MENGENAL LEBIH JAUH TEKNOLOGI GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

Peta dan kompas telah lama dikenal sebagai alat bantu navigasi. Bagi orang yang ingin melakukan perjalanan jauh ke tempat yang belum pernah dikunjungi, kedua benda tersebut sangat penting fungsinya untuk menentukan arah yang harus dituju.
Dengan membaca peta, bisa diketahui posisi dan letak tempat tujuan. Sedangkan kompas berguna menunjukkan arah penjuru mata angin untuk menuntun perjalanan sesuai dengan arah yang direncanakan.
Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini, penggunaan peta dan kompas mulai banyak digantikan dengan alat bantu navigasi lain yang bernama Global Positioning System, atau biasa disebut sebagai GPS. Ini adalah suatu sistem navigasi yang menggunakan satelit, dikembangkan sejak tahun 1970-an oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, yang pada awalnya diperuntukkan hanya untuk keperluan militer. Dalam perkembangan selanjutnya, GPS tidak hanya digunakan oleh militer dan terus mengalami penyempurnaan yang pesat hingga sekarang
Pada tahun 1983, sebuah pesawat terbang komersial milik Korean Airlines tertembak oleh Uni Soviet karena secara tidak sengaja memasuki batas wilayah udaranya. Kejadian itu menyadarkan orang akan kebutuhan alat navigasi yang lebih baik. Presiden Amerika Serikat saat itu, Ronald Reagan, menjanjikan pembebasan penggunaan GPS untuk warga sipil setelah sistemnya disempurnakan. Pernyataan Reagan ini menandai babak baru penggunaan GPS bagi warga sipil, yang akhirnya menjadi kenyataan pada awal tahun 1990-an.

Prinsip kerja GPS
Untuk dapat menggunakan GPS harus mempunyai sebuah pesawat penerima GPS atau GPS receiver. Di pasaran sekarang banyak sekali dijumpai benda ini dalam ukuran segenggaman tangan, seperti layaknya berbagai macam gadget yang lain. GPS receiver memiliki layar LCD kecil mirip dengan yang biasa terdapat pada handphone atau personal digital assistant (PDA). Tampilan yang muncul pada layar bisa bermacam-macam, bergantung pada menu yang akan digunakan.

Pesawat penerima ini bertugas menangkap sinyal radio yang dipancarkan oleh satelit-satelit GPS. Satelit yang digunakan berjumlah 24 (ditambah beberapa buah cadangan bila ada salah satu yang rusak), mengorbit pada ketinggian 19.300 kilometer di atas permukaan Bumi. Masing-masing satelit mengelilingi Bumi sebanyak 2 kali dalam 24 jam. Mereka mengorbit dalam beberapa lintasan berbeda yang telah diatur sedemikian rupa sehingga setiap saat di mana pun kita berada minimal selalu ada empat satelit di atas langit kita.
Berdasarkan prinsip cepat rambat gelombang radio, GPS receiver dapat menghitung jarak lokasinya terhadap masing-masing satelit. Data-data jarak inilah yang kemudian digunakan untuk menentukan lokasi receiver tersebut. Secara teori, letak suatu titik pada suatu bidang selalu dapat ditentukan dari jarak relatifnya terhadap tiga titik lain. Dalam matematika, teori ini dinamakan trilaterasi.
Sebagai contoh, saat ini anda berada di suatu titik di antara kota A, B, dan C. Selain itu, data yang diketahui hanya jarak posisi anda terhadap kota A tanpa diketahui arahnya, yaitu 7 km sebagai jarak posisi anda dengan kota A , 14 km untuk jarak posisi anda dengan kota B, dan 3 km sebagai jarak posisi anda dengan kota C.
Dari informasi itu, diasumsikan titik anda berada dapat berada di mana saja sejauh 7 km di sekitar kota A, sehingga dapat digambarkan sebagai lingkaran dengan jari-jari 7 km berpusat di A. Begitu pula halnya terhadap kota B, dan C sehingga terdapat tiga buah lingkaran yang akan berpotongan pada satu titik. Pada titik perpotongan itulah posisi anda sekarang, dan koordinatnya kemudian dapat diketahui berdasarkan gambar tersebut pada sistem koordinat.

