Mengenal Robot bagian 1

Secara etimologi, kata 'robot' berasal dari bahasa Ceko yaitu kata 'robota' yang berarti bekerja.
Sedangkan menurut kamus Webster, robot didefinisikan sebagai piranti yang menunjukkan fungsi sebagaimana gerakan manusia.
Definisi yang lebih lengkap kemudian dikembangkan oleh RIA ( Robot Institute of America ), Robot adalah manipulator multifungsi yang dapat diprogram ulang yang didesain untuk memindahkan material, peralatan atau piranti.
Namun, hingga saat ini definisi tentang sebuah alat atau mesin dikategorikan sebagai robot masih terus diperdebatkan dan belum dapat dibakukan.

Saat ini, robot semakin memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan manusia, mulai dari bidang pendidikan, kedokteran, pertanian, sampai industri manufaktur. Bahkan robot telah masuk ke rumah pribadi dalam bentuk mainan ataupun alat bantu pekerjaan sehari-hari.

Banyak mahasiswa dari berbagai program studi, misalnya teknik elektro, teknik mesin, teknik industri, teknik fisika, instrumentasi, informatika, tertarik untuk mempelajari robot. Hal ini ditunjukkan dengan banyaknya mahasiswa yang memilih mata kuliah robotika sebagai salah satu mata kuliah pilihan. Selain itu, berbagai perlombaan robot di tanah air semakin diminati oleh mahasiswa dari berbagai perguruan tinggi di seluruh indonesia.

Sayang, tingginya minat mahasiswa untuk mempelajari robot terhambat besarnya dana yang diperlukan untuk menyediakan sarana dan fasilitas yang memadai. Harga sebuah robot yang diperlukan cukup tinggi. Selain itu, biaya operasional untuk melakukan percobaan dengan robot juga tidak kecil.Belum lagi kebutuhan robot yang tentunya tidak mencukupi jika hanya 1 unit untuk percobaan.

Secara umum, sebuah robot harus memiliki sifat-sifat atau karakteristik sebagai berikut;
1. Sebuah robot tidaklah alami, merupakan hasil rekaan.
2. Dapat mendeteksi/mengetahui kondisi lingkungannya.
3. Dapat memanipulasi benda-benda di sekitarnya.
4. Terkontrol secara otomatis.
5. Dapat diprogram.
6. Dapat bergerak pada satu sumbu atau lebih untuk berputar atau berpindah.
7. Dapat melakukan pergerakan yang terkoordinasi dengan baik

Derajat kebebasan Gerak
Derajat kebebasan gerak dari sebuah sistem robotik dapat dianalogikan dengan bagaimana tubuh manusia bergerak. Sama halnya dengan manusia, untuk setiap derajat kebebasan gerak pada robot dibutuhkan sebuah sendi. Secara umum, total derajat kebebasan gerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah lengan robot secara fleksibel adalah enam buah, namun kebanyakan robot hanya menggunakan 3 sampai 5 derajat kebebasan gerak.

Robot dengan 3 derajat kebebasan
( Mampu bergerak pada 3 sumbu berbeda )

Robot dengan 4 derajat kebebasan
( bergerak pada 4 sumbu berbeda )







Sumber Tenaga
Robot adalah benda mekanik sehingga membutuhkan tenaga agar dapat bergerak. Ada 3 sumber tenaga yang biasanya digunakan, yaitu;
1. Listrik
    Pada robot elektrik semua peralatan menggunakan listrik sebagai sumber daya untuk controller dan semua peralatan elektrik di dalamnya. Saat ini robot-robot yang dikembangkan hampir seluruhnya menggunakan sumber tenaga listrik.

2. Pneumatic
    Menggunakana tenaga yang dihasilkan dari tekanan udara. Tenaga yang dihasilkan tidak terlalu besar sehingga hanya mampu mengangkat benda-benda ringan saja.

3. Hidrolik
    Hidrolik mampu menghasilkan gaya yang besar sehingga banyak digunakan dalam industri berat. Energi yang dihasilkan sangat efisien dan biasanya mempunyai performa yang tinggi.
Contoh robot yang menggunakan sumber tenaga hidrolik adalah mainan edukasi robot hidrolik Dinobot, dimana pompa hidrolik mini mampu menggerakkan Dinobot sesuai fungsinya untuk memindahkan sebuah benda dari satu titik ke titik lainnya.
Bersambung ke bagian 2........

Baca juga
Prinsip fisika dalam sistem hidrolika
Konsep bermain sambil belajar
Mengapa Robot Hidrolik ?

