## ROBOT LINE TRACKING UNTUK EDUKASI DI SEKOLAH SMP SANTO ANDREAS JAKARTA BARAT
Hadian Satria Utama 1 dan Joni Fat 2
1 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Tarumanagara Jakarta
2 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Tarumanagara Jakarta Email: jonif@ft.untar.ac.id

## ABSTRACT
Line tracking robot is a robot that could move by following a black line or a white line as a border. The robot consists of two motors with gearboxes, robot body which is built by using a 5 mm acrylic, breadboard, microcontroller, line tracking sensor and ball caster . Line tracking sensor will give an input to microcontroller to process. Microcontroller will activate motor according to conditions from the sensor. Robot will move forward if it detects a white line and will stop if it detects a black line. The purpose of building this line tracking robot is to educate Santo Andreas Junior High Schooler. It  intended to  flourish talents in robotics. The method  that  uses in  this education is with extracurricular program. This program will be carried out in every two weeks throughout a semester with total of eight courses. The teachers are students from Electrical Engineering of Universitas Tarumanagara. These courses will teach the Junior High Schooler how to build line tracking robot and the foundation of robotics itself. It should need a longer duration in each session so the modules and learning targets could be finished well. This program also need more lecturers. It is caused by the ratio between students and lecturers is 21:4. The learning modules need a lecturer to focus only on a small team. Enthusiasm from students in this learning project is very high, so this could be proposed to become a subject in the curriculum of Junior High School of Santo Andreas.
Keywords: education, line tracking robot, microcontroller, sensor.

## ABSTRAK
Robot line tracking merupakan robot yang dapat bergerak mengikuti lintasan berupa garis hitam sebagai pembatas dan jalur berwarna putih. Robot ini terdiri atas dua buah motor beserta gearbox dan roda, badan robot yang terbuat dari akrilik 5mm, breadboard , mikrokontroler, sensor line track , dan ball caster . Sensor line track akan memberikan input kepada  mikrokontroler  untuk  diproses.  Mikrokontroler  akan  menggerakan  motor  sesuai  dengan  kondisi  dari sensor. Robot akan berjalan ketika mendeteksi warna putih dan akan berhenti ketika mendeteksi warna hitam. Tujuan dibuatnya robot line tracking ini adalah untuk mengedukasi siswa smp Santo Andreas serta menggali minat dan bakat siswa  di  bidang  robotika.  Metode  pelaksanaan  pemberian  edukasi  ini  melalui  program  ekstrakurikuler.  Kegiatan pemberian edukasi ini berlangsung dua minggu sekali selama satu semester dengan total 8 pertemuan. Tenaga pengajar ekstrakurikuler robotika adalah mahasiswa Teknik Elektro Universitas Tarumanagara. Materi yang diajarkan adalah cara membuat robot line tracking dan juga dasar-dasar dari ilmu robotika itu sendiri. Diperlukan durasi lebih panjang pada  setiap  pertemuan  dari  kegiatan  ekstrakurikuler  sehingga  materi  dan  target  pengajaran  yang  diberikan  dapat tersampaikan dengan baik, juga diperlukan tambahan pengajar. Hal ini dikarenakan rasio perbandingan peserta dan pengajar adalah sebesar 21:4, dan materi yang diajarkan memerlukan pendampingan lebih dari pengajar. Antusiasme peserta kegiatan ekstrakurikuler robotika line tracking ini sangat tinggi, sehingga dapat dijadikan mata pelajaran dalam kurikulum pendidikan di Sekolah SMP Santo Andreas.
Kata Kunci: edukasi, mikrokontroler, robot line tracking , sensor.