Penentuan koordinat
Pada kondisi GPS yang sebenarnya, satelit-satelit orbital berfungsi sebagai titik-titik referensi, sedangkan sistem kordinatnya berbentuk ruang tiga dimensi. Karena itu, letak titik yang dicari bukan lagi didapat dari perpotongan lingkaran, melainkan bola-bola virtual yang berpusat pada tiap satelit.
GPS receiver melakukan perhitungan letak dan koordinat lokasinya berdasarkan jarak terhadap satelit dan kemudian mengolahnya menjadi output atau keluaran yang ditampilkan pada layar LCD. Makin banyak sinyal satelit yang dapat ditangkap oleh receiver, makin akurat pula hasil perhitungannya. Umumnya data yang ditampilkan adalah koordinat berdasarkan garis bujur dan lintang bumi. Koordinat tersebut kemudian diplot pada gambar peta yang tersimpan dalam memori, menjadikannya lebih mudah dibaca oleh pemakai.
Memang GPS masih memiliki kekurangan dalam keakuratannya menentukan koordinat lokasi yang ditampilkannya. Hal ini dipengaruhi banyak faktor, seperti posisi satelit, kuat lemahnya sinyal yang ditangkap receiver, ataupun cuaca. Untuk mengurangi ketidakakuratan tersebut, pengukuran dengan GPS sebaiknya dilakukan beberapa kali untuk kemudian diambil keluaran rata-ratanya.
Kemampuan GPS receiver sebagai gadget makin canggih. Pengembangan dari sisi perangkat keras maupun perangkat lunaknya menjadikan GPS semakin mudah digunakan. Informasi yang bisa ditampilkan tidak hanya koordinat lokasi, tetapi juga arah mata angin, ketinggian (altitude), waktu, jarak tempuh perjalanan, rute yang dilalui, serta kecepatan perjalanan.
Bentuknya pun disesuaikan dengan kebutuhan penggunaannya. Selain model genggam yang mudah dibawa ke mana-mana, ada juga model built-in sebagai alat navigasi pada kendaraan seperti mobil, pesawat terbang, atau kapal laut. Beberapa produsen GPS receiver juga telah membuatnya sebagai modul tambahan bagi PDA, atau bahkan sebagai fungsi yang embedded di dalam komputer genggam tersebut.
GPS receiver dilengkapi kemampuan koneksi dengan personal computer. Dengan demikian, data-data yang tersimpan di dalamnya dapat dengan mudah ditransfer untuk diolah bagi keperluan lain, misalnya membuat peta atau melakukan analisis arus lalu lintas pelayaran.

Pemanfaatan Teknologi GPS
Selain digunakan oleh sistem transportasi laut dan udara, penggunaan di darat pun tidak kalah banyak manfaatnya. Para pencinta alam dan pelancong lebih mudah dan cepat mendapat berbagai informasi yang dibutuhkannya sehingga mengurangi kemungkinan tersesat. Beberapa model GPS receiver terbaru memiliki fungsi tambahan yang dapat memberikan saran jalur jalan alternatif untuk menghindari kemacetan jalan saat mengendarai mobil di dalam kota.
Pemakaian GPS yang semakin populer saat ini didukung oleh penambahan berbagai fungsi (feature) ke dalam GPS receiver. Beberapa fungsi tambahan tersebut antara lain perhitungan waktu pasang surut air laut—yang sangat membantu bagi para nelayan—, fungsi penentuan letak orbit Bumi dan bulan, ataupun fungsi hiburan seperti games layaknya pada komputer genggam.
Pada kenyataannya GPS ternyata lebih banyak memberikan manfaat bagi warga sipil, walaupun awalnya diperuntukkan bagi kepentingan militer. Dan sistem ini akan terus berkembang seiring dengan kebutuhan para penggunanya. Mungkin saja dalam beberapa tahun ke depan GPS sudah menjadi perlengkapan standar di dalam mobil kita. (dari berbagai sumber)

Mengenal Robot Sepakbola

Permainan sepakbola saat ini merupakan fenomena yang luar biasa di dunia. Jenis permainan ini telah melanda hampir seluruh seluruh penjuru dunia, dengan penggemar dari berbagi segmen mulai dari anak-anak sampai dengan kaum lanjut usia. Kepopuleran permainan sepakbola tersebut mendorong para ilmuwan untuk menciptakan robot yang bisa memainkan sepakbola. Ide itu kemudian terealisasi sekitar satu dekade lalu, tepatnya tahun 1998 saat dilangsungkannya putaran final piala dunia di Perancis. Sampai dengan saat ini kejuaraan sepakbola robot tingkat dunia digelar setiap tahun, dengan penyelenggara yang berbeda-beda tiap tahunnya. Para ilmuwan menargetkan pada tahun 2050 juara piala dunia sepakbola robot akan diadu dengan juara piala dunia sepakbola manusia.

