Media Pembelajaran Berbasis STEM

Coding Diperkenalkan Sejak Dini ?

Mengapa kita perlu memperkenalkan coding kepada anak-anak sejak dini ? Pentingkah coding ini ? Apakah dengan mempelajari coding, anak-anak kita bisa sukses ? Apakah tidak terlalu dini memperkenalkan suatu pelajaran yang “sulit” seperti coding kepada anak-anak ? Siapkah para pendidik kita untuk memperkenalkan coding kepada anak-anak di sekolah ?

Pertanyaan-pertanyaan tersebut di atas merupakan sebagian kecil dari sekian banyak pertanyaan yang mungkin ada di benak para pendidik, para orang tua, kita semua. Atau mungkin juga timbul rasa skeptis bahkan pesimisme ? Ataukah ini menjadi suatu beban tambahan bagi para pendidik ?

Sebelum saya membahas lebih jauh, mari kita pahami dulu apa itu coding

Coding berasal dari kata dasar code (Bahasa Inggris) atau kode (Bahasa Indonesia). Pada cabang ilmu teknologi informasi, code disini adalah kode-kode bahasa program komputer. Dengan demikian istilah coding dapat diartikan sebagai kegiatan penulisan kode-kode bahasa pemrograman komputer.

Sering pula kita mendengar istilah programming. Apakah coding sama dengan programming ? Dalam disiplin ilmu teknologi informasi, programming memiliki disiplin yang lebih luas dan berada pada hirarki yang lebih tinggi dari coding. Coding adalah kegiatan menulis baris-baris kode program untuk membuat sebuah program software. Sementara programming bukan hanya terbatas dalam hal penulisan kode program saja, namun juga terlibat pada tugas-tugas lainnya, seperti analisa dan implementasi algoritma, mengerti struktur data, menyelesaikan suatu kasus, dan banyak lagi tugas lainnya. Seorang programmer harus memiliki kemampuan analisa yang kuat. Semua programmer adalah coder, namun tidak semua coder adalah programmer. Beberapa programmer berpengalaman kadang menggunakan jargon bahwa coder adalah pengembang software pemula (junior). Jadi. istilah coding itu berbeda dengan programming.

 

Perlukah Coding diperkenalkan sejak dini ?

Menurut saya : a big YES ! Kenapa ?

Saya mengutip beberapa quotes yang disampaikan oleh beberapa orang terkenal dan para pemimpin dunia yang mungkin juga beberapa di antara mereka hanya sedikit atau bahkan tidak memiliki latar belakang pendidikan teknologi informasi sama sekali, namun mereka menyadari pentingnya penguasaan teknologi informasi di masa depan.

  1. “Kita hidup pada masa dimana segala sesuatunya berubah dengan cepat dan luar biasa. Bagaimana kita dapat memastikan bahwa semua orang memiliki kesempatan dalam lingkungan ekonomi yang baru ini ? Jawabannya adalah coding dan pendidikan ilmu komputer” – Barak Obama, Presiden AS.
  2. “Mempelajari bagaimana menulis program komputer akan merenggangkan pikiran Anda, dan membantu Anda berpikir secara lebih baik, menciptakan pola pikir baru tentang apa saja, yang menurut saya sangat membantu di segala bidang” – Bill Gates, Pendiri Microsoft.
  3. “Mempelajari kode program sejak usia dini membuka mata saya akan dunia teknologi dan kewirausahaan yang luar biasa menarik. Generasi muda kita pantas untuk memiliki kesempatan mempelajari keterampilan yang mampu membawa mereka menuju kesuksesan di dunia yang saling terhubung ini” – Marc Benioff, Chairman & CEO Salesforce
  4. “Apakah Anda ingin mengungkap rahasia alam semesta, ataukah Anda hanya ingin memiliki karir di abad ke-21, pemrograman komputer dasar adalah keterampilan yang penting untuk dipelajari” – Stephen Hawking, Fisikawan
  5. “Apakah kita hendak melawan perubahan iklim atau terbang ke luar angkasa, semuanya bergerak maju dengan menggunakan komputer, dan kita tidak memiliki cukup banyak orang yang mampu menulis kode program. Mengajari generasi muda untuk menulis kode program sejak dini dapat membantu membangun keterampilan dan kepercayaan dirinya dan memberikan energi pada kelas dengan sistem learning-by-doing / belajar-dengan-melakukan. Saya belajar bagaimana menerbangkan balon udara  ketika berada di ketinggian 30.000 kaki dan ini membuat hidup saya seimbang: Anda dapat mempelajari suatu keterampilan pada usia berapa pun, tetapi kenapa harus menunggu ketika kami dapat mengajari semua orang untuk menulis kode program sejak sekarang !” – Richard Branson, Pendiri Virgin Group
  6. “Membuat sesuatu dengan tangan Anda atau menulis kode, membuat program, adalah ragam cara untuk mengekspresikan kreativitas” – Elena Silenok, Pendiri Clothia.
  7. “Kami percaya bahwa coding seharusnya menjadi bahasa yang wajib diterapkan di semua sekolah” – Tim Cook, CEO Apple.
  8. “Saya beruntung pernah memulai coding di kelas 4. Ketika saya mengambil jalur berbeda ke ilmu politik dan tertarik pada bagaimana organisasi dan komunitas bekerja, memahami bagaimana logika diterjemahkan ke dalam kode program telah mengubah arah kehidupan profesional saya. Saya sangat bersyukur atas paparan dan kesempatan yang pernah saya peroleh” – Gina Bianchini, Pendiri dan CEO Mightbell.
Mempersiapkan generasi penerus Bangsa Indonesia untuk menghadapi tantangan di masa depan, salah satunya adalah dengan memperkenalkan kegiatan menulis kode program (coding) sejak dini. Keterampilan ini merupakan hal yang esensial, sangat penting, karena di masa depan segala sesuatu tergantung pada teknologi yang berubah begitu cepat, komputer, robot, sistem otomasi, internet of things (IoT). Seperti kata Richard Branson di atas, Kenapa harus menunggu ? Dan Tim Cook mengatakan, coding seharusnya menjadi bahasa yang wajib di semua sekolah ! Bahkan sekarang terlintas di pikiran saya bahwa mata pelajaran wajib yang diujikan pada Ujian Nasional akan bertambah dengan memasukan coding ke dalamnya.
 

