SEMINAR NASIONAL SOFT COMPUTING DAN ROBOTIKA I 2013

PERANAN APLIKASI SOFT COMPUTING DAN TEKNOLOGI ROBOTIKA DALAM ERA MODERN

Latar Belakang

Seminar Nasional Soft Computing dan Robotika I adalah merupakan salah satu agenda tahunan Bolabot Techno Robotic Institute yang diselenggarakan pada tahun 2013. Bolabot Techno Robotic Institute bekerjasama dengan Forum Himasaifi, Komputasi dan Robotika UIN Sunan Gunung Djati Bandung,  akan mengadakan seminar dengan tema "Peranan Aplikasi Soft Computing dan Teknologi Robotika Dalam Era Modern". Seminar akan dihadiri oleh Pembicara dari berbagai lembaga riset dan Universitas. Seminar ini diharapkan dapat menjadi sarana pertukaran informasi antara peneliti, peneliti dengan industri yang dapat menjadi inspirasi untuk menciptakan kesinambungan dan perkembangan teknologi yang tepat untuk diterapkan di industry dan masyawarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan dan kemudahan masyarakat di era modernisasi. Untuk maksud tersebut, Panitia Bolabot Techno Robotic Institute mengundang para akademisi dan praktisi untuk menulis makalah. 

Topik Makalah

1.  Sistem Kecerdasan Buatan (Fuzzy, Jaringan Syaraf Tiruan, ANFIS dan Algoritma Genetik)
2. Robotik
3. Chaos
4. Fisika Komputasi
5. Fisika Instrumentasi dan Elektronika
6. Fisika Non Linier
7. Pendidikan Fisika
8. Sistem Dinamik
9. Pemodelan Matematika
10. Sistem Keamanan Komunikasi
11. Image Processing
12. Simulasi Numerik
13. Sensor

Pembicara Utama

1. Mada Sanjaya WS. Ph.D (Presiden Direktur Bolabot Techno Robotic Institute)

Reviewer

1. Prof. Dr. H. Mustafa Bin Mamat (Professor University Malaysia Terengganu)
2. Mada Sanjaya WS Ph.D (Presiden Direktur Bolabot Techno Robotic Institute)
3. Subiyanto M.Sc (Magister University Malaysia Terengganu)
4. Taofik Jasa Lesmana M.Si (Magister Bogor Agricultural University)

Pendaftaran dan Pengiriman Makalah

1. Pendaftaran secara online dilakukan disini (Registrasi)
2. Naskah dikirim ke email bolabottrs@gmail.com
3. Naskah yang dikirim harus dalam bentuk makalah lengkap  serta mentaati aturan penulisan /template, yang  dapat diunduh disini (template)
4. Pembahasan data  dalam makalah harus memenuhi standar minimal makalah Ilmiah
5. Naskah yang telah dikirim dan tidak sesuai dengan template akan dikembalikan kepada penulis untuk diperbaiki melalui email.
6. Bila pemakalah tidak mengikuti panduan penerbitan makalah ini, panitia berhak untuk tidak memasukkan makalah tersebut dalam penerbitan prosiding Bolabot Techno Robotic Institute
7. Biaya peserta seminar umum Rp. 20.000,- Mahasiswa Rp. 15.000,-  dan pemakalah umum Rp. 50.000,-  Mahasiswa Rp. 30.000(Fasilitas yang didapat peserta adalah konsumsi, sertifikat dan CD Prosiding (Khusus Pemakalah))
8. Biaya pendaftaran ditransfer ke rekening Ibu Halimatussadiyah (BRI 1354-01-003963-50-6)
9. Konfirmasi telah melakukan pendaftaran (bukti pembayaran dibawa pada saat seminar) silahkan hubungi Ibu Halimatussadiyah (085624364011) dan Aceng Sambas (089655030781)
10. Pemakalah bisa dilihat (disini)

                  Jadwal Penting

   Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Hari        : Sabtu 

Waktu    : 08.00 s.d selesai

Tempat   : Gedung Z UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Read more »

Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya, frekuensi kerjanya pada daerah diatas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz.

Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar dan penerima sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz hingga 400 KHz diberikan pada plat logam. Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut ter-hadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu, dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik dengan frekuensi yang sama.

Besar amplitudo sinyal elekrik yang dihasilkan unit sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima. Proses sensing yang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung dengan cara mengalikan setengah waktu yang digunakan oleh sinyal ultrasonik dalam perjalanannya dari rangkaian Tx sampai diterima oleh rangkaian Rx, dengan kecepatan rambat dari sinyal ultrasonik tersebut pada media rambat yang digunakannya. Sensor ultrasonik ditunjukan oleh Gambar dibawah ini:

Read more »

Sensor Cahaya LDR, Fototransistor dan Fotodioda

Sensor adalah perangkat atau komponen yang bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroler. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor inframerah, ultrasonic, saklar ON/OFF, dan sebagainya. Terdapat berbagai macam sensor dalam tehnik robotik, baik digunakan dalam hal pengukuran maupun interfacing ke kontroler

Sensor cahaya adalah adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling populer adalah kamera digital. Pada saat ini sudah ada alat yang digunakan untuk mengukur cahaya yang mempunyai 1 buah foton saja.

Komponen sesnsor cahaya yang biasa dipakai ada beberapa jenis LDR (Light dependent resistor ), foto transistor dan fotodiode. Komponen komponen sensor ini sering dipakai pada rangkaiaan elektronika. Untuk penelasan lebih rincitentang komponen sensor cahaya dapat dilihat pada penjelasan dibawah ini:

LDR

LDR yang disebut juga photoresistor pada prinsipnya yaitu sebuah resistor yang nilai resis-tansinya bergantung pada seberapa banyak cahaya yang jatuh pada permukaan sensornya LDR yang disebut juga photoresistor pada prinsipnya yaitu sebuah resistor yang nilai resistansinya bergantung pada seberapa banyak cahaya yang jatuh pada permukaan sensornya. LDR ini Berfungsi untuk mengubah itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak cahaya yang mengenai permukaan LDR hambatan listrik semakin besar.

Prinsip kerja LDR itu sendiri adalah nilai resistansinya akan bertambah besar apabila tidak terkena cahaya (malam hari) dan akan berkurang resistansinya apabila terkena cahaya (siang hari), LDR ini umumnya digabungkan dengan beberapa transistor untuk membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebihannya tak ada kode spesial untuk membaca nilai resistasi pada LDR ini. Gambar LDR dideskripsikan oleh Gambar dibawah ini:

Fototransistor

Transistor foto atau fototransistor secara sederhana adalah sebuah transistor bipolar yang memakai kontak (junction) base-collector yang menjadi permukaan agar dapat menerima cahaya sehingga dapat digunakan menjadi sensor cahaya. fototransistor Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor sejenis dengan transistor pada umummya. Bedaannya, pada fototransistor dipasang sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki basis untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn.

Fototransistor mempunyai kemampuan kepekaan yang lebih baik dibanding dengan diodafoto, Ini disebabkan elektron yang dihasilkan oleh foton cahaya pada kaki junction diinjeksikan dibagian base transistor tersebut yang kemudian diperkuat di kaki c atau kolektornya. Kekurangannya adalah respon dari sensor cahaya fototransistor ini akan lebih lambat dibanding dengan diode foto. Desain fototransistor dijelaskan oleh Gambar dibawah ini:

Fotodioda

Dioda foto atau biasa disebut fotodioda yaitu sejenis komponen dioda yang dapat mende-teksi cahaya. Layaknya dioda biasa, komponen ini juga mempunyai p -n, hanya saja dibuat peka terhadap cahaya. Foto diode ini berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas dioda. Fotodiode sejenis dengan dioda pada umummya, perbedaannya pada foto-diode ini adalah dipasangnya sebuah lensa pemfokus sinar untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn.