Seperti halnya sepakbola yang dilakukan oleh manusia, setiap tim yang bertanding pada permainan sepakbola robot juga menggunakan strategi permainan. Untuk tujuan tersebut, maka setiap robot dalam satu tim yang sama harus memiliki kemampuan untuk saling bekerjasama dengan robot lain dalam tim yang sama. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah sistem komunikasi yang mampu mengkoordinasi gerak robot, untuk bisa saling bekerjasama memainkan sepakbola robot sebagai satu tim dalam menjalankan strategi permainan tersebut.

Agar bisa menjalankan perannya di posisi masing-masing di lapangan, setiap robot harus mempunyai kemampuan individu khusus. Setiap robot harus mampu memutuskan sendiri, tindakan apa yang harus dilakukan di lapangan permainan. Misalnya ketika robot tersebut melihat bola yang ada di hadapannya, robot harus mengambil keputusan yang cepat untuk menendang bola tersebut ke gawang lawan atau mengopernya ke robot lain dalam satu tim yang sama. Semua tindakan tersebut harus diatasi sendiri oleh masing-masing robot selama permainan berlangsung.

Permainan sepakbola robot mengikuti aturan standar yang diberlakukan dan harus dipatuhi oleh setiap peserta. Di antara aturan tersebut, adalah permainan dilakukan di atas lapangan berukuran panjang 9 meter dan lebar 5 meter. Masing-masing robot dalam satu tim terdiri dari 4 robot, 3 robot sebagai robot pemain dan 1 robot sebagai robot penjaga gawang. Panjang, lebar dan tinggi maksimal robot adalah 500mm x 500 mm x 800 mm. Bola yang dipakai untuk permainan sepakbola robot berwarna orange, dengan ukuran standar 5, sesuai standar FIFA.

Sistem Kendali Robot

Setiap robot dilengkapi dengan komputer mini dalam satu papan tunggal yang dilengkapi dengan unit I/O dan sebuah wireless LAN. Komputer mini yang dipakai berjenis setara dengan pentium III. Untuk dapat menjalankan perannya masing-masing di lapangan setiap robot harus mempunyai kecerdasan agar bisa mengambil keputusan secara independent di lapangan permainan. Oleh karena itu, setiap robot ditanami kecerdasan buatan, dengan memanfaatkan algoritma jaringan syaraf tiruan. Dengan demikian setiap robot akan mempunyai kemampuan beradaptasi sendiri-sendiri di lapangan. Pemberian software tersebut memungkinkan robot untuk dapat mempelajari sendiri situasi yang terjadi di sekelilingnya, kemudian memutuskan sendiri tindakan yang tepat yang harus dia lakukan di lapangan, tanpa perlu campur tangan manusia. Masing-masing robot dalam satu tim terhubung dalam satu link dalam suatu Local Area Network yang dikendalikan oleh sebuah PC sebagai master. Master akan melakukan koordinasi masing-masing robot dalam satu tim, dengan menyesuaikan strategi permainan tim robot tersebut.

Struktur Mekanik Robot

Struktur mekanik robot dirancang untuk dapat menampung sistem penglihatan robot dan komputer mini. Sebuah kendali pneumatic agar robot bisa menendang bola juga disertakan di tiap-tiap robot. Dua motor dengan presisi tinggi dipakai untuk mengendalikan robot dan manuver robot tersebut di dalam area lapangan permainan menggunakan prinsip wheel-chair. Sistem mekanik robot penjaga gawang juga dirancang khusus sesuai fungsinya sebagai penjaga gawang, dan biasanya desain mekanik robot tersebut berbeda dengan desain mekanik robot lainnya dalam satu tim.

Sistem Indera Robot

Komponen utama dalam sistem indera robot adalah sebuah sistem penglihatan on board. Sistem tersebut terdiri atas kamera RGB, yang dilengkapi dengan blok rangkaian untuk mengenali warna benda. Sistem penglihatan robot dirancang untuk mengenali sedikitnya 5 warna sehingga mampu mendeteksi lokasi robot di lapangan terhadap 2 gawang, yakni gawang tim sendiri dan tim robot lawan. Sistem penglihatan robot juga harus mampu mendeteksi gawang, garis gawang, garis tepi lapangan permainan, dan bola yang digunakan dalam permainan tersebut. Setiap robot juga dibekali kemampuan untuk dapat mengenali dan membedakan robot tim sendiri dan robot tim lawan.