Menambahkan Coding ke dalam Kurikulum Nasional ?

Berbagai kurikulum di luar negeri telah memasukkan coding sebagai mata pelajaran yang penting ke dalamnya, apalagi kurikulum yang berbasis STEM. Sebuah artikel yang dimuat pada The New York Times pada tahun 2014 (5 tahun silam !) yang berjudul “Adding Coding to the Curriculum“, ditulis oleh Beth Gardiner, menulis berbagai hal penting dan mendasar mengenai coding.

Estonia mengajarkan para siswa di kelas satu (SD) bagaimana cara membuat game komputer mereka sendiri, dan menawarkan beasiswa untuk menarik lebih banyak sarjana ke dalam disiplin ilmu yang berbasiskan teknologi.

Inggris, memutakhirkan kurikulum nasionalnya dengan membekali setiap anak di sekolah negeri, oleh mata pelajaran pemrograman komputer, sejak umur 5 tahun (SD).

Di seluruh dunia, para siswa sejak tingkat Sekolah Dasar hingga tingkat Ph.D, semakin dikenalkan dengan dasar-dasar coding.

Ditulis dalam artikel tersebut, bahwa coding sangatlah penting, tidak hanya untuk prospek karir masing-masing individual para siswa, namun juga memiliki pengaruh secara makro pada tingkat kompetitif ekonomi suatu negara dan kemampuan industri teknologi untuk menyediakan tenaga kerja yang berkualitas.

Clive Beale, Direktur Pengembangan Edukasi di Raspberry Pi, yang mempromosikan pelajaran komputer di sekolah-sekolah mengatakan, “Kita tidak mengajarkan pelajaran musik di sekolah untuk membuat semua orang sebagai pebiola dalam sebuah konser”. Lanjutnya lagi, “Kita tidak mencoba untuk membuat semua orang menjadi ilmuwan komputer, namun yang kita katakan adalah, ini  tentang bagaimana suatu alat bekerja (barang-barang dengan teknologi sekarang : telepon genggam, televisi, mobil, dll), adalah baik bagi semua orang untuk mengerti dasar-dasar bagaimana alat-alat yang membantu manusia ini bekerja. Dan ngomong-ngomong, Anda mahir menggunakan alat-alat tersebut”.

Dan di atas semua ini, Anak-anak sangat menyukainya !

“Anak-anak kita saat ini mahir menggunakan telepon genggam, tablet, dan secara aktif menggunakan teknologi tersebut, namun hanya sedikit dari mereka yang mau mempelajari bagaimana alat-alat tersebut dibuat”, menurut Roxanne Emadi dari Code.org. “Bahkan jika itu hal yang paling sederhana sekalipun, seperti anak-anak yang memprogram sebuah labirin atau memprogram sebuah robot, ketika anak-anak melihat pekerjaannya menjadi ‘hidup’, disitulah terlihat minat anak-anak ini meningkat”, lanjutnya.

Anak-anak memiliki imajinasi yang tinggi, kaya akan ide-ide, yang mungkin saja tidak masuk akal bagi orang dewasa. Mereka memiliki ide, mereka mampu melakukan coding, mereka melihat ide-ide, mimpi mereka, menjadi kenyataan, itu adalah hal yang menyenangkan bagi mereka ! Pengalaman yang seperti inilah yang seyogyanya kita wujudkan. Generasi penerus ini akan mampu menciptakan teknologi hebat, alat-alat yang membantu kerja manusia menjadi lebih mudah, lebih ringan, lebih cepat, lebih aman, dan bermanfaat bagi umat manusia.