## 1. PENDAHULUAN

## Analisis Situasi
Teknologi pada zaman sekarang ini berkembang sangat cepat. Manusia sangat bergantung pada teknologi. Hal ini yang membuat teknologi menjadi kebutuhan dasar setiap orang, dari orang tua hingga siswa di sekolah. Teknologi khususnya di bidang robotika sangatlah penting untuk menjadi bahan  edukasi  siswa  di  sekolah.  Ilmu  Robotika  sendiri  adalah  ilmu  yang  mempelajari  tentang pengaplikasian  robotika  dalam  kehidupan  sehari-hari  (Nalwan,  2012).  Robot  didesain  dan disesuaikan  dengan  kebutuhan  sehingga  tercipta  desain  yang  ekonomis  (Romadhon  &  Fuad, 2013).
SMP  Santo  Andreas  bekerja  sama  dengan  Teknik  Elektro  Universitas  Tarumanagara  untuk mengadakan ekstrakulikuler di bidang robotika. SMP santo Andreas beralamat di Jl. Kedoya Utara
Kedoya  Selatan  Kebon  Jeruk  Jakarta  Barat  DKI  Jakarta,  RT.1/RW.4,  Kedoya  Utara,  Kec.  Kb. Jeruk, Kota Jakarta Barat, Daerah Khusus Ibukota Jakarta.

## Gambar 1

## Foto Gedung SMP Santo Andreas
Sekolah SMP Santo Andreas memiliki total siswa sebanyak 107 orang. Akan tetapi, jumlah siswa yang  mengikuti  kegiatan  ekstrakurikuler  ini  dibatasi  hanya  sebanyak  21  orang  saja.  Hal  ini dikarenakan  keterbatasan  sarana  dan  prasarana  yang  ada,  serta  kesepakatan  antara  kedua  belah pihak.  Mata  Pelajaran  mengenai  robotika  belum  pernah  diadakan  sebelumnya  di  SMP  Santo Andreas.  Sekolah  SMP  Santo  Andreas  juga  sebelumnya  telah  menyewa  tenaga  pengajar ekstrakurikuler di bidang robotika untuk mengedukasi siswa SMP Santo Andreas tentang robotika. Akan tetapi, biaya yang dikeluarkan dirasa terlalu tinggi, dan materi yang diajarkan kurang tepat dan efektif. Untuk itu, Teknik Elektro Universitas Tarumanagara memberikan solusi kepada SMP Santo Andreas untuk menjadi tenaga pengajar ekstrakurikuler Robotika.
Siswa  sekolah  SMP  Santo  Andreas  perlu  untuk  mempelajari  tentang  robotika  dan  elektronika. Selain menambah wawasan, belajar tentang robotika dan elektronika juga dapat menumbuhkan minat dan menggali bakat dari siswa. Merakit dan memprogram robot dapat melatih kreativitas dan logika berpikir sehingga lebih kritis (Tridhonanto. 2010). Hal ini merupakan salah satu aspek penting untuk mempersiapkan generasi muda yang berkualitas.
Pengetahuan  tentang  robotika  akan  diberikan  oleh  mahasiswa  Teknik  Elektro  sebagai  pengajar ekstrakurikuler  robotika  di  SMP  Santo  Andreas.  Mahasiswa  cocok  sebagai  pengajar  karena rentang usia yang terpaut belum terlalu jauh. Ini akan membuat siswa lebih nyaman dan leluasa dalam belajar maupun bertanya. Juga ini merupakan latihan bagi mahasiswa untuk mempunyai keberanian di hadapan orang banyak dan mampu membagikan ilmu kepada orang lain. Dalam satu semester  akan  ada  8  pertemuan  di  mana  di  setiap  pertemuan  mempunyai  hasil  yang  akan menunjang di pertemuan akhir untuk pembuatan robot line tracking .

## Permasalahan Mitra
Berdasarkan  analisis  situasi  di  lingkungan  mitra  maka  dapat  diketahui  permasalahan  yaitu, dibutuhkan tenaga pengajar di bidang robotika dan elektronika untuk memberikan edukasi kepada siswa  SMP  yang  mempunyai  materi  pengajarannya  jelas  dan  efektif.  Oleh  karena  itu,  adanya program  pengabdian  kepada  masyarakat,  dengan  didukung  kompetensi  bidang  komputer  dan robotika serta elektronika.