Prinsip kerja sistem penglihatan robot, meniru sistem penglihatan pada manusia., yakni ketika warna-warna yang berbeda terdeteksi oleh kamera, warna-warna tersebut akan diproyeksikan ke sumbu x dan y berdasarkan ukuran benda yang dilihat, kemudian informasi yang diperoleh akan dikirimkan ke otaknya robot (dalam hal ini adalah sebuah prosesor) untuk kemudian diolah. Data yang diperoleh akan dikirimkan ke master, kemudian master mengkoordinasi robot-robot yang lain sesuai dengan informasi yang dikirimkan oleh robot tersebut. Setelah master selesai melakukan koordinasi, master kemudian memerintahkan robot tersebut untuk melakukan tindakan yang tepat, sesuai dengan strategi tim dalam permainan tersebut. Oleh robot tersebut, informasi yang diperoleh akan diolah, kemudian prosesor akan memerintahkan sistem eksekusi robot menjalankan perintah yang diberikan. Sistem eksekusi ini mirip dengan sistem gerak tubuh yang berupa otot pada sistem tubuh manusia. Proses tersebut berlangsung secara terus menerus selama permainan berlangsung.

Sistem indera yang juga ditanamkan dalam tiap robot, adalah beberapa pasang pemancar dan penerima infra merah yang dipasang pada beberapa bagian robot. Pemasangan sensor ini dimaksudkan agar robot tidak sampai menabrak papan pembatas lapangan permainan, dan juga mencegah terjadinya tabrakan dengan robot lain yang biasanya muncul tiba-tiba di hadapan robot tersebut. Ketika sensor tersebut mendeteksi keberadaan robot lain, atau papan pembatas lapangan, sistem sensor akan melaporkan ke prosesor robot tentang keberadaan benda tersebut. Oleh prosesor, data akan diolah dan dikirimkan ke sistem eksekusi robot untuk menghindari tabrakan tersebut.

Sistem Adaptasi Robot

Sistem adaptasi yang ada pada robot sepakbola juga biasa disebut sebagai unit pengenal, untuk mengenali lingkungan sekitar robot. Bagian ini terdiri dari 2 modul hirarki yang terhubung secara bersama-sama menggunakan sambungan frekuensi radio. Satu modul berada di masing-masing robot dan satu modul lagi adalah sebuah komputer yang berperan sebagai master semua robot.

Modul yang berada di masing-masing robot adalah sebuah blok sistem komputer mini, yang dilengkapi dengan unit I/O dan kartu WIFI. Modul ini dalam hirarki sistem kendali robot disebut juga sebagai sub system. Kegunaan dari modul ini adalah untuk mengumpulkan informasi yang diperoleh dari sistem indera robot, baik indera penglihatan maupun dari sensor infra merah. Modul ini kemudian akan memetakan, jenis tindakan apa yang harus dilakukan oleh robot setiap menghadapi suatu keadaan tertentu. Kemudian mengirimkan data tersebut ke komputer master, oleh komputer master data kemudian diolah untuk kemudian dilakukan koordinasi secara menyeluruh dengan robot lain. Setelah koordinasi selesai dilakukan, komputer akan mengirimkan kembali data tersebut ke robot. Oleh robot data diolah dan dikirimkan ke bagian sistem eksekusi robot. Sebagaimana disebutkan sebelumnya, bahwa modul ini bersifat independent antara robot satu dengan robot lainnya.

Pada modul yang kedua, yaitu sebuah komputer (PC) yang berperan sebagai master, semua proses koordinasi robot berlangsung. Modul ini berperan sebagai pusat informasi semua robot. Selama permainan berlangsung, PC akan secara terus menerus menerima informasi terbaru dari semua robot di lapangan tentang, posisi bola dan jarak relatif mereka dari masing-masing area gawang sendiri dan area gawang lawan. Informasi yang dikirimkan tersebut akan diolah dan dipetakan oleh PC untuk kemudian diolah dalam kode perintah ke masing-masing robot dalam satu tim. PC akan memerintahkan robot mana yang akan bertahan dan robot mana yang akan berposisi sebagai penyerang. Demikian proses tersebut berlanjut secara terus menerus selama permainan berlangsung.

