perancangan alat pendeteksi jarak aman mobil …
Post on 05-Oct-2021
9 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI JARAK AMAN MOBIL
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DENGAN OUTPUT
SUARA BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega328p
TUGAS AKHIR
IRMALA STEPANY BR PANJAITAN
172408059
Diajukan Oleh :
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
Universitas Sumatera Utara
ii
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI JARAK AMAN MOBIL
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DENGAN OUTPUT
SUARA BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega328p
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT
MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
IRMALA STEPANY BR PANJAITAN
172408059
Diajukan Oleh :
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
Universitas Sumatera Utara
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI JARAK AMAN MOBIL
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DENGAN OUTPUT SUARA
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega328p
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, 10 Juli 2020
Irmala Stepany Br Panjaitan
172408059
Universitas Sumatera Utara
iv
Universitas Sumatera Utara
v
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI JARAK AMAN MOBIL
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DENGAN OUTPUT SUARA
BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega328p
ABSTRAK
Sistem monitoring deteksi jarak aman kendaraan mempunyai peranan yang sangat
penting dalam kehidupan manusia. Terutama saat berkendara maupun sedang akan
memarkirkan kendaraan. dengan alat ini pengendara dapat terbantu memperkirakan
jarak yang aman pada kendaraanya. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan sensor
ultrasonik sebagai alat untuk mendeteksi jarak, dan IC LM7809 sebagai penguat
tegangannya dengan Arduino sebagai pusat kendalinya yang mampu menampilkan jarak
yang terbaca oleh sensor pada LCD 16x2 dan dilengkapi dengan LED dan Buzzer dan
modul suara sebagai display tambahan. Dari hasil pengujian hardware dan software
prototype Alat deteksi jarak aman, alat berfungsi dengan baik dan mempunyai rata- rata
kesalahan pembacaan hanya selisih satu cm dengan jarak actual
Kata Kunci : Buzzer, Led, Mikrokontroler ATmega328p, Modul Suara Isd1820, Sensor
Hcsr-04
Universitas Sumatera Utara
vi
DESIGN OF SAFE CAR SAFETY DETECTOR TOOL USING ULTRASONIC
SENSOR WITH SOUND OUTPUT BASED ON MICROCONTROLLER
ATmega328p
ABSTRACT
Vehicle safety distance detection monitoring system has a very important role in human
life. Especially when driving or going to park a vehicle. with this tool the driver can help
estimate a safe distance on the vehicle. In this thesis the author uses an ultrasonic sensor
as a tool to detect distance, and IC LM7809 as a voltage amplifier with Arduino as its
control center that is able to display the distance readable by the sensor on a 16x2 LCD
and is equipped with LEDs and buzzers and sound modules as additional displays. From
the results of testing the prototype hardware and software safe distance detection tool,
the tool works well and has an average reading error of only one cm difference with the
actual distance
Keywords: Buzzer, Led, ATmega328p Microcontroller, Sound Module Isd1820, Hcsr-04
Sensor
Universitas Sumatera Utara
vii
KATA PENGHARGAAN
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada TYM,dengan dilimpahan berkat-Nya
penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak
membantu penulis dalam penyelesaikan Tugas Akhir ini yaitu Kepada:
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang,M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Fisika
Fakultas MIPA Universitas Sumatra Utara .
3. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Pembimbing yang telah
membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan Tugas
Akhir.
4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
5. Ayahanda dan Ibu yang saya kasihi, Saudara saya Sonjaya Panjaitan, Kelvin
Sabbatino Panjaitan dan saudari saya Angelika Panjaitan yang telah
memberikan bantuan berupa dukungan moral dan material yang sangat
membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
6. PKK saya Kak Rita Sitio, KTB saya Ade Andriani Manik, Novelina
Sitanggang, Tionom R Sihombing, sahabat saya Alda Krisvera Nainggolan,
Windi Natasya S, Feranzeda B Meliala, Firodo R S Girsang, Michael T P
Simanjuntak, Heryanto sitorus, D3 Fisika, serta sahabat SMA saya Eunike
Universitas Sumatera Utara
viii
Sitanggang Yang mendukung saya secara online, dan UKM KMK USU yang
telah memberikan bantuan berupa Ilmu dan Motivasi dalam menyelesaikan
Tugas Akhir.
7. Dan juga terima kasih buat saudara/saudari saya Alumni PASKIB 2017 SMA
N 1 P.Siantar yang selalu mendukung dan Mendoakan saya selama masa
perkuliahan dan dalam pengerjaan Tugas Akhir.
8. Rekan Fisika Instrumentasi D3 2017 yang memberikan bantuan penulisan
untuk menyelesaikan Tugas Akhir.