Di negara-negara lain, ini merupakan suatu gerakan yang besar. Ini bahkan menjadi program prioritas bagi negara-negara tersebut. Mereka telah memikirkan dan mempersiapkan hal ini sejak bertahun-tahun yang lalu. Bagaimana dengan kita di Indonesia ? Kita pun sedang berbenah, Pemerintah Indonesia sedang mengakselerasi hal ini. 

Infrastruktur dibangun, jaringan Palapa Ring, suatu internet backbone sedang dibentuk, agar biaya bandwidth internet semakin murah dan dapat menjangkau ke seluruh pelosok Nusantara. 

Pemerintah mendukung e-sport, yang sedang trend saat ini, digandrungi oleh generasi muda, bahkan anak-anak. e-Sport merupakan salah satu sarana untuk meningkatkan kerja tim, komunikasi dan koordinasi dalam sebuah tim, suatu skill yang penting. 

Bagaimana dengan coding

Saat ini coding baru dimasukkan ke dalam kurikulum nasional pada tingkat SMK. Ke depannya saya mengharapkan dapat dimasukkan ke dalam kurikulum nasional sejak tingkat Sekolah Dasar, seperti yang dilakukan oleh Inggris, Estonia, Amerika, Singapura dan banyak negara-negara lain di dunia.

Beberapa sekolah swasta di Indonesia, yang menerapkan kurikulum internasional sudah menerapkan coding ini yang diperkenalkan sejak tingkat Sekolah Dasar. 

Beberapa sekolah online / kursus online mengenai “coding for kids” mulai bermunculan, dikelola oleh website yang berada di luar negeri, seperti :

  1. Coder Kids
  2. Code
  3. Scatch
  4. Code Combat
  5. LightBot
  6. Khan Academy
  7. Code Monkey
  8. CrunchZilla
  9. Blockly
  10. Stencyl

Beberapa lembaga pendidikan di dalam negeri juga sudah mulai bermunculan, seperti :

  1. Anak Coding
  2. Kode Kiddo
  3. Dumet School
  4. Koding Akademi
  5. Rumah Koding
 
Sebagai ekstrakurikuler, yangmana setelah jam sekolah usai, anak-anak ini memiliki kegiatan yang bermanfaat, dengan mengikuti kelas online untuk coding ini. Mereka dapat belajar dari rumah, bertatap muka dengan guru online / instruktur online dan berdiskusi dengan beberapa siswa lainnya di kelas maya tersebut dengan menggunakan video conference. Mereka akan belajar dengan konsep learning-by-doing, belajar-dengan-melakukan.

 

Ayo kita persiapkan generasi muda kita menuju Indonesia Emas 2045 !

 

Sumber:

  1. WHAT IS THE DIFFERENCE BETWEEN CODING & PROGRAMMING?, by Sarah Ohanesian on Jul 31, 2018
  2. Leaders and trend-setters all agree on one thing, https://code.org/quotes
  3. Adding Coding to the Curriculum, https://www.nytimes.com/2014/03/24/world/europe/adding-coding-to-the-curriculum.html, by Beth Gardiner, March 23, 2014
Posted by Admin Rohard in Media Pembelajaran Berbasis STEM, 0 comments

Drone.. Sebagai Media Pembelajaran STEM ?

alat peraga pendidikan berbasis digital dan stem
Apa itu Drone ?

Drone merupakan aplikasi dari UAV (unmanned aerial vehicle), atau yang kita kenal dengan sebutan pesawat tanpa awak.

Teknologi UAV mencakup banyak topik seperti aerodinamika sebuah drone, material yang digunakan untuk memproduksi bentuk fisik drone, hingga papan rangkaian elektronika, chipset dan software, yang merupakan otak sebuah drone.

Bagaimana Prinsip Kerja Drone ?

Pernahkah kamu melihat pesawat tanpa awak di televisi ?

Pesawat UAV ini terbuat dari material komposit yang ringan untuk mengurangi berat pesawat dan kemampuan manuvernya. Material komposit yang ringan namun kuat ini memampukan sebuah drone militer untuk terbang dengan tinggi.

Drone dapat dilengkapi dengan berbagai perangkat sesuai teknologi tercanggih saat ini seperti kamera infra merah, GPS dan laser (baik itu drone untuk keperluan komersial, maupun UAV militer).

Drone dikendalikan oleh manusia di darat dengan menggunakan remote ground control system (GSC), atau bisa juga disebut sebagai ground cockpit.

Sistem kendaraan tanpa awak memiliki dua bagian, yakni drone itu sendiri dan sistem pengendali.

Pada bagian ujung (hidung) pesawat tanpa awak adalah lokasi yang biasa digunakan untuk menempatkan berbagai sensor dan sistem navigasi terkini. Sisanya adalah komponen-komponen lainnya, seperti : mikrokontroler, motor, dan sebagainya.

Material yang digunakan pada tubuh drone adalah material komposit yang didesain dengan sangat kompleks. Material ini memiliki bobot yang ringan dan mampu menyerap guncangan (vibrasi), dengan demikian bunyi yang dihasilkan juga dapat berkurang jauh (kebisingan suara berkurang).