## Solusi Permasalahan
Solusi  dari  permasalahan  SMP  Santo  Andreas  adalah  pemberian  pengetahuan  tentang  robotika melalui  program  ekstrakurikuler  selama  satu  semester  yang  akan  diberikan  oleh  Universitas Tarumanagara dengan mahasiswa Teknik Elektro Universitas Tarumanagara sebagai pengajarnya. Program  ekstrakurikuler  ini  dimulai  pada  tahun ajaran  baru  2019/2020  di  SMP  Santo  Andreas. Setiap dua minggu sekali akan ada empat orang mahasiswa Teknik Elektro yang akan menjadi pengajar  ekstrakurikuler.  Materi  yang  diajarkan  merupakan  dasar-dasar  robotika  yang  akan menjadi penunjang untuk membuat robot line tracking . Di pertemuan terakhir sebagai puncak dari pemberian edukasi tentang robotika, robot line tracking ini akan diwujudkan.
Robot line tracking cocok untuk diajarkan kepada siswa SMP karena walaupun cukup sederhana, tetapi  komponen-komponen  penyusunnya  lengkap  dan  mencakup  dasar  dari  ilmu  robotika (Jatmiko  et  al.,  2012;  Winarto  &  Arifianto,  2011)[4]  [5].  Tiap  pertemuan  akan  ada  target pencapaian  yang  dicapai  oleh  siswa  dan  satu  pertemuan  berkesinambungan  dengan  pertemuan berikutnya. Siswa juga didorong untuk berkreasi dengan design dari robot line tracking mereka, baik secara design fisik maupun design elektroniknya. Selain praktek pembuatan robot, siswa juga diajarkan sedikit teori tentang alat-alat yang digunakan pada setiap pertemuan agar siswa dapat mengerti cara kerja dari setiap alat dan bahan yang digunakan.

## 2. METODE PELAKSANAAN PKM

## Permasalahan Prioritas
Permasalahan  utama  dari  SMP  Santo  Andreas  adalah  dibutuhkannya  tenaga  pengajar ekstrakurikuler di bidang Robotika yang terjangkau dengan materi ajar yang tepat dan efektif.

## Metode Pelaksanaan
Pelaksanaan ekstrakurikuler yang diikuti 21 siswa SMP Santo Andreas dan akan dibuat  21 buah robot line  tracking .  Selain  itu,  pengajar  akan  membuat  satu  buah  robot  sebagai  prototipe  yang dapat dijadikan contoh. Alat dan bahan yang diperlukan pada setiap pertemuan dapat dilihat pada Tabel 1.