Medan, 10 Juli 2020
Irmala Stepany Br Panjaitan
172408059
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR ISI
PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii
ABSTRAK ................................................................................................................ iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
KATA PENGHARGAAN ........................................................................................ v
DAFTAR ISI ............................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 2
1.3 Tujuan .............................................................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah .............................................................................................. 3
1.5 Sistematis Penulisan ........................................................................................ 3
BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 4
2.1 Sensor .............................................................................................................. 4
2.2 Sensor Ultrasonik ............................................................................................ 5
2.3 Mikrokontroler ................................................................................................ 8
2.4 Buzzer .............................................................................................................. 10
2.5 LED ................................................................................................................. 11
2.6 LCD ................................................................................................................. 12
2.7 Catu Daya ........................................................................................................ 13
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM.................................. 18
3.1 Metodologi Perancangan ................................................................................. 18
3.2 perancangan Sistem ......................................................................................... 18
3.3 Pengujian rangkaian dan pengukuran Hasil Sistem ........................................ 35
BAB IV PEMBAHASAN HASIL DAN PENGUKURAN .................................... 38
4.1 Analisis dan Kalibrasi Alat Pengukuran .......................................................... 38
BAB V PENUTUP .................................................................................................... 41
4.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 41
4.2 Saran ................................................................................................................ 41
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 42
LAMPIRAN .............................................................................................................. 43
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor HCSR-04 .................................................................................... 6
Gambar 2.2 Prinsip sensor ultrasonic......................................................................... 7
Gambar 2.3 Prinsip pemantulan sensor ultrasonik ..................................................... 8
Gambar 2.4 Mikrokontroler ....................................................................................... 9
Gambar 2.5 Simbol Buzzer ........................................................................................ 10
Gambar 2.6 Pemindai Elektron Pada LED ................................................................ 11
Gambar 2.7 LCD ........................................................................................................ 13
Gambar 2.8 Simbol Bateri.......................................................................................... 14
Gambar 3.1 Diagram block Sistem ............................................................................ 19
Gambar 3.2 Diagram Alir Program ............................................................................ 21
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian ATmega328p ........................................................ 22
Gambar 3.4 Rangkaian sensor Ultrasonik Terhubung Pada ATmega328p ................ 23
Gambar 3.5 Buzzer Terhubung Pada ATmega328p ................................................... 24
Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer .................................................................................. 24
Gambar 3.7 Rangkaian Led Terhubung Pada ATmega328p ...................................... 26
Gambar 3.8 Skematik Rangkai Power Supply 9v ...................................................... 27
Gambar 3.9 Rangkaian Baterai Dengan Mikrokontroller .......................................... 27
Gamabar 3.10 Skematik Rangkaian LCD .................................................................. 28
Gambar 3.11 Rangkaian LCD Dengan Mikrokontroller ........................................... 29
Gambar 3.12 Rangkaian IC Regular Dengan Mikrokontroler ................................... 30
Gambar 3.13 Rangkaian ISD1820 ............................................................................. 31
Gambar 3.14 Tampil Jendela Program Arduino AVR ................................................ 32
Gambar 3.15 Layout PCB .......................................................................................... 35
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Table 3.1 Penggunaan Port Arduino ...................................................................... 32
Table 3.2 Pengujian ATmega328p ......................................................................... 36
Table 3.3 Pengujian Sensor HCSR-04................................................................... 36
Table 3.4 Pengujian Sistem Alat Dengan Sensor Ultrasonik Depan ..................... 37
Tabel 3.5 Pengujian Sistem Alat dengan sensor Ultrasonik Belakanga ................ 37
Tabel 4.1 Pengujian Alat Dengan Mistar ............................................................... 38
Tabel 4.2 Pengujian Sistem Alat Dengan Mistar ................................................... 39
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mobil sebagai fasilitas pendukung kehidupan manusia tidak dapat dipisahkan
dari aspek-aspek aktifitas hidup manusia. Mobil yang mendukung tidak hanya
dipandang dari kemampuanya menghemat waktu semata, tetapi bagaimana agar objek
yang ditranformasikan itu selamat dan tidak rusak sampai ditempat yang diinginkan,
sehingga dibutuhkan pengaman untuk meminimalisasi terjadinya kecelakan, kecelakan
bukan hanya bisa terjadi pada lalu lintas saja, tetapi dikawasan parkir yang semakin hari
semakin padat juga menyulitkan pengendara untuk memarkirkan mobilnya, tidak sedikit
pengemudi yang menabrak kendaraan lain atau benda disekitarnya, hal tersebut bisa
dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satu pengemudi kurang mengetahui jarak pasti
yang ada didepan mau pun dibelakang mobil yang dikendarainya. Kondisi yang gelap
pun dapat menyebabkan benturan pada bagian bamper mobil. Untuk mengurangi resiko
terjadinya kecelakan saat berkendara, pengendara harus memposisikan jarak aman
kendaraanya, dengan mempunyai perkiraan jarak yang tepat dan akurat. Berdasarkan hal
tersebut maka diperlukan alat yang dapat membantu mendeteksi jarak pasti pada mobil
yang sederhana, murah, yang bisa diimplementasikan secara komersial pada setiap
kendaraan khususnya pada mobil-mobil keluaran lama yang belom menggunakan
teknologi khusus. Maka dibutukan perancangan alat pendeteksi jarak aman mobil
menggunakan sensor ultrasonik berbasis Mikrokontroler ATmega328p, alat ini akan
menjadi solusi dalam mengukur jarak aman pada mobil dengan memanfaatkan sensor
ultrasonik yang dapat mengukur jarak aman yang ada didepan dan belakang mobil yang
hasil pengukurannya akan langsung ditampilkan pada modul display LCD 16x2 dengan
menambahkan beberapa output lain seperti LED indikator (hijau,kuning,merah), buzzer
dan juga output suara yang akan bunyi ketika jarak kendaraan semakin mendekat dengan
kendaraan lain atau benda sekitarnya dan juga dengan menggunakan pengontrol
Mikrokontroler ATmega328p, alat ini memiliki dampak yang besar kepada pengemudi
Universitas Sumatera Utara
2
pemula khususnya yang masih belum mahir dalam mengemudi. Sehingga pengemudi
dapat mengontrol jarak aman kendaraannya.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai
berikut :
1. Bagaimana merancang suatu sistem pendeteksian jarak aman pada mobil
2. Bagaimana ketepatan sensor ultrasonik dalam mengukur jarak aman pada mobil
baik didepan maupun belakang mobil.
