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:
- Dynamic Range: digunakan untuk mengukur penyebaran antara
batas atas dan bawah dari nilai input untuk sensor sensor tetap menjaga
operasi normal.
- Resolution: perbedaan minimum antara dua nilai yang dapat dideteksi oleh sebuah sensor.
- Linearity: ukuran penting yang mengatur perilaku sinyal keluaran sensor sebagai sinyal input bervariasi.
- Bandwidth/frequency: digunakan untuk mengukur kecepatan dengan sensor yang bisa memberikan aliran pembacaan.
3. Sedangkan beberapa karakteristik sensor perhitungannya didasarkan sifat lingkungan, yaitu:
- Sensitivity: ukuran derajat mana perubahan yang bertahap dalam target perubahan sinyal input sinyal keluaran.
- Cross-sensitivity: istilah teknis untuk kepekaan terhadap parameter lingkungan yang ortogonal dengan parameter sasaran sensor.
- Error: sebagai perbedaan antara pengukuran output sensor dan nilai-nilai benar yang diukur, dalam beberapa konteks operasi tertentu.
- Accuracy: sebagai tingkat kesesuaian antara pengukuran
sensor dan nilai yang sebenarnya, dan sering dinyatakan sebagai proporsi
dari nilai sebenarnya.
- Systematic errors: disebabkan oleh faktor-faktor atau proses yang didapat secara teori permodelan.
- Random errors: tidak dapat diprediksi dengan menggunakan model canggih atau mereka bisa dikurangi dengan mesin sensor yang lebih tepat.
- 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.
22.13
r