## Tabel 1

## Alat dan Bahan yang Diperlukan Setiap Pertemuan per Anak
NO. PERTEMUAN NAMA JUMLAH (PER SISWA) 1. PERTEMUAN 1 Arduino NANO 1 pcs LED RGB 5 pcs BreadBoard 1 pcs Computer 1 pcs Baterai 9 volt 2 pcs Resistor 5 pcs Kapasitor 5 pcs Terminal listrik 1 pcs Kabel jumper male to male 1 pack 2. PERTEMUAN 2 Motor DC 2 pcs BreadBoard 1 pcs Kabel jumper male to male 1 pack Arduino NANO 1 pcs Modul Dual H-Bridge 1 pcs Computer 1 pcs Resistor 5 pcs
Baterai 9 volt 2 pcs Terminal listrik 5 pcs 3. PERTEMUAN 3 Arduino NANO 1 pcs Motor DC 2 pcs Kabel jumper male to male 1 pack LED RGB 5 pcs BreadBoard 1 pcs Resistor 5 pcs Button 5 pcs Computer 1 pcs Baterai 9 volt 2 pcs 4. PERTEMUAN 4 Arduino NANO 1 pcs Computer 1 pcs Modul Photo Dioda 2 pcs Kabel jumper male to male 1 pack BreadBoard 1 pcs Resistor 5 pcs Kertas Warna Origami 1 pak Baterai 9 volt 2 pcs 5. PERTEMUAN 5 Arduino NANO 1 pcs Computer 1 pcs LCD 2 x 16 1 pcs BreadBoard 1 pcs Kabel jumper male to male 1 pack Resistor 5 pcs Button 5 pcs Baterai 9 volt 2 pcs 6. PERTEMUAN 6 Arduino NANO 1 pcs Computer 1 pcs LCD 2 x 16 1 pcs Kabel jumper male to male 1 pack BreadBoard 1 pcs Resistor 5 pcs Modul Photo Dioda 2 pcs 7. PERTEMUAN 7 Kertas karton 1 lembar Lem tembak 1 pcs Gunting 1 pcs Kabel Ties 1 pak Kabel jumper male to male 1 pack Lem FOX 1 pcs Motor DC 2 pcs BreadBoard 1 pcs Resistor 5 pcs Arduino NANO 1 pcs Modul Dual H-Bridge 1 pcs Computer 1 pcs Modul Photodioda 2 pcs LED RGB 5 pcs Cutter 1 pcs LCD 2x16 1 pcs 8. PERTEMUAN 8 Kertas karton 1 lembar Motor dan gearbox beserta roda 2 pcs Lem tembak 1 pcs Ball caster 2 pcs Gunting 1 pcs
Tombol on/off 1 pcs Kabel jumper male to male 1 pack Kabel Ties 1 pak Lem FOX 1 pcs Motor DC 2 pcs BreadBoard 1 pcs Resistor 5 pcs Arduino NANO 1 pcs Modul Dual H-Bridge 1 pcs Computer 1 pcs Modul Photodioda 2 pcs LED RGB 5 pcs Cutter 1 pcs LCD 2x16 1 pcs

## Jadwal Pelaksanaan
Kegiatan ini diadakan setiap dua minggu sekali hari selasa dengan durasi 120 menit dari pukul 12.30-14.30 WIB. Kegiatan ekstrakurikuler diikuti oleh siswa Sekolah SMP Santo Andreas dari kelas VII dan VIII sejumlah 21 siswa. Pengajar merupakan mahasiswa teknik elektro Universitas Tarumanagara  sebanyak  4  orang.  pada  pertemuan  ke-2  sampai  ke-8  terjadi  penambahan  waktu dikarenakan materi yang diajarkan tidak dapat diserap oleh siswa dengan cepat. Silabus pengajaran yang akan dilaksanakan pada SMP Santo Andreas dalam 1 semester dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2

## Silabus Pengajaran Selama Satu Semester
PERTEMUAN PROGRAM MATERI TUJUAN AKHIR BAHAN PROYEK AKHIR PERTEMUAN KE 1 ARDUINO NANO Pengenalan Arduino Nano Arduino NANO Di lapangan menyalakan LED RGB dengan Arduino Nano LED RGB Praktek Menghidupkan LED BreadBoard Computer; dll PERTEMUAN KE 2 MOTOR DC GEARBOX Menggunakan Arduino untuk Menghidupkan Motor DC Menggunakan Speed Controller Modul Dual H-Bridge Motor DC; 9V baterai Di lapangan BreadBoard Praktek Menghidupkan Motor dan mengatur kecepatan motor
Arduino NANO
Modul Dual H- Bridge Computer; dll PERTEMUAN KE 3 BUTTON PAD Menggunakan Button sebagai Input ke Arduino Arduino NANO Di lapangan, Praktek Merangkai Button menjadi suatu fungsi input kendali keluaran yang berbeda beda
Motor DC; 9V baterai LED RGB BreadBoard Button Computer; dll PERTEMUAN KE 4 SENSOR GARIS Mengenal Sensor garis  untuk ditampilkan pada Computer Arduino NANO Di lapangan menggunakan komputer sebagai fungsi keluaran Computer; Baterai 9v Modul Photo
Dioda
BreadBoard untuk mendeteksi warna Kertas Warna Origami; dll PERTEMUAN KE 5 LCD Mengenal Modul Penampil LCD sebagai penampil layar Arduino NANO Di lapangan, Menggunakan LCD sebagai penampil layar menggunakan arduino NANO
Computer LCD 2 x 16 BreadBoard Button; dll PERTEMUAN KE 6 LINE DETECTOR Mengajarkan bagaimana mendeteksi warna garis yang akan diikuti dan ditampilkan ke dalam LCD menggunakan Arduino NANO Arduino NANO Di Lapangan, menggunakan sensor garis untuk di fungsikan ke fungsi pembaca garis
Computer
LCD 2 x 16 BreadBoard Modul Photo Dioda; dll PERTEMUAN KE 7 DESAIN BASE PLAT Belajar Mendesain dan merancang bentuk mobil yang diinginkan. Kertas karton Di Lapangan , menggunakan peralatan untuk melakukan seni desain membuat robot Line Follower sesuai dengan fungsional sensor, elektronika lainnya. Gunting, Cutter, dll Kabel Ties Lem FOX Komponen di pertemuan 1-6 PERTEMUAN KE 8 LINE FOLLOWER mengajarkan merangkai semua fungsi menjadi suatu robot pengikut garis dengan menggunakan materi pengajaran dari pertemuan ke 1 hingga ke pertemuan ke 7 Arduino NANO Robot tracker Computer
LCD 2 x 16
BreadBoard
LED RGB Button
Motor DC 9V baterai Modul Photo Dioda; dll