3. Bagaimana prinsip kerja dari sensor ultrasonik dalam alat pendeteksi jarak aman
mobil
4. Bagaimana Keakuratan Modul Suara Isd1820
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini adalah :
1. Untuk merancang sebuah alat pendeteksi jarak aman pada mobil dengan LCD
16x2, LED dengan Output suara
2. Untuk mengukur keakuratan pembacaan sensor ultrasonik dalam membaca jarak
aman mobil
3. Mendesain jarak aman pada mobil dengan menggunakan sensor ultrasonic dengan
tambahan LED indicator, buzzer dan dengan output suara
4. Menambahkan Modul Suara Isd1820 sebagai Output
1.4 Batasan Masalah
Mengingat keterbatasan waktu dan untuk menghindari topik yang tidak perlu
maka penulis membatasi pembahasan pembuatan alat ini. Adapun permasalahan ini
adalah :
1. Perancangan alat memanfaatkan ATmega 328 dan sensor ultrasonic dengan tampian
LCD 16x2.
2. Hanya mengukur jarak aman dan tidak aman depan dan belakang mobil
Universitas Sumatera Utara
3
3. Indikator alat yang digunkan buzzer dan LED
4. penggunaan modul suara menggunakan
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, penulis membuat suatu sistematika
penulisan yang terdiri dari :
1. BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas latar belakang tugas akhir, identifikasi masalah, batasan
masalah, tujuan, metode penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.
2. BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini akan menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan.
3. BAB III: PERANCANGAN ALAT
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara
keseluruhan.
4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat
dan lain-lain.
5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian
bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran yang
mungkin bermanfaat.
Universitas Sumatera Utara
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sensor
Sensor adalah komponen yang di gunakan untuk mendeteksi suatu besaran fisik
menjadi besaran listrik sehingga dapat di analisa dengan rangkaian listrik tertentu.
Hampir seluruh alat elektronik mempunyai sensor yang terdapat di dalamnya . sensor
merupakakn bagian dari transduser yang berfungsi untuk melakukan sensing atau
merasakan dan menangkap adanyaa perubahan energi eksternal yang akan masuk ke
dalam bagian input dari transduser. Sehingga, perubahan kapasitas yang di tangkap
segera di kirim pada konvertor dari transduser untuk di ubah menjadi energi listrik.
Selanjutnya akan di analisa dan di terjemahkan ke dalam angka maupun data yang
mudah di mengerti. Sensor juga berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal –
sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi
kimia, energi biologi, energi mekanik, dan sebagainya.
Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunanya sensor terdapat
dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu sensor mekanik, sensor optic (cahaya), sensor
thermal (panas). Sensor mekanik adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak
mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus, dan melingkar,
tekanan, aliran, level dsb. Contohnya strain gage, linear variable deferential transformer
(LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube. Sensor optic atau cahaya
adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber caya, pantulan cahaya
ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruang. Contoh, photo cell, photo
transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier pyrometer optic.
Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala
perubahan panas/temperatur/suhu pada suatudimensi bendad atau dimensi ruang tertentu
contoh , bimental, thermistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo diode, photo
multimeter, photo voltaic, infrared pyrometer, hygrometer. Sensor pada dasarnya dapat
digolong sebagai Transduser Input karena dapat mengubah energi fisik seperti cahaya,
tekanan, gerakan, suhu atau energi fisik lainnya menjadi sinyal listrik ataupun resistansi
(yang kemudian dikonversikan lagi ke tegangan atau sinyal listrik). Dan pada
Universitas Sumatera Utara
5
perancangan alat ini menggunakan sensor ultrasonik sebagai sensor pengukur jarak
aman mobil.