Pada situasi di mana bola dalam keadaan mati, karena ada pelanggaran, atau bola telah keluar bidang permainan, PC dapat juga memerintahkan masing-masing robot pemain untuk bergerak menuju lokasi tertentu sesuai situasi yang diinginkan. PC akan memerintahkan robot mana yang akan menendang bola untuk tendangan pinalty, tendangan bebas, atau melakukan pergerakan tertentu untuk melakukan penyerangan. Antara modul 1 dan modul 2 terhubung dengan sebuah wireless LAN. LAN yang digunakan adalah sesuai dengan standart IEEE yakni 2.4 GHz, 802.11 b/g.

Sistem operasi yang digunakan dapat berupa sistem operasi windows ataupun Linux. Program yang biasa dipakai untuk sistem kendali adalah C++. Jika sistem penglihatan pada masing-masing robot tidak mampu mendeteksi bola, robot akan diperintahkan untuk bergerak ke posisi tertentu untuk mencari posisi bola. Jika robot tersebut mendeteksi keberadaan bola, koordinat dan jarak bola dari robot, dan posisi relatifnya terhadap masing-masing gawang sendiri dan gawang lawan akan dikirimkan ke PC. Robot tidak akan mendekati bola sebelum robot tersebut diinjinkan untuk melakukannya oleh PC. Hal tersebut untuk menghindari terjadinya tabrakan antar robot dalam satu tim, karena masing-masing robot saling berebutan bola. Setelah ijin diberikan, robot akan mendekati bola. Sesuai dengan perintah PC, robot kemudian akan menjalankan instruksi berikutnya tentang apa yang harus dilakukannya berikutnya, apakah untuk mencetak goal atau untuk mengamankan gawangnya dari serangan tim robot lawan.

Sistem Eksekusi

Sistem eksekusi terdiri atas sepasang motor yang mengendalikan kaki robot yang akan menggerakkan robot, sehingga robot dapat menjalankan perannya masing-masing di lapangan. Masing-masing motor dikendalikan oleh sebuah rangkaian kendali, berupa chip IC. Kecepatan putaran motor dikendalikan dengan sinyal PWM yang disuplay dengan papan I/O digital. Sebuah encoder yang menghasilkan 200 pulsa tiap detiknya dipakai untuk sistem kendali umpan balik masing-masing motor. Sebuah sistem pneumatik untuk menendang yang bekerja pada tekanan udara 8 bar juga disertakan dalam sistem. Sistem ini terbuat dari dua piston pneumatik yang terhubung paralel.

Meskipun saat ini kemampuan robot sepakbola tersebut belum sehebat wayne Rooney, Ruud van Nistelroy, dan Francesco Totti dalam membobol gawang lawan. Belum juga sehebat Kaka, Ronaldinho, Cristiano Ronaldo dan David Beckham dalam mendrible dan memberi umpan matang. Belum juga setangguh Fabio Cannavaro dan Paulo Maldini dalam menjaga area pertahanan. Ataupun setangguh Iker Casilas dan Edwin Van Der Saar dalam menjaga gawang. Seiring perkembangan teknologi komputer yang melaju pesat bisa jadi tahun 2050 nanti, saat juara dunia sepakbola robot ditandingkan dengan juara dunia sepakbola manusia, tim sepakbola manusia hanya akan menjadi lumbung gol tim juara dunia sepakbola robot. Menarik untuk kita tunggu!.

salam kenal

hei....hei.... nich posting pertamaku di blogspot. rada kurang gaul yach.... ^_^. ya gitu dech... coz dengan seabrek kegiatanku, rasanya susah memberi porsi waktu seimbang untuk suatu yang sunah-sunah :P.
eits... bukan pembelaan loh... emang benar aku suibuk banget. gak seperti waktu jadi mahasiswa dulu. kalo dulu sih... dengan gampangnya dapat waktu yang longgar tuk mengisi hari dengan berkreasi mencoba hal-hal yang baru.
anyway.. sekarang udah aku tulis.... dan mudah2an punya waktu yang banyak lagi buat nulis di blog ini. barangkali bisa bermanfaat buat anda-anda sekalian....
salam hangat dariku.... mudah2an hari-hari anda menyenangkan :)
zemangat.....!!!!