## PEMANFAATAN KOMPUTER TABLET ANDROID SEBAGAI PENGENDALI ROBOT BERODA EMPAT
Oleh:

## Arie S. M. Lumenta Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNSRAT

## ABSTRACT
Android is open source so that developers can do with application and modify freely. The growing  interest  in  mobile  software  developers  to  create  software  that  can  be  useful  human needs.  Robotics  technology  in  the  world  today  is  rapidly  growing  and  changing  as  more  and more advanced robot control system. Interfacing to control robot itself can be a problem while the use of cables for control is seen as less effective and  efficient. This research aims to create tablet  pc  applications  as  android  based  robot  controller  by  using  wireless  LAN  and  make  the android  as  multifunctional  mobile  devices,  as  well  as  communicaton  tool  but  also  as  a  device that is  commicated to  control hardware device.  Based of  results of  tests  performed, the system can  work  well  in  accordance  with  the  purpose  of  the  developer.  Applications  are  made  to  run various types of android operating system with a screen resolution and hardware that different of android device. Data communication with a mobile robot as well, the data sent by the robot motion can be processed in realtime with a transfer time <1 second on the condition of different signals. Range of application of the control system can be control depending on the specification of wireless robotic device that is used both in the receiver and sender.
Keyword : Android, developer software mobile, interfacing, wireless LAN, Robot

## 1. Latar Belakang
Komputer  Tablet  dengan  sistem operasi Android semakin  banyak  tersedia  di pasaran dengan harga yang semakin terjangkau.  Sistem  operasi Android sendiri bersifat  sistem  operasi open  source yang dapat  dimodifikasi  sesuai  dengan  keperluan. Hal  ini  menumbuhkan  minat developer software  mobile untuk  dapat  membuat perangkat  lunak  yang  bermanfaat  dalam memenuhi kebutuhan manusia sehari-hari.
Teknologi  berkembang  sangat  pesat dan  semakin  maju  seiring  perubahan  waktu, teknologi  robot  pun  digunakan  sebagai  alat bantu  manusia  yang  memliki  beberapa kelebihan dan  terus berkembang. Salah satu pengembangan dalam teknologi robot adalah pengendalian robot menggunakkan perangkat selular. Dalam sistem kendali robot Permasalahan interfacing untuk  mengontrol
robot  dapat  menjadi  persoalan  tersendiri sedangkan  penggunaan    media  kabel  untuk mengontrol  dipandang  kurang  efektif  dan efisien.
Dengan memanfaatkan perangkat keras  yang  sudah  terdapat  di  Komputer Tablet Android berupa  pengaturan  wifi  dan sensor accelerometer maka developer dapat membuat aplikasi berdasarkan fungsi tersebut.  Selain  itu  dalam  proses  pembuatan aplikasi  tentunya  tidak  berbayar  dan  dapat dilakukan dengan bebas atau open source . Untuk  membuat  aplikasi Android , dibutuhkan Android
SDK ( Software Development  Kit )    sedangkan  untuk  IDE ( Integrated Development Environment ) dapat dipilih Netbeans ,  Eclipse  atau  bahkan langsung  dengan  command  line.IDE  yang digunakan  dalam  pembuatan  pengembangan aplikasi  di Android ini  adalah Eclipse .
Pemrograman    hardware  robot  penulis menggunakkan    program    IDE  arduino  dan tool pendukung lainnya.
Dengan  adanya  aplikasi  pengendali robot  berbasis  sistem  operasi  tablet Android maka dapat diimplementasikan sistem kendali  robot  ke  dalam  suatu  jaringan wireless untuk mempermudah proses kendali robot.

## 2. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai adalah
1. Membuat  aplikasi  Komputer  Tablet berbasis Android sebagai  pengendali robot  beroda  empat  memanfaatkan WLAN
2. Menjadikan Android sebagai  sebuah perangkat  selular  yang  multifungsi.  di samping    alat  komunikasi  tapi    juga sebagai  perangkat    yang  dapat  di komunikasikan    untuk    mengendalikan sebuah perangkat keras.