Cahaya yang bisa mempengaruhi diode photo ini yakni sinar matahari, sinar infra merah, sinar ultra ungu sampai dengan sinar-x. pemakaian diode photo sangat beragam, diantaranya yaitu sebagai penghitung otomatis jumlah kendaraan yang lewat di jalur tol, sebagai pengukur intensitas cahaya pada kamera digital serta juga digunakan sebagai komponen sensor cahaya pada peralatan medis. Desain fototransistor dijelaskan oleh Gambar dibawah ini:

Read more »

Rangkaiaan Inverting dan Non-Inverting

Rangkaiaan  Inverting

Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaiaan elektronika yang berfungsi untuk memperkuat dan membalik polaritas sinyal masukan. Jadi, ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1. Rangkaiaan inverting dideskripsikan oleh Gambar dibawah ini:

Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran tak sefase sebesar 180 derajat, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Rumus dari rangkaiaan inverting dideskripsikan oleh persamaan  di bawah ini:

 Rangkaiaan Non-Inverting

Penguat non-inverting amplier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya hambatan feedback dan hambatan input. Rangkaiaan Non-Inverting dideskripsikan oleh Gambar dibawah ini:

Penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Rumus dari rangkaiaan non-inverting dideskripsikan oleh persamaan  di bawah ini:

Read more »

Hukum Ohm dan Hukum Kirchhof

Hukum Ohm
Hukum Ohm menyatakan kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu peng-hantar (hambatan) besarnya sebanding dengan beda potensial (tegangan) antara ujung-ujung penghantar tersebut. Pernyataan ini dapat dituliskan sebagai berikut:

Dengan konstanta kesebandingan R, merupakan karakteristik internal hambatan penghantar yang tidak dipengaruhi oleh tegangan dan arus yang diberikan. Dimana I adalah kuat arus yang mengalir dalam penghantar (Ampere), R adalah tahanan atau hambatan (Ohm), V adalah beda potensial (tegangan) kedua ujung penghantar (Volt).

Hukum Kirchhof I

Pada titik percabangan jumlah arus yang memasuki cabang sama dengan jumlah arus yang keluar cabang atau dikenal dengan junction rule. Hukum Kirchhof I dideskripsikan oleh persamaan di bawah ini:

Hukum Kirchhof II

Jumlah aljabar dari perubahan potensial (tegangan) sepanjang lintasan tertutup sama dengan nol atau dikenal sebagai Loop rule. Hukum Kirchho IIdideskripsikan oleh persamaan  di bawah ini:

Read more »

Prinsip Sistem Keamanan Komunikasi Berbasis Chaos

Pada tahun 1990, Louis M. Pecora dan Thomas L. Carrol pertama menemukan fenomena sinkronisasi dua sistem chaos identik. Kita tahu bahwa kekacauan deterministik dapat menghasilkan perilaku dinamik chaos. Oleh karena itu, sinyal chaos sangat cocok untuk dijadikan sistem keamanan komunikasi. Pada tahun 1993, Cuomo dan Oppenheim menyajikan skema pertama dari perang-kat komunikasi dua osilator Lorenz yang identik.

Setelah itu, bidang chaos menarik minat luar biasa dari para peneliti dunia dari daerah yang berbeda dan beberapa skema simetris chaos berbasis komuni-kasi yang aman telah disajikan. Diagram skema komunikasi chaos yang aman ditunjukkan pada Gambar dibawah ini:

Prinsip: Informasi rahasia oleh sinyal chaos pada pemancar, dan kemudian dikirim ke penerima melalui saluran publik. Akhirnya sinyal terenkripsi oleh penerima. Dalam skema ini, masalah utama adalah bahwa dua generator kekacauan chaos yang identik dalam transmitter dan receiver perlu disinkronkan.