Ukuran dan Jenis-jenis Drone

Terdapat berbagai variasi ukuran drone, dengan yang terbesar digunakan untuk keperluan militer seperti drone Predator. Kemudian pesawat tanpa awak, yang memiliki sayap tetap (fixed wing) dan membutuhkan landasan yang pendek. Jenis ini biasanya digunakan untuk meliput daerah yang luas, seperti survey geografi lansekap atau untuk memantau para pemburu satwa liar di taman nasional.

Jenis berikutnya adalah Drone VTOL (Vertical Take-Off and Landing), drone yang mampu lepas landas dan mendarat secara vertikal. Banyak drone-drone kecil (quadcopter, yang memiliki empat baling-baling), menggunakan sistem VTOL ini, bahkan ada yang dapat lepas landas dari telapak tanganmu.

Sistem Navigasi Drone

Drone-drone tercanggih saat ini memiliki dual sistem navigasi GNSS (Global Navigational Satellite System) seperti GPS dan GLONASS (GPS versi Rusia).

Drone dapat terbang menggunakan sistem navigasi satelit (GPS atau GLONASS), maupun tanpa satelit, dengan kata lain menerbangkan drone secara manual. Posisi drone tidak sestabil seperti menggunakan GPS atau GLONASS karena adanya pengaruh dari kekuatan angin, sehinggasi pengendali drone harus melakukan penyesuaian posisi drone setiap sat.

Keakuratan yang tinggi terhadap navigasi drone sangat diperlukan untuk aplikasi drone pada pembuatan peta 3D, survey lansekap, misi penyelamatan (SAR – Search and Rescue Missions, dan militer.

Drone yang menggunakan sistem navigasi satelit, secara otomatis akan mencari sinyal satelit GNSS setelah drone diaktifkan. Sistem GNSS yang canggih menggunakan teknologi konstelasi satelit (Satellite Constellation), yakni beberapa satelit yang bekerja bersama untuk memberikan koordinat dan tersinkronisasi sehingga menghasilkan navigasi yang akurat untuk posisi drone.

Teknologi radar yang terdapat pada drone akan memberikan sinyal dan menampilkan data-data sebagai berikut :

  • Sinyal bahwa adanya cukup satelit GNSS yang terdeteksi dan terhubung ke drone
  • Menampilkan lokasi drone saat ini dari kedudukan si pengendali
  • Merekam jalur kembali drone ke posisi awal.
Banyak drone terkini mengadopsi fitur teknologi “Return to Home” dengan variasi kondisi sebagai berikut :
  • Si pengendali menekan tombol “return to home” secara manual dari remote control atau software aplikasi (apabila drone dilengkapi dengan fitur ini).
  • Tenaga listrik yang mulai berkurang (low battery level), maka UAV akan terbang ke posisi semula (home point) secara otomatis.
  • Kehilangan sinyal antara UAV dengan remote control, maka UAV akan otomatis terbang kembali ke posisi semula hingga menemukan kembali sinyal dari remote control.

Fitur terkini dari drone adalah kemampuannya untuk menghindari rintangan (misalnya pepohonan, gunung, bukit, dan sebagainya) saat penerbangan otomatis kembali ke posisi awal :

  • Drone akan melambat saat mendeteksi ada objek rintangan di depannya.
  • Drone melakukan manuver hingga tidak mendeteksi rintangan, dan melanjutkan penerbangan ke posisi semula.

Pintar ya ? Ini merupakan salah satu bentuk aplikasi dari kecerdasan buatan (AI – Artificial Intelligence)

Teknologi Deteksi Rintangan dan Menghindari Tabrakan

Saat ini banyak drone telah dilengkapi dengan collision avoidance system, atau terjemahan Bahasa Indonesianya adalah Sistem Pra-tabrakan.

Sistem penginderaan drone ini menggunakan sensor pendeteksi rintangan untuk memindai kondisi di sekitarnya (ada rintangan atau tidak), selanjutnya algoritma software dan Teknologi SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) menghasilkan gambar ke dalam bentuk peta 3D sebagai data bagi komponen pengendali penerbangan (flight control) yang terdapat pada drone untuk “merasakan” dan melaksanakan algoritma matematis untuk menghindari objek rintangan. Sistem seperti ini menggunakan satu atau lebih sensor-sensor sebagai berikut :

Teknologi Stabilitas Gyro, IMU dan Pengendali Penerbangan

Teknologi Stabilitas Gyro (Gyro Stabilization Technology) merupakan komponen penting yang membuat drone mampu terbang dengan stabil dan mulus. Perangkat Giroskop mendeteksi gaya-gaya yang timbul terhadap drone dan data penting ini menjadi informasi navigasi bagi unit pengendali penerbangan (flight controller).