## 3.  TINJAUAN PUSTAKA
Komputer tablet adalah perkembangan dari
handphone yang ditambahi  fitur  -  fitur  seperti  pada  personal komputer fitur - fitur seperti email, personal organizer,  dan  juga  konektivitas  tambahan seperti  wifi  dan  bluetooth  yang  dapat diinstall  di  device.  Dari  segi  arsitektur device  sendiri  sudah  dilengkapi  dengan inputan seperti QWERTY miniatur keyboard dan touchscreen.
Mobile  aplikasi  adalah  aplikasi  pada perangkat  atau  device  yang    dapat    dibawa kemanapun   seperti   handphone,   komputer tablet,  PDA,  dll.  Aplikasi  yang  ditawarkan dapat  bermacam  –  macam  seperti office based  aplication (  word,  excel,  dll)  , accounting aplication, game , dll.
Seiring  perkembangan  dari  dunia telekomunikasi khususnya dibidang jaringan banyak  aplikasi  mobile  berbasis wireless networking .  Aplikasi  ini  memanfaatkan infrastruktur  jaringan  yang  ada  di  device tersebut  seperti  wifi,  bluetooth,  infrared, ataupun  lewat  GPRS.  Dengan  begitu
memudahkan kita untuk melakukan komunikasi  selain  lewat  jaringan  GSM ataupun CDMA daripara operator.
Android  adalah  sistem  operasi  untuk telepon  seluler yang  berbasis Linux. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang buat menciptakan aplikasi mereka  sendiri  untuk  digunakan  oleh bermacam peranti bergerak. Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc., pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk  komputer  tablet.  Kemudian  untuk mengembangkan Android, dibentuklah Open  Handset  Alliance,  konsorsium  dari  34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi,  termasuk  Google,  HTC, Intel,  Motorola,  Qualcomm,  T-Mobile,  dan Nvidia.
Gambar dibawah menjelaskan arsitektur sistem operasi android.
Gambar 1. Arsitektur sistem operasi Android
Metode pemrograman android dijelaskan seperti pada gambar berikut
Gambar 2. lifecycle pemrograman Android
Bahasa  pemograman  yang  digunakan untuk  membuat  aplikasi  pada  platform Android adalah Java, namun dengan terminologi  tersendiri  yang  sering  membuat para developer sulit memahaminya.
Jaringan  lokal  nirkabel  atau  WLAN adalah  suatu  jaringan  area  lokal  nirkabel yang menggunakan gelombang radio sebagai media  tranmisinya:  link  terakhir  yang digunakan  adalah  nirkabel,  untuk  memberi sebuah koneksi jaringan ke seluruh pengguna dalam  area  sekitar.  Area  dapat  berjarak  dari ruangan  tunggal  ke  seluruh  kampus.  Tulang punggung  jaringan  biasanya  menggunakan kable,  dengan  satu  atau  lebih  titik  akses jaringan menyambungkan pengguna nirkabel ke jaringan berkabel.
LAN  nirkabel  adalah  suatu  jaringan nirkabel  yang  menggunakan  frekuensi  radio untuk komunikasi antara perangkat komputer dan  akhirnya  titik  akses  yang  merupakan dasar  dari  transiver  radio  dua  arah  yang tipikalnya  bekerja  di  bandwith  2,4  GHz (802.11b,  802.11g)  atau  5  GHz  (802.11a).
Kebanyakan
peralatan mempunyai kualifikasi  Wi-Fi,  IEEE  802.11b  atau akomodasi  IEEE  802.11g  dan  menawarkan beberapa  level  keamanan  seperti  WEP  dan atau WPA.