Sinkronisasi sistem chaos merupakan isu kunci dalam sistem chaos simetris berbasis skema komunikasi yang aman. Ini adalah fenomena yang mungkin terjadi ketika dua, atau lebih, osilator chaos digabungkan. Karena efek kupu-kupu, yang menyebabkan perbedaan eksponensial dari lintasan dari dua sistem chaos yang identik dimulai dengan kondisi awal hampir sama, memiliki dua sistem chaos yang berkembang selaras mungkin muncul cukup mengejutkan. Namun, sinkronisasi osilator chaos adalah fenomena eksperimen dan cukup dipahami secara teoritis

Read more »

Analisis Peta Poincare (Poincare Map)

Para  Fisikawan sering mengamati dinamika sistem waktu perwaktu dengan kalkulus dan persamaan diferensial untuk menggambarkan keseluruhan dari pergerakan sistem. Henri Poincare seorang matematikawan Perancis mena-warkan sebuah langkah kerja yang menyederhanakan proses pengolahan data deret waktu yang sangat kompleks. Peta Poincare dapat digambarkan proses dimana dalam arah trayektori dinamis diletakan sehelai kertas. Pada kertas tersebut akan terlihat gambaran lain dari lintasan trayektori dari data deret waktu tersebut . Hal ini digambarkan pada  dibawah ini :

Dari peta Poincare ini pada dasarnya kita dapat melihat beberapa hal yakni, untuk sistem yang periodik, jumlah noktah dalam peta Poincare terbatas dengan struktur yang jelas dan pada masing masing titik mengalami perulangan yang sama. Sementara untuk sistem yang aperiodik jumlah titik akan terlihat banyak tak menentu namun tidak ada titik yang diulang. Lebih jauh, pada dinamika sistemyang acak (random ) peta Poincare akan tergambar tanpa struktur, dan beberapa titik mungkin mengalami perulangan. Pada dasarnya matematika yang menggambarkan peta Poincare lebih mudah diselesaikan dari pada persamaan diferensial untuk trayektori data dinamis. Contoh Hasil peta Poincare yang sudah saya teliti pada sirkuit Rossler bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

Read more »

Analisis Lyapunov Eksponen

Lyapunov eksponen didefinisikan sebagai perbedaan eksponensial divergen-si atau konvergensi dua vektor di sebuah bidang yang dimulai pada daerah sekitar bidangnya. Definisi lain dikemukakan oleh R. Gencay dalam papernya yang berjudul 'An Algoritm For The n Lyapunov Exponents Of An n-dimensional Unknown Dynamical System' menjelaskan bahwa Lyapunov eks-ponen dari suatu sistem adalah sekumpulan invarian geometri yang diukur dengan menggambarkan secara intuitif isi dinamika dari sistem. Lyapunov eksponen mengukur nilai dari divergensi atau konvergensi dari dua titik awal yang sangat dekat dari sistem dinamika.

Lyapunov eksponen berfungsi untuk menentukan ketergantungan sebuah sistem yang sensitif terhadap kondisi awal. Selain itu, metode Lyapunov eks-ponen ini digunakan untuk menganalisis prilaku dinamika dari sebuah sistem. apakah perilakunya chaos, limit cycle atau periodik.

Lyapunov eksponen merupakan bagian penting dalam analisis suatu sistem chaos, karena metode ini tidak hanya menunjukkan kualitatif ketergantungan sebuah sistem yang sensitif pada kondisi awal, tetapi juga memberikan ku-antitatif ukuran rata-rata tingkat pemisahan atau ketertarikan dari lintasan terdekat pada bidang tertentu. Contoh grafik Lyapunov eksponen pada sirkuit Rossler adalah seperti yang ditunjukan oleh gambar dibawah ini: 

Algoritma Wolf digunakan untuk menghitung nilai Lyapu-nov eksponen. Pada dasarnya algoritma ini mendeskripsikan metode gram-sch midth reorthonormalisasi (GSR) yang digunakan untuk mengubah vector dari sebuah orthogonal menjadi orthonormal.

