, teknologi CMOS lebih muda dan sebagai hasilnya, resolusi terbaik yang seseorang dapat di proleh dalam format CMOS terus menjadi lebih rendah dari pada chid CCD terbaik yang tersedia

12. Jelaskan bagaimana robot dapat memperoleh informasi kedalaman (3 dimensi) menggunakan sensor vision!

Jawab:

Gambar yang digunakan harus berbeda, sehingga yang di ambil bersama-sama mereka memberikan informasi tanbahan. Mereka bias berbeda dalam sudut pandang, menghasilkan algoritma streo atau gerak. Alternatif adalah untuk membuat gambar yang berbeda, tidak dengan mengubah sudut pandang, tetapi dengan mengubah geometri kamera, seperti posisi focus atau lensa iris.