Wi-Fi  (atau  Wi-fi,  WiFi,  Wifi,  wifi)
merupakan kependekan dari Wireless
Fidelity, memiliki pengertian yaitu
sekumpulan  standar  yang  digunakan  untuk Jaringan  Lokal  Nirkabel  (Wireless  Local Area Networks - WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Standar terbaru dari spesifikasi  802.11a  atau  b,  seperti  802.16  g, saat ini sedang dalam penyusunan, spesifikasi  terbaru  tersebut  menawarkan banyak  peningkatan  mulai  dari  luas  cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya.
Robot  adalah    sebuah  alat  mekanik yang  dapat  melakukan  tugas  fisik,  baik menggunakan pengawasan dan kontrol
manusia,  ataupun  menggunakan  program yang  telah  didefinisikan  terlebih  dulu (kecerdasan buatan).
Mobile Robot ( Robot Mobil ) merupakan  robot  yang  bisa  berpindah tempat. Konstruksi robot mobil  memiliki ciri khas  yakni  mempunyai  aktuator  berupa  roda untuk  menggerakkan  keseluruhan  badan robot tersebut, sehingga robot dapat melakukan perpindahan  posisi dari satu titik ke titik yang lain.

## 4.   METODOLOGI
Pada  Pengembangan  Aplikasi mobile berbasis  android  pengendali  Robot  lewat jaringan  wireless  penulis  menggunakan model penelitian waterfall.
Gambar 3. Model waterfall menurut referensi

## Pressman
Metodologi  penelitian  ini  meliputi  studi pustaka  dan  metodologi  rekayasa  perangkat lunak.  Untuk  studi  pustaka  diambil  dari buku-buku dan referensi lain yang berhubungan dengan pokok bahasan. Adapun metodologi  rekayasa  perangkat  lunak  yang digunakan  adalah Classic  life  cycle atau sering juga di sebut metode waterfall. C lassic life  cycle adalah  suatu  paradigma  perangkat lunak  yang  menuntut  suatu  sistem  yang sistematik,  mulai  dari  suatu  level  sistem kemudian  terus  maju  ke  level  berikutnya. Terlepas  dari  segala  kekurangannya  model ini masih banyak yang menggunakannya dan dianggap tetap sesuai.
5.   Hasil
Pada saat pertama kali menjalankan aplikasi androidRobot akan muncul antar muka tampilan awal atau splash screen yang berfungsi sebagai cover pertama saat membuka aplikasi androidRobot.
Tampilan utama  aplikasi ini terdiri dari editText untuk mengisi IP addres dan PORT, textView untuk accelerometer status dan perintah imageButton untuk navigasi dan tombol ready untuk memulai koneksi dengan server socket.
Accelerometer status menampilkan  info koordinat kemiringan titik axis pergerakan robot pada ponsel.
Dalam pengisian alamat IP user harus mengisi  alamat  IP  192.168.1.1  dan  PORT 8888  karena  Aplikasi  ini  hanya  terkoneksi dengan  Server  yang  mempunyai  alamat  IP 192.168.1.1  dan  PORT  8888.    Setelah  diisi dengan  benar  kemudian  tekan  tombol ready maka  aplikasi  siap  untuk  mengirim Stream command ke socket server.
Uji coba dan evaluasi perangkat lunak maupun perangkat keras. Uji  coba perangkat keras meliputi uji coba dari gerak
accelerometer , konektifitas jaringan perangkat  wireless  pada  robot,    sedangkan pada  perangkat  lunak  sistem  dilakukan  uji coba  dari  segi  fungsionalitas  dan  performa dari sistem yang telah dibuat. Pengujian fungsionalitas dilakukan untuk  melihat  dan  menganalisa  apakah fungsi-fungsi dasar dapat berjalan sebagaimana  mestinya.  Pengujian  meliputi uji  coba  menjalankan  sistem  dan  uji  coba simulasi .