Tabel 2.2 dibawah ini menunjukan pengelompokan nilai Lyapunov eksponen terhadap type attractor. Jika suatu sistem adalah sistem tiga dimensi, maka sistem tersebut memiliki tiga nilai Lyapunov eksponen. Nilai Lyapunov eksponen yang positif dan nol menunjukkan chaos, dua nol Lyapunov eksponen menunjukkan bifurkasi, nol dan negatif Lyapunov eksponen menunjukkan per-iodisitas, namun jumlah dari Lyapunov eksponen harus negatif. Jika ada salah satu nilai Lyapunov eksponen yang positif maka sistem mencerminkan chaos dan mempunyai strange attractor yang baik.

Read more »

Nilai Eigen dan Kestabilannya

Nilai eigen merupakan nilai yang didapatkan sebagai solusi dari persamaan karakteristik dari matriks Jacobi. Dari nilai eigen inilah kita akan dapat menyimpulkan bagaimana bentuk kestabilan sistem yang diamati. Dengan demikian nilai eigen menentukan tingkat kestabilan sistem

Kriteria kestabilan menggambarkan beberapa tipe node dalam lintasan ruang fasa dari suatu sistem yang ditentukan oleh jenis nilai eigen dari sistem tersebut. Kriteria kestabilan digolongkan berdasarkan nilai eigen yang dideskripsikan oleh jenis lintasan dari sistem, jika lintasan menuju pusat maka sistem stabil, sedangkan jika lintasannya menjauhi pusat maka sistem tidak stabil. Secara lengkap bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

Tabel 2.1 menunjukan bahwa sistem akan stabil jika kedua nilai eigen matriks Jacobi berupa bilangan riil negatif atau bilangan kompleks dengan bagian riil bernilai negatif. Jika salah satu atau kedua nilai eigen berupa bilangan riil positif atau bilangan kompleks dengan bagian riil bernilai positif maka sistem tidak stabil

Read more »

Metode Numerik Menggunakan Runge Kutta Orde 4

Metode numerik adalah satu-satunya metode alternatif yang ada dalam upaya menyelesaikan persoalan-persoalan matematis. Metode yang lain dikenal dengan sebutan metode analitik. Ada dua alasan umum mengapa pilihan dijatuhkan kepada metode numerik. Alasan pertama metode ini memberikan keefesienan dan keefektipan di dalam menyelesaikan perpersolan-persoalan matematis dikarenakan berkembangnya perangkat keras dan lunak computer akhir-akhir ini. Alasan yang lain adalahmetode numerik memungkinkan untuk mengkaji parametrik dari persoalan dengan medan yang bersifat sembarang. Alasan yang terakhir ini lebih bermakna ketidakmampuan metode analitik untuk menyelesaikan persolan-persoalan matematis aplikasi yang kompleks.

Dalam banyak literatur analisa numerik diungkapkan bahwa di dalam me-tode numerik keputusan menerima atau menolak suatu jawaban aproksimasi berdasarkan kepada toleransi kedekatan yang disepakati. Toleransi yang di-buat menyangkut kesepakatan kesalahan yang ditimbulkan oleh rumus yang digunakan. Tentu semakin kecil kesalahan yang ditimbulkan oleh penggunaan suatu rumus maka semakin baik hasil aproksimasi yang dihasilkan.

Dalam penelitian ini akan digunakan metode numerik untuk menyelesaikan sistem persamaan diferensial yang dikenal dengan metode Runge-Kutta orde-4. Metode penyelesaian persamaan diferensial dengan truncation error yang jauh lebih kecil. Persamaan-persamaan yang menyusun metode Runge-Kutta orde-4 adalah :

Read more »