Sementara IMU (Inertial Measurement Unit) bekerja dengan cara mendeteksi percepatan drone saat ini menggunakan satu atau lebih perangkat akselerometer. IMU akan mendeteksi perubahan rotasi drone seperti pitch (saat drone bergerak maju atau mundur), roll (saat drone bergerak ke kanan atau ke kiri), yaw (saat drone berputar atau melakukan rotasi ke kiri atau ke kanan), dengan menggunakan satu atau lebih giroskop. Beberapa IMU menggunakan magnetometer dengan memanfaatkan kekuatan medan magnet untuk mengatur posisi drone agar tetap stabil.

Giroskop merupakan komponen dari IMU, dan IMU sendiri merupakan komponen penting dari Unit Pengendali Penerbangan (flight control), yang merupakan “otak” utama sebuah drone. 

Desain Propeller dan Arah Motor Drone

Motor listrik dan propeller (baling-baling) adalah teknologi drone, yang memungkinkan pesawat tanpa awak ini dapat terbang di udara pada berbagai arah (flying) atau pun mempertahankan posisi diam melayang di udara (hovering).

Pada drone jenis quadcopter, motor dan baling-baling bekerja  berpasangan dengan 2 motor / baling-baling yang berputar searah jarum jam (clockwise – CW propeller) dan 2 motor / baling-baling yang berputar berlawanan arah jarum jam (counter clockwise – CCW propeller).

Motor / baling-baling ini menerima data dari Unit Pengendali Penerbangan (flight control) dan dari Unit ESC (electronic speed controller) yang mengatur kecepatan drone, apakah itu manuver penerbangan (flying) ataukah manuver diam melayang (hovering).

Parameter Penerbangan Drone Secara Real-time di Layar

Hampir semua drone memiliki GSC (Ground Station Controller), yang kita kenal dengan sebutan Remote Control, bahkan tersedia software aplikasi yang memungkinkan untuk mengontrol penerbangan drone dan menampilkan apa yang drone “lihat” pada layar sebuah telpon genggam (smartphone).

Teknologi Zona Larangan Terbang Drone

Dalam rangka untuk meningkatkan keselamatan penerbangan dan mencegah terjadinya kecelakaan pesawat, maka drone pun saat ini dilengkapi dengan fitur “No Fly Zone” yang disesuaikan dengan peraturan zona setempat, sehingga drone akan menghindari area steril ini. 

Teknologi GPS Ready to Fly

Ketika kompas yang terdapat pada drone telah sesuai / terkalibrasi, drone selanjutnya akan mencari lokasi satelit GPS. Ketika sudah menemukan lebih dari 1 satelit, maka drone telah siap untuk terbang dalam moda “Ready to Fly“.

Kompas Internal dan Fungsi Fail-safe

Memungkikan UAV dan Sistem Remote Control mengetahui dengan tepat lokasi penerbangan drone. Kalibrasi kompas sangat diperlukan untuk menentukan titik mula drone terbang (home point).  Sehingga drone dapat kembali ke home point apabila terjadi masalah saat penerbangan, misalnya drone kehilangan sinyal dari remote control. Sistem ini dikenal dengan istilah “fail-safe function“.

Teknologi Transmisi Video Life FPV

Teknologi FPV (First Person View) menggunakan kamera video yang dipasangkan pada drone dan memancarkannya ke si pengendali secara live, sehingga si pengendali menerbangkan drone berdasarkan dengan apa yang dilihatnya pada layar yang terdapat di remote control si pengendali. Dengan demikian si pengendali menerbangkan drone seperti sedang berada di dalam “cockpit” drone tersebut.

Teknologi FPV memungkinkan si pengendali untuk menerbangkan drone secara lebih presisi, terutama saat menghindari rintangan. Dengan demikian si pengendali dapat dengan mudah menerbangkan drone di dalam ruangan misalnya, atau terbang melalui hutan yang penuh dengan pepohonan, atau terbang di sekeliling gedung-gedung di kota, yangmana manuver ini akan sulit dilakukan apabila si pengendali menerbangkannya hanya dengan melihat drone tersebut dari kejauhan.

Saat ini telah berkembang begitu pesat liga balap drone, yang tidak akan dapat terlaksana tanpa adanya teknologi transmisi video secara live ini.

Teknologi FPV ini menggunakan sinyal radio untuk memancarkan dan menerima data video  secara live.

Pada drone dipasangkan perangkat pemancar nirkabel multi-band lengkap dengan antena. Perangkat penerima sinyal video untuk si pengendali dapat berupa unit remote control yang dilengkapi dengan layar tampilan, komputer, tablet, bahkan telepon genggam (smartphone).

Saat ini beberapa merk drone mampu memancarkan video hingga jarak 8 km.

Video live dan memaksimalkan jarak pemancaran video merupakan teknologi drone yang menarik untuk dikembangkan.

Pada tahun 2016, telah dikembangkan dan diumumkan ke publik teknologi video live terbaru, yang dipancarkan melalui jaringan 4G / LTE dengan jarak tak terbatas (unlimited) dan video latency yang rendah.