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegiatan  pemberian  edukasi  berupa  ekstrakurikuler  robotika  dengan robot  line  tracker kepada mitra telah selesai dilakukan. Adapun yang telah dilakukan yaitu  pada tiap pertemuan dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3

## Hasil Kegiatan Ekstrakurikuler Pada Sekolah Smp Santo Andreas
NO. PERTEMUAN TARGET MATERI REALISASI DI LAPANGAN 1. Pertemuan ke-1 - Pengenalan tentang elektro - Pengenalan arduino nano - Pengenalan bahasa pemrograman
- Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk menyalakan LED RGB - Pengenalan tentang elektro - Pengenalan arduino nano
- Pengenalan bahasa pemrograman
- Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk menyalakan LED RGB
2. Pertemuan ke-2 - Pengenalan tentang motor DC dan motor driver dual H-bridge - Merangkai  motor DC beserta driver pada breaboard - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk menggerakan Motor DC - Pengenalan tentang elektro - Pengenalan arduino nano - Pengenalan bahasa pemrograman
- Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk menyalakan LED RGB - Terjadi penambahan waktu sebanyak 10 menit 3. Pertemuan ke-3
- Pengenalan tentang button dan button pad - Merangkai button menjadi sebuah rangkaian button pad . - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membuat button pad menjadi sebuah in put kondisi (menggunakan LED) - Pengenalan tentang button dan button pad
- Merangkai button menjadi sebuah rangkaian button pad . - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membuat button pad menjadi sebuah in put kondisi (menggunakan LED) - Terjadi penambahan waktu sebanyak 5 menit 4. Pertemuan ke-4 - Pengenalan tentang sensor garis - Pengenalan tentang serial monitor pada aplikasi Arduino IDE - Pengenalan bahasa pemrograman kondisi ( IF ELSE) - Merangkai sensor garis pada breadboard - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membaca nilai sensor garis dan ditampilkan pada serial monitor - Pengenalan tentang sensor garis - Pengenalan tentang serial monitor pada aplikasi Arduino IDE - Pengenalan bahasa pemrograman kondisi ( IF ELSE)
- Merangkai sensor garis pada breadboard
- Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membaca nilai sensor garis dan ditampilkan pada serial monitor - Terjadi penambahan waktu sebanyak 10 menit 5. Pertemuan ke-5 - Pengenalan tentang LCD - Merangkai LCD menjadi pada breadboard. - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membuat LCD sebagai penampil layar - Pengenalan tentang LCD - Merangkai LCD menjadi pada breadboard. - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk membuat LCD sebagai penampil layar - Terjadi penambahan waktu sebanyak 5 menit 6. Pertemuan ke-6 - Merangkai dan menggabungkan LCD dan sensor garis pada breadboard - Pemograman arduino nano dengan  aplikasi  arduino  IDE untuk  menampilkan  nilai  yang didapat  oleh  sensor  garis  dalam LCD - Merangkai dan menggabungkan LCD dan sensor garis pada breadboard - Pemograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE untuk menampilkan nilai yang didapat oleh sensor garis dalam LCD - Terjadi penambahan waktu sebanyak 10 menit 7. Pertemuan ke-7 - Pengenalan tentang dasar desain robot - Merancang desain fisik dari robot line tracking - Pengenalan tentang dasar desain robot - Merancang desain fisik dari robot line tracking
- Merangkai desain fisik dan mekanik dari robot line tracking - Merangkai desain fisik dan mekanik dari robot line tracking - Terjadi penambahan waktu sebanyak 15 menit 8. Pertemuan ke-8 - Merangkai seluruh komponen penyusun robot line tracking menjadi sebuah robot utuh - Pemrograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE robot line tracking agar menjadi robot yang fungsional - Merangkai seluruh komponen penyusun robot line tracking menjadi sebuah robot utuh - Pemrograman arduino nano dengan aplikasi arduino IDE robot line tracking agar menjadi robot yang fungsional - Terjadi penambahan waktu sebanyak 20 menit
Foto-foto  kegiatan  ekstrakurikuler  ini  dapat  dilihat  pada  Gambar  2,  Gambar  3  dan  Gambar  4. Gambar  2  memperlihatkan  salah  satu  pengajar  yang  sedang  memberikan  penjelasan  mengenai komponen-komponen  dasar  elektronika  yang  akan  dimanfaatkan  dalam  kegiatan.  Gambar  3 memperlihatkan pengajar yang sedang memperlihatkan slide dan menjelaskan tentang controller dan driver . Gambar 4 memperlihatkan suasana kegiatan belajar para siswa dalam kegiatan ini.