Tahapan  ini  menguji  program  aplikasi android  yang  telah  dibuat  apakah    dapat berjalan dengan berbagai jenis sistem ponsel android  mulai  dari  android  1.6  (donut), android  2.1  (eclair),  android  2,2  (froyo), android  2.3  (gingerbread),  android  3.0 (honeycomb),  sampai  pada  sistem  android terbaru  yaitu    4.0  (Ice  Cream  Sandwitch). Sistem  aplikasi  dijalankan  pada  perangkat android  yang  mempunyai  resolusi  layar berbeda-beda resolusi layar maupun
spesifikasi  hardware.  Untuk  efisiensi  waktu dan  fleksibilaas  penulis  melakukan  uji  coba menjalankan  aplikasi  sistem  yang  dibuat  di emulator android atau AVD (android Virtual Device).  Aplikasi  ini  hanya  memerlukan 324Kb  dari  RAM  supaya  dapat  berjalan dengan baik di perangkat android.
Kompatibilitas  dari  sistem  ini  sangat diperhatikan agar setiap device android  yang mendukung  aplikasi  dapat  memanfaatkan aplikasi  sistem  pengendali  ini  sehingga
Gambar 4. Tampilan Utama Aplikasi
Gambar 5. Tampilan  pesan untuk memasukan IP dan PORT dengan benar
Gambar 6. Tampilan  masukan IP dan PORT
sistem  aplikasi  yang  dibangun  bersifat  juga shareware dan  mudah  dalam  penggunaan dan pengembangan lebih lanjut.
Setelah  sistem  aplikasi  pengendali  robot dan  program  socket  Server  dijalankan tahapan  berikutnya  menguji  komunikasi antara  perangkat  lunak  tersebut  melalui koneksi jaringan wireless.
Pada  komputer tablet  android penulis mengaktifkan  perangkat  wifi  kemudian dikoneksikan  ke Acces  Point Androbot  dan memasukan  password    SSID.  Ponsel  akan terkoneksi  dengan device wireless  robot. Untuk  mengetahui  koneksi  terbentuk  atau tidak  yaitu  dengan  melakukan Ping ke  AP Andobot    melalui  command  line  android dengan mengetikan perintah ping 192.168.1.1 .  dari  AP  akan reply perintah tersebut.  Sistem  kendali  program  terkoneksi di IP addres 192.168.1.1 dan Port 8888.
Uji  coba  jangkauan  wifi  pada  robot dilakukan  untuk  mengetahui  jarak  toleransi oleh  sistem  sehingga  sistem  dapat  menerima data  dengan  baik  dan  mengetahui  seberapa jauh robot dapat dikendalikan melalui sistem yang dibuat.
Jarak  efektif  perangkat  penerima  Pada umumnya  Access Point Linksys bisa mengirim  sinyal  sampai  100  meter,  namun perangkat  penerima  belum  tentu  bisa menjawab sinyal tersebut tergantung spesifikasi  hardware  wirelles  perangkat penerima tersebut. S ecara teori jarak Line-Of- Sight (LOS) tanpa halangan adalah sekitar 92 meter,  dan  jarak  Non  LOS  dengan  halangan medium  (didalam  rumah)  adalah  sekitar  46 meter.  Ini  berlaku  untuk  802.11b  dan 802.11g yang menggunakan frekuensi 2.4GHz.