Apa itu video latency ? Singkatnya adalah waktu jeda antara gerakan fisik pada kondisi yang sebenarnya dengan gerakan yang tampak di layar video / direkam. Video latency yang rendah menghasilkan gerakan gambar yang tampak mulus dan mendekati kondisi yang sebenarnya. Ini penting sekali bagi si pengendali yang menerbangkan drone dengan menggunakan teknologi FPV. Bayangkan apabila video latency-nya tinggi, di layar si pengendali tampak posisi drone masih jauh dari tembok misalkan, padahal kondisi sebenarnya sudah sangat dekat, sehingga drone menabrak tembok.

Kamera Performa Tinggi

Drone-drone generasi awal sudah dilengkapi dengan kamera, namun masih kurang cocok untuk aplikasi pengambilan film di udara, karena adanya distorsi yang cukup besar dari lensa sudut lebar (wide angle lens).

Teknologi drone terkini dilengkapi dengan kamera video khusus yang dirancang untuk fotografi dan pengambilan film di udara (aerial filming).

Pada Tahun 2016, 2017 dan 2018 bermunculan drone-drone yang dilengkapi kamera video model gimbal dengan perbesaran optik dan digital (optical and digital zoom) hingga 180x.

Hal ini berguna bagi industri, dimana drone dimanfaatkan untuk memantau secara detail kondisi bilah-bilah turbin angin raksasa misalkan, struktur, kabel-kabel, modul dan komponen, apakah terlihat ada kerusakan fisik atau tidak.

Drone juga dapat dipasangkan kamera malam (night vision camera) dan kamera panas inframerah (thermal infrared camera).

Gimbal dan Kontrol Sudut Kemiringan

Teknologi gimbal sangat vital untuk pengambilan foto udara dengan kualitas bagus, gambar 3D atau film.

Gimbal memungkinkan getaran yang dihasilkan oleh drone “terserap” dan tidak sampai ke kamera video sehingga dapat menghasilkan gambar dengan kualitas baik.

Gimbal memungkinkan si pengendali untuk mengatur sudut pengambilan gambar selagi dalam manuver penerbangan.

Banyak tersedia di pasaran gimbal 3-axis dengan 2 moda operasional : FPV dan non-FPV.

Pada Tahun 2017, sebuah perusahaan bernama Ambarella mengumumkan chip H22 untuk kamera drone. Chip H22 ini memungkinkan kamera untuk mengambil video kualitas HD 4k, dan termasuk teknologi penstabilan gambar secara elektronik (eletronic image stabilization). Chip ini dapat menggantikan penggunaan kamera gimbal.

Drone dengan Sensor untuk Peta 3D

LiDAR, Multispectral dan Photogrammetry digunakan untuk membuat model 3D sebuah gedung atau area daratan (landscape). Sensor low light night vision dan thermal vision digunakan pada drone untuk memantau gedung-gedung dan area daratan pada lahan pertanian, pemadam kebakaran, misi SAR (search and rescue).

Banyak drone dilengkapi dengan sensor-sensor yang berbeda, lengkap dengan software untuk pengolahan datanya. Software akan mengolah data dari kamera panas (thermal camera) misalkan dan sensor kamera RGB reguler. Mengkombinasikan data dari berbagai sensor untuk melakukan kalkulasi posisi akurat dan informasi orientasi.

Sebagai contoh, sensor multispectral pada drone dapat membuat Digital Elevation Maps (DEMS) – peta sudut elevasi digital sebuah area daratan untuk menghasilkan data presisi mengenai kesehatan tanaman pangan, bunga, semak, pepohonan, fauna, dan seterusnya.

Pada Tahun 2016, muncul drone yang menggunakan sensor Time-of-Flight (ToF), dikenal juga sebagai “Flash LiDAR”, dapat dimanfaatkan untuk memindai objek, mengukur volume, altimeter reaktif, fotografi 3D, augmented reality games dan banyak lagi.

Pengambilan gambar resolusi tinggi pada drone yang stabil sangat penting. Menggunakan software photogrammetry terbaik untuk memproses gambar menjadi peta sebenarnya dan model juga penting. Berikut beberapa software mapping drone :

  • DroneDeploy 3D Mapping Solutions
  • Pix4D Mapper Photogrammetry Software
  • AutoDesk ReCap Photogrammetry Software
  • Maps Made Easy – Orthophoto and 3D Models
  • 3DF Zephyr Photogrammetry Software
  • Agisoft PhotoScan Photogrammetry Software
  • PrecisionHawk Precision Mapper / Viewer
  • Open Drone Map
  • ESRI Drone2Map For ArcGIS
Sistem Operasi pada Teknologi Drone

Sebagian besar pesawat tanpa awak menggunakan Linux dan sedikit menggunakan MS Windows.

Yayasan Linux telah meluncurkan proyek yang dikenal dengan Dronecode Project pada Tahun 2014. Output Proyek Dronecode adalah untuk menghasilkan platform sistem operasi khusus untuk pesawat tanpa awak (UAV) yang open source.