## Gambar 2

## Penjelasan Tentang Komponen Dasar Elektronika

## Gambar 3
Penjelasan Tentang Speed Controller Modul Dual H-Bridge

## Gambar 4

## Suasana Kegiatan Ekstrakurikuler Pada Pertemuan Ketiga

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Diperlukan  durasi  lebih  panjang  pada  setiap  pertemuan  dari  kegiatan  ekstrakurikuler  sehingga materi  dan  target  pengajaran  yang  diberikan  menjadi  lebih  tersampaikan  dengan  baik. Dibutuhkannya  tambahan  pengajar  agar  kegiatan  ekstrakurikuler  lebih  terkontrol.  Hal  ini dikarenakan  rasio  perbandingan  peserta  dan  pengajar  sebesar  21:4  dan  materi  yang  diajarkan memerlukan  pendampingan  lebih  dari  para  pengajar,  sementara  jumlah  pengajar  yang  kurang menyebabkan  beberapa  materi  tidak  tersampaikan  dengan  baik.  Melihat  antusiasme  peserta kegiatan  ekstrakurikuler  robotika line  tracking  robot ini  sangat  tinggi,  perlu  dijadikan  kegiatan tetap atau menjadi mata pelajaran dalam kurikulum pendidikan dari Sekolah SMP Santo Andreas.

## REFERENSI
Jatmiko, et al. (2012). Robotika: Teori dan aplikasi. UI PRESS. Nalwan, A. (2012). Teknik rancang bangun robot. Penerbit ANDI.
Romadhon,  A.  S.,  &  Fuad,  M.  (2013).  Perancangan  sistem  kontrol  gerakan  pada  robot  line tracking. Jurnal Mikrotek, 1 (1). https://journal.trunojoyo.ac.id/jim/article/view/167 Tridhonanto, Al. (2010). Meraih sukses dengan kecerdasan emosional. Gramedia. Winarno & Arifianto, D. (2011). Bikin robot itu gampang. Kawasan Pustaka