Hidrolika dalam kehidupan sehari-hari

Beratus-ratus tahun yang lalu manusia telah menemukan kekuatan dari perpindahan air, meskipun mereka tidak mengetahui hal tersebut merupakan prinsip hidrolik.
Sejak pertama menggunakan prinsip ini, manusia terus menerus mengaplikasikannya dalam banyak bidang untuk kemajuan dan kemudahn hidup umat manusia.

Hidrolika adalah ilmu pergerakan fluida, tidak terbatas hanya pada fluida air.
Jarang dalam keseharian kita tidak menggunakan prinsip hidrolik, mulai dari minum air, menggunakan air untuk mandi, mencuci pakaian, bahkan tiap kali menginjak rem kita menggunakan prinsip hidrolik.

Kata hidrolik sendiri berasal dari bahasa Inggris hydraulic yang berarti cairan atau minyak.
Prinsip dari peralatan hidrolik memanfaatkan konsep tekanan yang diberikan pada salah satu silinder akan diteruskan ke silinder yang lainnya sesuai hukum Pascal.

Konsep hidrolik banyak digunakan dalam peralatan yang sering kita lihat sehari-hari, antara lain:
1. Dongkrak hidrolik ( Hydraulic Jack )
Pernah mengganti ban mobil? atau pernah meilhat orang mengganti ban mobil?
Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya mobil tidak miring. 
Nah, karena kita bukan Superman yang bisa mengangkat mobil, kita menggunakan alat bantu yaitu dongkrak hidrolik.

Dongkrak hidrolik adalah alat yang berguna untuk memperingan kerja dengan menggunakan prinsip hukum pascal.
Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung berhubungan yang memiliki luas penampang yang berbeda. Masing-masing tabung ditutup dan diisi fluida. Dengan menaik turunkan piston, maka tekanan pada tabung pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat mengangkat beban yang berat. 

 

Cara kerja:
Ketika gaya diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan pengisap yang luas penampangnya kecil, tekanan ini akan diteruskan minyak ke segala arah.
Karena dinding wadah minyak terbuat dari material yang kuat, tekanan ini tidak akan merubah bentuk wadah ( bejana ).
Satu-satunya jalan agar minyak mengalir adalah meneruskan tekanan ke pengisap yang luas penampangnya lebih besar.

2. Car Lifter ( Pengangkat mobil hidrolik )
Klo kita pernah ke tempat pencucian mobil atau ke bengkel, kita pasti melihat mobil kita diangkat ke atas untuk kemudian dicuci atau diperbaiki bagian bawahnya.
Nah, alat untuk mengangkat mobil itu adalah hydraulic car lifter atau pengangkat mobil hidrolik.
Cara kerjanya sama dengan dongkrak hidrolik, yaitu memanfaatkan hukum Pascal.

3. Rem Hidrolik 
Ide tekanan zat cair diteruskan melalui zat cair juga digunakan pada mobil untuk sistem pengereman. Setiap rem mobil dihubungkan oleh pipa-pipa menuju ke master silinder.
Pipa-pipa penghubung dan master silinder diisi penuh dengan minyak rem. 


Ketika kita menekan pedal rem, master silinder tertekan. Tekanannya diteruskan oleh minyak rem ke setiap silinder rem. Gaya tekan pada silinder rem menekan sepasang sepatu rem sehingga menjepit piringan logam. Akibat jepitan ini, timbul gesekan pada piringan yang melawan arah gerak piringan hingga akhirnya dapat menghentikan putaran roda. 

Sepasang sepatu dapat menjepit piringan dengan gaya yang besar karena sepasang sepatu tersebut dihubungkan ke pedal rem melalui sistem hidrolik. Disini kita menekan silinder yang luas pengisapnya lebih kecil daripada luas pengisap rem, sehingga pada rem dihasilkan gaya yang lebih besar. Jika luas pengisap rem dua kali luas pengisap master, maka dihasilkan gaya rem yang dua kali lebih besar dari gaya tekan kaki pada pedal rem. 

Gesekan sepasang sepatu terhadap piringan menimbulkan panas. Oleh karena permukaan piringan sangat luas jika dibandingkan terhadap luas sepasang sepatu, maka panas yang timbul pada piringan segera dipindahkan ke udara sekitarnya. Ini mengakibatkan suhu sepasang sepatu rem hampir tetap (tidak panas).   

4. Lengan Excavator
Excavator yang beratnya 30 ton dapat dengan mudah mengangkat tanah yang beratnya 2 ton, karena excavator didesain dengan sistem hidrolik pada motor di bagian track dan lengan yang berfungsi mengayun dan memindahkan beban.
Dengan sistem hidrolik, mampu mengangkat beban yang berat karena mampu menghasilkan tenaga yang besar. 