Drone dapat kita lihat sebagai komputer terbang. Dengan sistem operasi, pengendali penerbangan dan main board lengkap dengan kode pemrograman, mereka tentu saja dapat pula di-hack.

Drone telah dikembangkan pula untuk terbang keliling mencari drone lain lalu melakukan hacking ke dalam jaringan nirkabel, memutuskan hubungan drone dengan si pengendali, dan mengambil alih drone tersebut. Namun demikian, sebagaimana virus dan anti-virus, dikembangkan pula cara-cara untuk melindungi drone dari para hacker.

Aplikasi Drone

Drone telah diaplikasikan pada berbagai aktivitas, berikut adalah daftar aktivitas yang memanfaatkan drone :

  1. Misi Pencarian dan Penyelamatan (SAR)
  2. Pemasaran
  3. Pembuatan film
  4. Pemadam Kebakaran
  5. Pengiriman Parsel
  6. Pembuatan struktur gambar
  7. Pertanian presisi
  8. Hiburan keluarga
  9. Pertunjukan Konser Cahaya
  10. Menghitung stok barang
  11. Memetakan cuaca
  12. Lingkungan
  13. Konservasi Alam
  14. Asuransi
  15. Kepolisian
  16. Olah Raga
  17. Dan masih banyak lagi
Drone dan STEM

Ya, drone dapat kita gunakan sebagai media dalam Pendidikan Berbasis STEM.

Hukum-hukum fisika, algoritma matematika, pemrograman komputer, material bahan, engineering, teknologi video dan 3D, hingga seni fotografi dan film, semua terintegrasi dalam sebuah lahirnya drone dan aplikasinya.

Simak video menarik berikut ini yang akan membuat kalian takjub dan semakin menyukai drone.

Selamat Berkarya !

Sumber :

  1. Corrigan, Fintan (2019, 8 May). How Do Drones Work and What Is Drone Technology
  2. Thiang, Herry (2016, 24 Oktober). Istilah, Pengertian dan Jenis Drone.
Posted by Admin Rohard in Media Pembelajaran Berbasis STEM, 0 comments

Pendidikan Berbasis STEM

Apa sih STEM itu ?

STEM adalah singkatan dari Science, Technology, Engineering and Math. Beberapa kalangan ada yang menambahkan disiplin Seni (Art) ke dalamnya, sehingga menjadi STEAM.

STEM yang digagas oleh Amerika Serikat ini merupakan pendekatan yang menggabungkan keempat disiplin ilmu tersebut secara terpadu ke dalam metode pembelajaran berbasis masalah. Metode pembelajaran berbasis STEM menerapkan pengetahuan dan keterampilan secara bersamaan untuk menyelesaikan suatu kasus.

Masing-masing aspek dari STEM (Science, Technology, Engineering and Math) jika diintegrasikan akan membantu peserta didik menyelesaikan suatu masalah secara jauh lebih komprehensif.

Sebagaimana dijabarkan oleh Torlakson (2014), definisi dari keempat aspek STEM sebagai berikut :

Sains (science)

memberikan pengetahuan kepada peserta didik mengenai hukum-hukum dan konsep-konsep yang berlaku di alam;

Teknologi (technology)

adalah keterampilan atau sebuah sistem yang digunakan dalam mengatur masyarakat, organisasi, pengetahuan atau mendesain serta menggunakan sebuah alat buatan yang dapat memudahkan pekerjaan;

Teknik (engineering)

adalah pengetahuan untuk mengoperasikan atau mendesain sebuah prosedur untuk menyelesaikan sebuah masalah;

Matematika (math)

adalah ilmu yang menghubungkan antara besaran, angka dan ruang yang hanya membutuhkan argumen logis tanpa atau disertai dengan bukti empiris.

Pengintegrasian seluruh aspek ini ke dalam proses pembelajaran, akan membuat pengetahuan menjadi lebih bermakna.

Pembelajaran berbasis STEM akan membentuk karakter peserta didik yang mampu mengenali sebuah konsep atau pengetahuan (science) dan menerapkan pengetahuan tersebut dengan keterampilan (technology) yang dikuasainya untuk menciptakan atau merancang suatu cara (engineering) dengan analisa dan berdasarkan perhitungan data matematis (math) dalam rangka memperoleh solusi atas penyelesaian sebuah masalah sehingga pekerjaan manusia menjadi lebih mudah.

Sebagai sebuah tren yang sedang digalakkan dalam dunia pendidikan, STEM menjadi suatu pendekatan dalam mengatasi permasalahan di dunia nyata dengan menuntun pola pikir peserta didik menjadi pemecah masalah, penemu, inovator, membangun kemandirian, berpikir logis, melek teknologi, dan mampu menghubungkan pendidikan STEM dengan dunia kerjanya.