2.2 Sensor Ultrasonik
2.2.2 Pengertian Sensor Ultrasonik
Sensor Ultrasonik adalah sebuah alat listrik yang mempunyai fungsi sebagai
sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan dari sebuah gelombang suara yang di
gunakan untuk mendeteksi keberadaan dari suatu benda atau objek tertentu yang ada di
depanya. Sensor ini bekerja pada frekuensi di atas gelombang suara dari 40 KHz hingga
400 KHz dan mempunyai jangkauan 3 cm – 300 cm. gelombang ultrasonik ini merambat
di udara dengan kecepatan 344 meter per detik. Sensor ini memiliki sebuah pin yang
digunakan untuk memicu terjadinya pengukuran dan melaporkan jarak hasil
pengukuran. Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit
penerima. Struktur unit pemancar dan penerima sangatlah sederhana, sebuah kristal
piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan
diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz
– 400 KHz diberikan pada plat logam. Struktur atom dari kristal piezoelectric akan
berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang
diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan
ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke
udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek
tertentu, dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh unit sensor
penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar
akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik dengan
frekuensi yang sama
Alat elektronika yang kemampuannya bisa mengubah dari energi listrik menjadi
energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Sensor ini terdiri dari
rangkaian pemancar Ultrasonik yang dinamakan transmitter dan penerima ultrasonic
yang disebut receiver. Alat ini digunakan untuk mengukur gelombang ultrasonik.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang mekanik yang memiliki cirri-ciri longitudinal
Universitas Sumatera Utara
6
dan biasanya memiliki frekuensi di atas 20 Khz. Gelombong Utrasonik dapat merambat
melalui zat padat, cair maupun gas. Gelombang ultrasonik adalah gelombang rambatan
energi dan momentum mekanik sehingga merambat melalui ketiga element tersebut
sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya. Gelombang
ultrasonik merambat melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai
objek dan memantul kembali ke sensor ultrasonik. Seperti yang telah umum diketahui,
gelombang ultrasonik hanya bisa didengar oleh makhluk tertentu seperti kelelawar dan
ikan paus. Kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk berburu di malam hari
sementara paus menggunakanya untuk berenang di kedalaman laut yang gelap.
Ada 3 prnsip kerja dari sensor ultrasonik yaitu:
1. sinyal dipancarkan melalui pemancar gelombang ultrasonik.
2. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan
kecepatan bunyi berkisar 344 m/s
3. Dan yang terakhir sinyal yang sudah diterima akan diproses untuk menghitung
jaraknya
Gambar 2.1 sensor Hc-SR04
Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan
gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek atau benda
tertentu didepan frekuensi kerja pada daerah diatas gelombang suara dari 20 kHz hingga
2 MHz. Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit
penerima struktur unit pemancar dan penerima. Sangatlah sederhana sebuah kristal
piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan
diafragma penggetar tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 20 kHz hingga
2 MHz (Arief, 2011). Struktur atom dari Kristal piezoelectrik menyebabkan berkontraksi
mengembang atau menyusut, sebuah polaritas tegangan yang diberikan dan ini disebut
dengan efek piezoelectrik pada sensor ultrasonik. Pantulan gelombang ultrasonik terjadi
Universitas Sumatera Utara
7
bila ada objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh
unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma
penggetar akan bergetar dan efek piezoelectrik menghasilkan sebuah tegangan bolak-
balik dengan frekuensi yang sama. Untuk lebih jelas tentang prinsip kerja dari sensor
ultrasonik dapat dilihat prinsip dari sensor ultrasonik pada gambar 1 berikut ini :
Gambar 2.2 prinsip sensor ultrasonic
Besar amplitudo sebuah sinyal elektrik yang dihasilkan sensor penerima tergantung dari
jauh dekatnya sebuah objek yang akan dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan
sensor penerima. Proses sensoring yang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode
pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan objek sasaran. Prinsip kerja dari
rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :
1. Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian
transistor penguat .
2.Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi >
40kHz oleh rangkaian transistor.
3.Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan
disearahkan oleh rangkaian dioda .
4. Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi <
40kHz melalui rangkaian filter.
5. Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada.
6. Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator
akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh
mikrokontroler untuk menghitung jaraknya.
Universitas Sumatera Utara
8
Gambar 2.3 prinsip pemantulan sensor ultrasonik
2.3 Mikrokontroler
2.2.1 Pengertian Mikrokontroller
Selama 40 tahun sejak pertama kali diperkenalkan, mikrokontroller telah
mengalami banyak perkembangan. Berbagai teknologi, fungsi, serta periferal yang
diterapkan pada komponen ini menjadikan mikrokontroller yang saat ini beredar
memiliki banyak variasi. Sudah tak terhitung pula aplikasi yang dibuat menggunakan
mikrokontroller, mulai dari untuk kehidupan sehari-hari hingga skala industri.