5. Mesin Press Hidrolik

Mesin pres hidrolik adalah salah satu jenis mesin pres yang banyak digunakan pada industri logam untuk membentuk logam sesuai bentuk cetakan, juga pada industri kapas dan sabut kelapa untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang seragam.






Masih banyak lagi peralatan-peralatan untuk membantu memudahkan hidup kita yang memanfaatkan prinsip hidrolik, coba perhatikan, segala sesuatu yang berhubungan dengan penggunaan air/zat cair dalam hidup kita pasti ada sistem hidrolika yang terlibat di dalamnya...

Sesuai namanya, mainan edukasi kreatif robot hidrolik Dinobot juga memanfaatkan prinsip hidrolika dalam menggerakkan semua sistem gerakannya.
Sistem hidrolika yang digunakan memanfaatkan pompa suntik yang telah dimodifikasi sehingga dapat mengoptimalkan pemanfaatan cairan hidrolik menjadi gerak berputar, gerak naik turun, gerak memanjangkan lengan dan gerak menjepit.

Sistem hidrolika pada mainan edukasi kreatif Dinobot dapat terlihat dengan jelas sehingga memberikan pengalaman dan pemahaman yang nyata tentang prinsip-prinsip fisika yang berlaku.

Satu kelebihan yang tak dimiliki sistem lain adalah bahwa sistem hidrolik paling serbaguna dalam mengubah dan memindahkan daya.
terutama dari sifat kekakuan namun sekaligus fleksibel.
dalam bentuk apapun cairan/minyak hidrolik akan mengikuti bentuk bagian yang ditempatinya dalam sistem.


Baca juga:
Fisika Hidrolika
Memahami Konsep Fisika

Fisika Hidrolika

Hidrolika adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku pada zat cair baik zat cair dalam keadaan diam ( hidrostatik ) ataupun mengalir ( hidrodinamik ).

Pada dasarnya terdapat dua hukum yang berlaku dalam mekanika fluida, yaitu: statika dan dimanika. Misalnya air, patuh pada hukum Hidrostatika (hukum Archimedes) dan juga patuh pada hukum Hidrodinamika.

HIDROSTATIKA
Hidrostatika adalah ilmu yang mempelajari fluida yang tidak bergerak/statis.
Pembahasannya meliputi semua kondisi fluida yang stabil dan seimbang.

Hukum utama hidrostatika berbunyi:
"Tekanan hidrostatis pada semua titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam wadah suatu zat cair yang sejenis dalam keadaan seimbang adalah sama"

Hukum ini dibuktikan dengan asas bejana berhubungan, yaitu:
Suatu peristiwa dimana jika terdapat bejana yang berhubungan yang terletak pada sebuah bidang datar, kemudian diisi dengan zat cair yang sama dan dalam keadalam keadaan seimbang maka tinggi permukaan zat cair akan sama.

 
 Seperti halnya sebuah teko yang diisi air, meskipun mulut teko berbeda bentuk namun permukaan air tetap mendatar dan tidak mengikuti bentuk teko.

Begitu juga apabila wadah dimiringkan, maka permukaan air akan tetap mendatar.





HIDRODINAMIKA
Adalah ilmu yang mempelajari zat cair dalam keadaan mengalir ( bergerak ).

Tujuan ilmu hidrodinamika/ hidrolika adalah untuk memberi jawaban atas persoalan untuk:
1. Membawa dan membuang air/ minyak dan zat-zat lain yang berbentuk cair.
2. Memanfaatkan sumber energi zat cair
3. Mengelola tenaga air (dam, bendungan, dll).
4. Lalu lintas air, dll                                                                   

Dalam mempelajari hidrolika secara umum biasanya dipergunakan dua cara yaitu :
1. Secara Teoritis, yaitu berdasarkan rumus - rumus serta ketentuan - ketentuan yang berlaku secara mekanika.
2. Secara Empiris, yaitu dengan mengadakan percobaan - percobaan.
 
Teori seringkali tidak dapat memberikan jawaban atas persoalan-persoalan yang dihadapi dalam kenyataan di lapangan, sehingga untuk mencari jawaban atas persoalan tersebut dilakukan dengan mengadakan percobaan (empiris) sehingga ilmu hidrolika dapat disebut sebagai suatu ilmu yang semi empiris.

HUKUM PASCAL
"Tekanan yang diberikan pada suatu cairan pada ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah  dengan besar yang sama pada semua titik dalam cairan dan dinding bejana.