Selain di Amerika Serikat, metode pembelajaran berbasis STEM kini banyak diadopsi oleh beberapa negara, seperti : Taiwan, kurikulum pembelajaran mulai diintegrasikan dengan kurikulum STEM dan membuat siswa sebagai pusat kegiatan belajar (Lou, dkk, 2010), Malaysia, Finlandia, Australia, Vietnam, Tiongkok, Filipina, dan beberapa negara lainnya termasuk Indonesia. STEM telah dikembangkan di beberapa negara selama ± 3 dekade dan semakin signifikan di tahun-tahun terakhir.

Kondisi dunia pendidikan saat ini sudah banyak berubah, sehingga tuntutan pembelajaran juga harus berubah. Kita tidak dapat lagi menerapkan pola pembelajaran seperti dahulu. Dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi maka paradigma pendidikan dan pembelajaran juga harus sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi serta tuntutan zaman.

Mari kita lihat gambar berikut ini :

alat peraga pendidikan berbasis stem

Apa yang dapat Anda simpulkan dari gambar tersebut ?

Ya, STEM merupakan sebuah jembatan (bridge) yang menghubungkan antara institusi pendidikan (school) dengan dunia yang sebenarnya (real world). Suatu dunia di masa mendatang yang memiliki ketergantungan akan teknologi canggih seperti : drone, robotika, otomasi industri, smartphone, IoT (Internet of Things), dan seterusnya.

Ada beberapa variasi model Pendidikan Berbasis STEM ini yang diterapkan oleh beberapa kalangan. Model-model ini dikembangkan berdasarkan beberapa pertanyaan berikut :

  1. Bagaimana Anda menggambarkan model integrasi STEM Anda ?
  2. Bagaimana Anda menjelaskan model Anda dalam kata-kata ?
  3. Pengalaman apa (yang Anda peroleh dari para profesional atau sebaliknya) yang mempengaruhi model Anda tersebut ?

Beberapa diantaranya seperti : 5E Intructional Model dari BSCS, Model  5E + IA yang dikembangkan oleh STEMscopes Science, Model Spiral yang dikembangkan oleh SES Education, dan sebagainya.

Simulasi adalah suatu cara yang menarik bagi siswa untuk memahami konsep-konsep abstrak suatu disiplin ilmu. Sekarang dengan berkembangnya era digital (baca juga : Media Pembelajaran Berbasis Digital Interaktif Untuk Sekolah) dimana perangkat-perangkat digital semakin canggih dan murah, simulasi yang baik dapat dibuat dan diakses oleh setiap orang. The University of Colorado dalam websitenya PHET, merupakan salah satu sumber yang menyediakan simulasi matematika dan sains untuk digunakan dalam proses belajar-mengajar di kelas, mulai jenjang sekolah dasar hingga universitas.

Mari kita coba salah satu contoh simulasi mengenai rangkaian listrik DC sederhana :

Dari simulasi tersebut siswa dapat belajar mengenai :

  • Rangkaian Seri
  • Rangkaian Paralel 
  • Hukum Ohm
  • Hukum Kirchoff

Dalam sebuah simulasi, hal yang abstrak (seperti aliran listrik) dapat disimulasi dalam bentuk gambar yang dapat dilihat oleh siswa, sehingga konsep-konsep yang disampaikan oleh guru dapat dengan mudah dipahami oleh siswa.

Siswa dapat mempelajari :

  1. Eksplorasi hubungan listrik
  2. Eksplorasi hubungan listrik dalam rangkaian seri dan paralel
  3. Menggunakan ammeter dan voltmeter untuk membaca nilai-nilai dalam suatu rangkaian listrik.
  4. Menjelaskan bagaiamana suatu hubungan listrik dalam suatu rangkaian.
  5. Menggambar rangkaian listrik dalam suatu gambar skematik.
  6. Menentukan benda-benda apa saja yang merupakan suatu konduktor atau insulator.

Metode Simulasi membantu siswa untuk memahami konsep-konsep yang abstrak.

Selain dalam bentuk simulasi digital, proses belajar-mengajar juga dapat menggunakan suatu paket perangkat / kit yang menggunakan peralatan yang sebenarnya, seperti : Kit Elektronika, Kit Sensor, Kit Robot, dan sebagainya. Sehingga siswa dapat memperoleh sebuah bentuk yang komprehensif bagaimana menerapkan apa yang dipelajari dalam kehidupan yang sebenarnya (application in the real word).

Pendidikan berbasis STEM dapat membangun generasi yang mampu menghadapi abad 21 yang penuh tantangan.

“Kita tidak dapat menciptakan masa depan untuk anak-anak kita, namun setidaknya kita dapat mempersiapkan anak-anak kita untuk menghadapi masa depan.”

Sumber :

1. Pembelajaran berbasis Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM), Ahmad Dahlan, 2017

2. STEM : Menjadikan Belajar Lebih Menarik, STEM Indonesia, 2018

3. Workshop Pembelajaran Sains Berbasis STEM, Rina Esthi & Novi Juanti, 2018

 4. Models Of STEM – STEM Learning Project, The STEM Education Consortium, 2017

Posted by Admin Rohard in Media Pembelajaran Berbasis STEM, 0 comments