Mikrokontroller adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal.
Mikrokontroller memadukan CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer,
dan rangkaian clock dalam satu chip. Dengan kata lain, mikrokontroller adalah suatu alat
elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan
program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Cara kerja mikrokontroller
sebenarnya membaca dan menulis data. Sama halnya dengan mikroprosesor,
mikrokontroller adalah piranti yang dirancang untuk kebutuhan umum. Fungsi utama
dari mikrokontroller adalah mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program
yang disimpan pada sebuah ROM. Mikrokontroller merupakan komputer didalam chip
yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan
efektifitas biaya. Secara harfiah dapat disebut sebagai “pengendali kecil” dimana sebuah
sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen
pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat
serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.
Universitas Sumatera Utara
9
Mikrokonktroller digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara
automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote control, mesin kantor, peralatan rumah
tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga
dibandingkan desain menggunakan mikroprosesor memori dan alat input output yang
terpisah, kehadiran mikrokontroller membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses
menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan mikrokontroller ini maka:
1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas,
2. Rancang bangun sistem elektronik dapat dilakukan lebih cepat karena sebagian
besar sistem merupakan perangkat lunak yang mudah dimodifikasi,
3. Gangguan yang terjadi lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.
Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (”special purpose computers”) di dalam
satu IC yang berisi CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan paralel, Port
input/output, ADC. Mikrokontroller digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suatu
program.
Gambar 2.4 Mikrokontrolle
Mikrokontroller ini adalah ilmu terapan yang pengaplikasiaannya dapat kita temui di
kehidupan sehari-hari seperti jam digital, televisi, sistem keamanan rumah, dll.
Mikrokontroller juga sangat banyak digunakan dalam penelitian dan pengembangan
yang dilakukan oleh peneliti, dosen, guru, bahkan sekarang banyak mahasiswa yang
mengangkat judul tesis/sekripsi/tugas akhir dengan berbasiskan mikrokontroller.
Mikrokontroller adalah komponen yang sangat umum dalam sistem elektronika modern.
Universitas Sumatera Utara
10
2.4 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama
dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada
diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah
arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap
gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator
bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama
dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada
diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah
arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap
gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator
bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Buzzer
adalah komponen yang merubah besaran elektrik menjadi besaran suara. Penggunaan
bazzer untuk anatarmuka mikrokontroler sama prinsipnya dengan LED. Yang diperlukan
hanya menghubungkan salah satu PIN dari mikrokontroler ke kaki positif buzer, dan
kaki satunya ke GND rangkaian.
Gambar 2.5 simbol Buzzer
Dengan di program di arduino atau mikrokontroler lainnya kita bisa menggunakan
buzzer dengan barbagai macam suara mono. Bisa dibuat lagu Do Re Mi Fa Sol La Si Do
dan lain sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
11
2. 5 LED
Cahaya pada LED adalah energi elektromagnetik yang dipancarkan dalam bagian
spektrum yang dapat dilihat. Cahaya yang tampak merupakan hasil kombinasi panjang –
panjang gelombang yang berbeda dari energi yang dapat terlihat, mata bereaksi melihat
pada panjang – panjang gelombang energi elektromagnetik dalam daerah antara radiasi
ultra violet dan infra merah. Cahaya terbentuk dari hasil pergerakan elektron pada
sebuah atom. Dimana pada sebuah atom, elektron bergerak pada suatu orbit yang
mengelilingi sebuah inti atom. Elektron pada orbit yang berbeda memiliki jumlah energi
yang berbeda. Elektron yang berpindah dari orbit dengan tingkat energi lebih tinggi ke
orbit dengan tingkat energi lebih rendah perlu melepas energi yang dimilikinya. Energi
yang dilepaskan ini merupakan bentuk dari foton sehingga menghasilkan cahaya.
Semakin besar energi yang dilepaskan, semakin besar energi yang terkandung dalam
foton.
