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.