Pengujian  selanjutnya  yaitu  komunikasi dengan  mikrokontroler  dirobot,  dimana mikrokontroler  akan  memproses  data  yang dikirim  dari  perangkat  android  melalui wireless  kemudian  akan  menggerakan  motor DC dan pada pengujian ini dapat mengetahui jarak toleransi pengiriman data ke robot
Spesifikasi perangkat yang digunakan:
1. Robot Wifi
2. Ponsel android sony ericcson  xperia ray yang  mempunyai  spesifikasi  wifi  tipe 802.11 b/g/n
3. Media transmisi Jaringan lokal wireless / ethernet
4. Tempat  pengujian  didalam  ruangan  dan diluar ruangan
Tabel 1. Pengujian 1 pengiriman data Kondisi dalam ruangan (non LOS)
Pada  tabel  1  jarak  terdekat  terbentuk koneksi  wifi  antara  client  dengan  Server adalah 5 meter, kondisi sinyal excelent waktu transfer  rata-rata  21.5  ms  dengan  kondisi ruangan  non  LOS  .  robot  dengan  aplikasi pengendali  berjalan  dengan  baik  walaupun jangkauan  kendali  di  halangi  tembok. Keadaan  transfer  data  secara realtime tanpa ada delay .  Kemudian  untuk  jarak  10  meter sampai  25  meter  kondisi  sinyal  terlihat menurun  status  wifi medium ,  waktu  transfer rata  dikisaran  46  ms  sampai  pada  68  ms. Jarak  jangkau  maksimum  dalam  hasil pengujian pada jarak 39  meter tetapi  kondisi status wifi low , kecepatan transfer data  rata- rata  80  ms  sampai  pada  108  ms.    Hasil  dari komunikasi  transfer  rata-rata  antara  robot dengan aplikasi yaitu dibawah 1 detik.
JARAK KONDISI SINYAL WAKTU TRANSFER 5 m Excelent 21,5 ms 10 m Medium 46,4 ms 25 m Medium 67.9 ms 30 m Low 80.2 ms 39 m Low 108 ms
Tabel  2.    Pengujian  2  pengiriman  data Kondisi Luar Ruangan (LOS)
Pada  tabel  2  Pegujian  kondisi  diluar ruangan  (LOS)  memiliki  hasil  sinyal  yang lebih  baik  daripada    didalam  ruangan  hal  ini karena  sinyal transmitted wifi  terkondisi tanpa  halangan.  Pada  jarak  10  meter  kondisi sinyal  masih excelent dengan  waktu  transfer rata  44,5  ms  dan  jangkauan  terjauh  100 meter, transfer data sekitar 180 ms.
Hasil  pengujian  yang  didapat  dari  tabel 4.1  dan  tabel  4.2    bahwa  jarak  jangkauan kendali  robot  melalui acces  point robot  data di  transfer  secara realtime dan  berjalan dengan  baik  pada  spesifikasi  wifi  penerima dan pengirim dengan standard 802.11 b/g/n. Kemampuan sistem kendali robot menggunakan  ponsel  pintar  android  dengan komunikasi  data  menggunakan  jaringan wireless dalam penelitian ini berjalan dengan baik,  aplikasi  dapat  digunakan    diberbagai platform  ponsel  pintar  yang  mempunyai sistem  operasi  android.  dalam  pengontrolan dapat  menggunakan  sensor accelerometer android,  dan  menekan  tombol  navigasi  pada aplikasi.
Aplikasi  hanya  dapat  berfungsi  apabila dari  sisi  robot  wifi  sudah  terinstal socket server dan pada ponsel terinstal client socket aplikasi  pengendali  robot  ( androidRobot ). Dari  hasil  pengujian  jarak,  kondisi  tempat, dan  spesifikasi  perangkat  wirelles  yang digunakan sangat berpengaruh untuk terjadinya  proses  komunikasi  data  dengan baik  . Jarak jangkau kendali maksimum  wifi robot  pada  kondisi  didalam  ruangan  hanya
mencapai  39  meter  sedangkan  pada  kondisi diluar kondisi mencapai 90 meter
Pada  mode  koneksi  dengan  wifi,  data dapat terkirim dengan cepat dan bisa dibilang realtime pada  kondisi  sinyal  low,  medium, ataupun excellent. Jika di analisa lebih lanjut data  yang  dikirim  berformat  kode  ASCII dengan  ukuran  masing-masing  1  byte. Sedangkan tipe wifi yang mendukung adalah tipe  802.11b,  802.11g,  802.11n  dengan  data rate maksimum 100 Mb/s. sebelum melakukan koneksi juga melakukan pengujian  jaringan  melalui  ping,  data  yang dikirim pada ping sebesar 64 byte dan waktu rata-rata transfer <1 detik pada kondisi sinyal yang berbeda
Dalam pembuatan sistem aplikasi pengendali  ini  ditemukan  banyak  hal  yang dapat dikembangkan.