Gambar 2.6 pemindaian electron pada LED
Darimana kita tahu sebuah produk memiliki kualitas yang baik.Tentunya dari hasil
pengujian yang dilakukannya. Hal yang samajuga berlaku untuk LED. Sebelum
dipasarkan lampu–lampu LED melalui tahap pengujian, untuk memastikan
kualitasnya.Tahap pengujian tersebut dinamakan binning process. Pada LED ada empat
hal yang harus dibuktikan melalui proses binning, yaitu konsistensi warna, colour
rendering, usia pakai (lifetime), dan efikasi (jumlah cahaya per daya) yang dinyatakan
dalam satuan lumen per watt (LPW). Fungsi binning adalah memastikan setiap LED
yang dihasilkan memenuhi standar tersebut. Jika sebuah lampu LED memenuhi setiap
Universitas Sumatera Utara
12
standar, maka ia akan memperoleh predikat Bin 1. Predikat ini terus menurun ke Bin 2,
Bin 3, dan seterusnya, sesuai dengan tingkat pemenuhan standar kualitas dari setiap
lampu LED yang diuji.Makin besar angka Bin-nya, artinya makin tidak memenuhi
standarlah si lampu yang diuji. Dari hasil binning ini, hanya lampu berpredikat Bin 1
dan Bin 2 yang dinyatakan lulus dan siap dipasarkan. Bagaimana nasib lampu–lampu
LED dengan predikat Bin 3 dan seterusnya. Lampu–lampu ini tetap dijual juga, karena
tidak lulus binning bukan berarti tidak bisa dipakai. Harganya pun jelas lebih rendah
daripada LED yang lulus uji. Pada perancangan alat ini menggunaka 3 buad led sebagai
indicator yaitu hijau sebagai penanda jarak aman, kunik sebagai penanda jarak aman
telah kurang aman, dan merah sebagai penanda bahwa jarak aman mobil sudah
berbahaya
2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya
menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat
elektronika seperti kalkulator, multimeter digital, jam digital dan sebagainya. Secara
Garis Besar, terdapat dua jenis LCD yaiut LCD teks dan LCD grafik. LCD teks
digunakan untuk menampilkan teks atau simbol-simbol tertentu. Adapun LCD grafik
memungkinkan untuk menampilkan gambar Kemampuan LCD tidak hanya
menampilkan angka, tetapi juga huruf, kata, dan semua sarana simbol dengan lebih
bagus dan serbaguna daripada penampilan-penampilan yang menggunakan seven
segment LED. Modul LCD mempunyai basic interfaces cukup baik yang sesuai dengan
sistem mikrokontroler AVR maupun Arduino. Bentuk dan ukuran modul-modul berbasis
karakter banyak ragamnya. Salah satu variasi bentuk dan ukuran yang tersedia dan
dipergunakan pada peralatan ini adalah 16x2 karakter (panjang 16, baris 2, karakter 32)
dan 16 pin.
Universitas Sumatera Utara
13
Gambar 2.7 Liquid Crystal Display (LCD)
Struktur Dasar LCD (Liquid Crystal Display)
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu
bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair).
Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun,
LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena
itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya.
Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal
Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca
yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
2.7 Catu Daya (Power Supply)
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem
elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik
yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu
perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan
sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah.
Catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya untuk
peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia dari
jaringan distribusi transmisi listrik menuju level yang diinginkan sehingga berimplikasi
pada pengubahan daya listrik. Dalam sistem pengubahan daya. Jika suatu catu daya
bekerja dengan beban maka terdapat keluaran tertentu dan jika beban tersebut dilepas
maka tegangan keluar akan naik, persentase kenaikan tegangan dianggap sebagai
Universitas Sumatera Utara
14
regulasi dari catu daya tersebut. Regulasi adalah perbandingan perbedaan tegangan yang
terdapat pada tegangan beban penuh. Agar tegangan keluaran catu daya lebih stabil,
dapat digunakan suatu komponen IC yang disebut IC regulator.
Fungsi Power Supply ( PSU )
Power Supply sendiri berfungsi sebagai pengubah dari tegangan listrik AC
(Alternating Current) menjadi tegangan (Direct Current), karena hardware komputer
hanya dapat beroperasi dengan arus DC. Power supply pada umumnya berupa kotak
yang diletakan dibagian belakang atas casing. Besarnya listrik yang mampu ditangani
power supply ditentukan oleh dayanya dan dihitung dengan satuan Watt.
2.7.1 Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang
disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat
Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone,
Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber
listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk
dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa
kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai
yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat
di isi ulang (Rechargeable).
Gambar 2.8 Simbol Baterai
a. Jenis-jenis Baterai
Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif
(Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari
Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada
Universitas Sumatera Utara
15
umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat
sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang
(rechargeable battery).
1. Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)
Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering
ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini
dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis
ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt, Disamping itu, terdapat juga Baterai
Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.
a. Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)
Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang
sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan
Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya.
Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod).
Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan
dengan jenis lainnya.
b. Baterai Alkaline (Alkali)
Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang
lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya
adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya
juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan
Alkalline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai
Elektrodanya.
c. Baterai Lithium
Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-
jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10
tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut,
Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada
Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk
Universitas Sumatera Utara
16
Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang
memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.
2. Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)
Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable
Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama
dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat
berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada
terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan
pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron
akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai.
Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita
temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal
Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).
Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang)
diantaranya adalah :
a. Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmium)
Baterai Ni-Cd (NIcket-Cadmium) adalah jenis baterai sekunder (isi ulang) yang
menggunakan Nickel Oxide Hydroxide dan Metallic Cadmium sebagai bahan
Elektrolitnya. Baterai Ni-Cd memiliki kemampuan beroperasi dalam jangkauan suhu
yang luas dan siklus daya tahan yang lama. Di satu sisi, Baterai Ni-Cd akan melakukan
discharge sendiri (self discharge) sekitar 30% per bulan saat tidak digunakan. Baterai
Ni-Cd juga mengandung 15% Tosik/racun yaitu bahan Carcinogenic Cadmium yang
dapat membahayakan kesehatan manusia dan Lingkungan Hidup. Saat ini, Penggunaan
dan penjualan Baterai Ni-Cd (Nickel-Cadmiun) dalam perangkat Portabel Konsumen
telah dilarang oleh EU (European Union) berdasarkan peraturan “Directive 2006/66/EC”
atau dikenal dengan “Battery Directive”.
b. Baterai Ni-MH (Nickel-Metal Hydride)
Baterai Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) memiliki keunggulan yang hampir sama
dengan Ni-Cd, tetapi baterai Ni-MH mempunyai kapasitas 30% lebih tinggi
dibandingkan dengan Baterai Ni-Cd serta tidak memiliki zat berbahaya Cadmium yang
Universitas Sumatera Utara
17
dapat merusak lingkungan dan kesehatan manusia. Baterai Ni-MH dapat diisi ulang
hingga ratusan kali sehingga dapat menghemat biaya dalam pembelian baterai. Baterai
Ni-MH memiliki Self-discharge sekitar 40% setiap bulan jika tidak digunakan. Saat ini
Baterai Ni-MH banyak digunakan dalam Kamera dan Radio Komunikasi. Meskipun
tidak memiliki zat berbahaya Cadmium, Baterai Ni-MH tetap mengandung sedikit zat
berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan Lingkungan hidup, sehingga
perlu dilakukan daur ulang (recycle) dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat.
c. Baterai Li-Ion (Lithium-Ion)
Baterai jenis Li-Ion (Lithium-Ion) merupakan jenis Baterai yang paling banyak
digunakan pada peralatan Elektronika portabel seperti Digital Kamera, Handphone,
Video Kamera ataupun Laptop. Baterai Li-Ion memiliki daya tahan siklus yang tinggi
dan juga lebih ringan sekitar 30% serta menyediakan kapasitas yang lebih tinggi sekitar
30% jika dibandingkan dengan Baterai Ni-MH. Rasio Self-discharge adalah sekitar 20%
per bulan. Baterai Li-Ion lebih ramah lingkungan karena tidak mengandung zat
berbahaya Cadmium. Sama seperti Baterai Ni-MH (Nickel- Metal Hydride), Meskipun
tidak memiliki zat berbahaya Cadmium, Baterai Li-Ion tetap mengandung sedikit zat
berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia dan Lingkungan hidup, sehingga
perlu dilakukan daur ulang (recycle) dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat.
d. Baterai Silver Oxide
Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam
harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat
dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil
dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin
(Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering
dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.
Universitas Sumatera Utara
18
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Metodologi Perancangan
3. 1. 1. Tahap Pengerjaan
Pada bab ini penulis memaparkan analisis permasalahan yang diangkat yang
disajikan dengan diagram dan flowchart serta dipaparkan juga perancangan sistem yang
akan dibangun, baik yang berupa perangkat keras ataupun perangkat lunak, cara
melakukan pengujian dan bentuk topologi.
3. 1. 2. Tahap pengukuran, Analisis dan Kesimpulan
Analisis masalah adalah mengidentifikasi sebuah masalah, guna untuk
memperoleh informasi agar dapat dipecahkan atau deselesaikan. Masalah utama yang
sering terjadi adalah sistem engukuran dan jarak aman mobil yang dharapkan sesuai
dengan kegunaan dan fungsinya.
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Diagram Blok Proyek
Diagram Blok Sistem
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih
komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen
mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang
paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem.
Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan
merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Adapun diagram blok dari system
yang dirancang, seperti yang diperlihatkan pada gambar :
Universitas Sumatera Utara
19
Gambar 3.1 Diagram blok sistem
3.2.1.2 Cara Kerja Blok dan Hubungan Antara Blok
Pada sistem kerja alat. Power supply akan memberikan tegangan pada
Mikrokontroller ATmega328p, sensor ultrasonik, dan LCD. Sensor ultrasonik akan
membaca jarak aman mobil dengan penggunaan 2 sensor ultrasonik depan dan belakang
mobil, sensor ultrasonik terhubung pada 2 pin digital Mikrokontroler ATmega328p akan
mengirimkan pembacaan tersebut ke arduino pro mini. Pada Mikrokontroler
ATmega328p data tersebut akan diprogram dan akan tampil LCD, LCD terhubung pada
6 pin digit pada Mikrokontroler ATmega328p, kemudian data tersebut akan keluar
melalui indikator led dan buzzer, buzzer terhubung 1 pin digital pada Mikrokontroler
ATmega328p. Jarak aman mobil telah diset pada 50 cm ketika jarak telah berada di jarak
30 cm maka led kuning akan hidup dan buzzer akan berbunyi untuk peringatan pertama,
tetapi ketika jarak semakin dekat terhadap penghalang pada jarak 16 cm maka led merah
akan hidup dan buzzer akar berbunyi dengan durasi lebih cepat pertanda jarak sudah
tidak aman. Dan pada alat tugas akhir ini sebagai output nya akan ditambahakan modul
suara isd1820.