Terlihat bahwa luas penampang A2 lebih besar daripada luas penampang A1.
Sesuai bunyi hukum Pascal, secara matematis dapat dituliskan:

                                                 P1 = P2             sehingga

                                                 F1 = F2
                            A1    A2

P = Tekanan
F = Gaya
A = Luas penampang

Dengan ditemukannya hukum Pascal, maka ditemukanlah peralatan-peralatan yang bermanfaat untuk memudahkan kehidupan kita.
Terima kasih eyang Pascal...



Baca juga:
memahami konsep fisika

Konsep Bermain Sambil Belajar

Seorang pakar pendidikan bernama Toni Buzan mengungkapkan hasil penelitian yang telah dilakukannya selama 30 tahun tentang asosiasi siswa terhadap kata 'belajar'.
Secara mengejutkan ditemukan fakta bahwa para siswa mengasosiasikan kata 'belajar' dengan : membosankan, ujian, pekerjaan rumah, hukuman, benci dan takut...

Wew...
Klo konsep 'belajar' sudah dianggap seperti kata-kata tersebut, maka bisa diprediksi bagaimana kondisi psikologis para siswa ketika mereka sedang belajar.
Tekanan, penderitaan dan siksaan batin pasti akan sangat terasa.
Dengan suasana hati yang sudah terbentuk seperti itu, bisa dipastikan materi pelajaran tidak akan dipahami secara optimal.
Hal itu terjadi dimana-mana dan dalam waktu yang sudah sangat lama, sehingga tidak ada cara lain, suasana belajar harus dibuat menyenangkan, penuh keceriaan dan tidak ada paksaan !

Ada korelasi positif antara situasi belajar menyenangkan dengan hasil belajar.
Analoginya, jika pelajar senang dan serius menerima pelajaran yang disampaikan pengajar dengan suasana menyenangkan dan rileks, maka potensi untuk menyerap materi-materi itu tentu lebih besar ketimbang dalam suasana membosankan. Suasana menyenangkan dan rileks itulah sesungguhnya faktor penting dalam sebuah kegiatan belajar. Para ahli berkata seseorang akan mampu melakukan lompatan lebih jauh ke dapan dalam kegiatan belajar yang rileks daripada dalam suasana yang tegang.

Hasil penelitian pendidikan pada dekade terakhir pun mengungkapkan bahwa belajar akan efektif, jika pembelajar dalam keadaan gembira, nyaman, dan rileks. Keadaan tersebut telah terbukti memberikan efek yang luar biasa terhadap capaian hasil belajar peserta didik. Bahkan potensi kecerdasan intelektual yang selama ini menjadi primadona sebagai penentu keberhasilan belajar, ternyata tidak sepenuhnya benar. Kecerdasan emosional telah memberikan kontribusi yang signifikan terhadap efektivitas pembelajaran di samping kecerdasan intelektual.

Sesungguhnya, kegembiraan dan kesenangan dalam belajar dapat diciptakan melalui banyak cara. Tergantung kreatifitas elemen-elemen pembelajaran yang bersangkutan. Hal terpenting tentu saja ada pada sebuah pertanyaan, apakah ada kemauan untuk membuat kegiatan pembelajaran menjadi menyenangkan atau tidak? Bila kemauan sudah ada, nisacaya jalan pun terbentang. Kreatifitas pun datang dan menjelmalah kegiatan pembelajaran yang menyenangkan! Metode "bermain sambil belajar" adalah salah satu dari sekian banyak metode yang ditawarkan untuk membuat kegiatan belajar menjadi menyenangkan.

Bermain Sambil Belajar

Bermula dari TK, siswa terlihat bahagia. Mereka bisa melakukan aktivitas yang disukainya dengan cara yang menyenangkan. Mereka bisa belajar sambil bermain, sambil tertawa, bahkan bisa tidur siang bersama.
Selepas TK, proses dan metoda belajar di sekolah lebih serius. Guru-guru pun mulai bertampang dan berperilaku serius. Tidak ada lagi bermain sambil belajar.
Materi pelajaran semakin dan bahkan terlampau berat. Beban mereka pun semakin berat.
Akibatnya, jangan heran, ketika bel pulang berbunyi....Horee...!
Lepaslah semua beban yang ada. Ya...sekolah ternyata menjadi sebuah beban!
Padahal sejatinya kata "sekolah" sendiri berasal dari kata "scholae" yang bermakna bersenang-senang/bermain-main.