Sinkronisasi
komunikasi data merupakan persoalan tersendiri  dari  pemrograman  sistem  ini  serta kemampuan  membaca  data  dari  komunikasi serial  port  perangkat  wireless  dengan mikrokontroler dan motor DC.
Perancangan yang tepat akan meminimalisasi  masalah  yang  akan  ditemui tetapi tidak akan menghilangkan masalah. Itu pun  terjadi  pada  penulis  dalam  pembuatan tugas akhir ini.
Membuat  rancangan  robot  wifi  tidaklah mudah  walaupun  didalam  tugas  akhir  ini tidak membahas secara rinci dalam perancangan  robot  wifi  ini  karena  terdapat berapa  masalah  dalam    pengembangan perangkat  hardware,  salah  satu  adalah masalah durasi waktu  kendali karena supply arus    ke  robot  dan  perangkat  wireless  yang digunakan  pada  tugas  akhir  ini  terbatas sedangkan perangkat robot ini membutuhkan sumber  yang  lebih  besar  dan  daya  tahan battery lebih lama.
JARAK KONDISI SINYAL WAKTU TRANSFER 10  m Excelent 44.5 ms 20  m Medium 53,8 ms 30  m Medium 75,2 ms 70  m Low 152,1 ms 90  m Low 180 ms

## 6.   Penutup
Setelah  melalui  proses  perancangan dan  pembuatan  sistem  ini,  maka  diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan  memanfaatkan  komputer  tablet android sistem ini berhasil mengendalikan  robot  melalui  koneksi wirelles .
2. Aplikasi  Sistem  pengendali  ini  dapat dintegrasikan
dengan sensor acceleromoter pada perangkat android.
3. Kondisi  sinyal  pada wifi mempengaruhi komunikasi  transfer  data  pada  apilikasi pengendali yang dibuat, Jarak jangkauan sinyal wifi tergantung  pada  spesifikasi dari  perangkat wifi dari  pengirim  atau penerima  data,  serta  pada  perangkat hardware IC  TTL robot  yang  gunakan sangat  berpengaruh  untuk  komunikasi data  transfer  ke  mikrokontroler  sampai pada aktuator motor DC.
4. Dengan  memanfaatkan  teknologi  pada perangkat wireless  Linkys  WRT54GL dari  hasil  penelitian  ini  didapat  bahwa perangkat  ini  dapat  digunakan  sebagai komunikasi serial dengan mikrokontroler.

## 7.   Daftar Pustaka
[1] Furqon  A.2007. Software Aplikasi
Pengontrol  Gerakan  Robot  Berbasis
Wireless `
LAN  Pada Pocket PC .
Politeknik Surabaya. Surabaya
[2] King C, Ableson F.2011. Android in action 2 nd .Manning Publications Co. Stamford
[3] Lauren  D,  Conder  Shane.  2010 . Android Wireless Aplication Development  2 nd edition.  Addison- Wesley . Boston
[4] Lerry  P,  Asadoorian  P.2007 .  Linksys WRT54GL  Ultimate Hacking . Elsevier.
United States [5] Pressman R. 2005. Sofware Engineering : A Practitioner’s Approach  Sixth  Edition .McGraw-Hill.
United States
[6] Sterbenz J, K Egemen.2011.
Introduction  to  Socket  Programming .
www.ittc.ku.edu .diakses tanggal 12
Desember 2011
[7] Williams D. 2003. PDA Robotics. McGraw-Hill. United States