Bermain bagi anak-anak, sama pentingnya dengan bekerja bagi orang dewasa. Ketika bermain, orang dewasa, terlebih anak-anak, akan mendapatkan pengalaman dari proses bermainnya tersebut. Pengalaman yang diperolehnya kelak akan menambah dan mengembangkan pengetahuannya. Bukankah hal tersebut sesuai dengan pepatah "pengalaman adalah guru yang terbaik?".
Para pakar perkembangan anak menemukan 5 bukti ilmiah dari manfaat bermain, di antaranya: berperilaku lebih baik, mampu bekerja dalam tim dan berempati, banyak bergerak dan aktif, meningkatkan kemampuan belajar, dan membuat gembira.

Bagi para siswa berusia remaja, permainan sains/ilmiah yang mengaplikasikan penerapan ilmu pengetahuan yang mereka dapatkan di sekolah ( ilmu Fisika, Kimia, Matematika, dll ), akan sangat membuka wawasan dan mengembangkan kreativitas mereka dalam belajar.

Banyak contoh permainan yang bisa mengembangkan kreativitas dan memberikan pemahaman lebih baik tentang konsep-konsep ilmiah, tidak hanya menghafal rumus dan mengerjakan soal-soal ujian saja.
Apalagi saat ini banyak toko-toko mainan online yang menjual mainan edukasi, mainan mekanika, mainan robotika yang semuanya menerapkan hukum-hukum fisika dengan cara yang lebih menarik dan menyenangkan.

Selain bermain sambil belajar, para ahli pendidikan menawarkan beragam opsi metode untuk menciptakan suasana menyenangkan dalam kegiatan pembelajaran. Di antaranya adalah dengan pengoptimalan media musik seperti tampak dalam Metode Sugestopedia dan Quantum Learning, pengoptimalan media komputer dan animasi, pengoptimalan suasana dengan humor, permainan, bermain peran, dan metode-metode lainnya yang sengaja dikembangkan untuk, tentu saja, membuat kegiatan pembelajaran semakin menyenangkan.

Memahami Konsep Fisika

Waktu kita belajar ilmu Fisika di sekolah, seringkali kita hanya dijejali rumus-rumus yang kurang dapat dimengerti makna dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
Yang penting hafal rumus, ujian bisa menjawab soal, dapat nilai bagus urusan  beres, kira-kira begitulah...
Urusan mengerti konsep itu urusan pak guru   :)


Kalau kita termasuk murid yang cerdas, sangat mudah untuk menjawab soal-soal fisika yang sudah pernah ada contohnya, namun bisa jadi kita kesulitan mengaplikasikan konsep Fisika tersebut dalam kehidupan sehari-hari walaupun konsep yang dipakai ya 'itu-itu juga', kenapa ya?

Sebabnya adalah kita belum mengerti konsep, kita hanya hafal konsep atau rumus, kita hanya terampil melakukan perhitungan, kita hanya terpaku pada contoh yang sudah ada, tetapi kita kurang mengerti makna konsep yang kita pelajari.

Melalui media Mainan edukasi kreatif robot hidrolik DINOBOT, kami membantu Anda dan putra-putri Anda mengalami pemahaman nyata tentang konsep Fisika hidrolika dan mekanika yang bisa dilihat, dipegang dan dipraktekkan dalam aplikasi kehidupan sehari-hari.

  DINOBOT dikendalikan dengan panel untuk mengatur gerakan pompa hidrolik mini, memberikan inspirasi untuk memahami energi potensial air, memahami hukum Newton tentang aksi-reaksi, memahami hukum Pascal tentang cairan dan memanfaatkan cairan (fluida ) sebagai tenaga penggerak.


Dengan mengamati setiap gerakan komponen DINOBOT, kita dapat memahami bahwa dalam wadah cairan yang sama, yaitu pompa hidrolik mini, dengan variasi bentuk dan rekayasa mekanika sederhana, cairan dapat digunakan untuk menggerakkan DINOBOT sehingga dapat berputar, mengambil benda-benda, mengangkat dan memindahkannya ke tempat lain.

Proses merangkai modul-modul terurai menjadi bentuk DINOBOT yang utuh adalah proses yang sangat menantang untuk melatih fokus, mengembangkan kemampuan motorik, imajinasi, kreativitas dan mengajarkan logika berpikir secara sistematis.

Sungguh permainan yang sangat mendidik dan menyenangkan tidak hanya untuk anak-anak di atas usia 8 tahun, orang dewasa juga banyak yang suka lho...

Belajar sambil bermain akan lebih menyenangkan kalau ditemani DINOBOT khaaan ?
Apalagi ada nasihat bahwa hadiah terbaik untuk anak kita adalah pendidikan.
Eh, tapi kan anak-anak lebih suka hadiah yang berupa mainan?
Klo begitu belikan saja mainan yang mendidik.
Anak senang, orangtua pun tenang   :)