Universitas Sumatera Utara
20
3.2.1.3 Perancangan dan Pembuatan Sistem
Pada perancangan kali ini penulis akan memulai dari penempatan komponen-
komponen Elektro pada sebuah papan project / bread board (LCD,LED,BUZZER,
MODUL SUARA dan komponen pedukung lainya) di port board Arduino. Adapun
komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sensor Ultrasonik, di gunakan untuk membaca jarak objek dengan kendaraaan.
2. LCD (Liquid Crystal Display) M1632, sebagai display penampil jarak hasil
pengukuran dari sensor ultrasonic.
3. LED Light Emitting Dioda yang memancarkan sinar berwarna hijau sebagai tanda
standby.
4. LED Light Emitting Dioda yang memancarkan sinar berwarna kuning sebagai tanda
bahwa jarak kendaraan pada posisi yang rawan terjadi benturan
5. LED Light Emitting Dioda yang memancarkan sinar berwarna merah sebagai tanda
bahwa jarak kendaraan pada posisi yang sudah akan terbentur
6. Mini Buzzer, di gunakan sebagai alarm peringatan tanda jarak kendaraan pada posisi
tidak aman dimana dia bekerja setelah jarak yang terbaca dari hasil pengukuran sensor
ultra sonic menujukan angka yang sesuai dengan yang telah di program sebelumnya.
7. Perancangan catu daya, sebagai sumber tegangan Dari tiap-tiap komponen hardwere
yang di gunakan dengan fungsi-fungsinya
8. modul suara Isd1820 berfungsi sebagai output suara pada alat, ketika jarak mobil
dengan hambatan tidak aman maka modul suara akan mengeluarkan suara menandakan
jarak tidak aman, maka keluaran dan pendeteksi jarak aman nya tidak hanyak
menggunakan led, dan buzzer saja.
Universitas Sumatera Utara
21
3.2.1.4 Diagram Alir Program
Flowchat cara kerja alat ini Diagram alir (flowchart) adalah sebuah penjelasan
berupa gambar proses kerja sebuah sistem.
Start
Inisialisai Sistem
Tidak
Berhasil
Pembacaan sensor Hcsr04
Dikuatkan oleh pengkondisi sinyal
Nilainya kemudia dicacah berupa high
Atau low
Mikrokontroler Arduino pro mini
Baca Nilai Pencacahan (Time)
Koverensi Nilai Pencacah ke cm
Jika nilai jarak <50 Ya
Tidak
Buzzer off Suara aman Buzzer on suara tdk aman aktif
END
Gamabar 3.2 Diagram Alir Program
Universitas Sumatera Utara
22
3.2.2 Perancangan Rangkaian
3.2.2.1 Rangkaian Mikrokontreler AT-Mega 328p
Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328P dengan
compiler Arduino. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian
dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Untuk men-download file heksa desimal kemikrokontroler Atmega 328P
digunakanlah pin Tx, Rx pada kaki mikrokontroler dihubungkan keUSB via
programmer. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur keISP Programmer atau
terjadi error sehingga port nya tidak terhubung, maka pemrograman mikrokontroler
tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon
Gambar 3.3 skematik Rangkaian ATmega328
3.2.2.2 Rangkaian Sensor UltraSonik HCSR-04 Dengan Mikrokontroler
Sensor ultrasonic adalah sebuah alat yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan
gelombang suara sehingga dapat mendeteksi keberadaan suatu objek di depanya. Sensor
ini bekerja di daerah batas gelombang suara dari 40 KHz sampai dengan 400 KHz.
sensor ultra sonic memerlukan catu daya 5v untuk dapat bekerja.arus pada mode siaga :
< 2 mA lebar sudut deteksi ± 15º hingga mempunyai jarak deteksi akurat mencapai 1m
Universitas Sumatera Utara
23
dapat mendeteksi (namun kurang presisi) hingga 3m. Aplikasi rangkaian sensor ultra
sonik pada alat yang akan di buat ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.4 Rangkaian sensor ultrassonik terhubung pada ATmega328p
HC-SR04 adalah Sensor Ultrasonik yang memiliki dua elemen, yaitu elemen
Pendeteksi gelombang ultrasonik, dan juga sekaligus elemen Pembangkit gelombang
ultrasonik. Sensor Ultrasonik adalah sensor yang dapat mendeteksi gelombang
ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi ultrasonik atau frekuensi di
atas kisaran frekuensi pendengaran manusia
3.2.2.3 Perancangana rangkaian Buzzer
Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric
untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan
Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah
menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan
menggunakan diafragma dan resonator.
Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.
Universitas Sumatera Utara
24
Gambar 3.5 Bazzer terhubung pada ATmega328p
Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer
Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk
digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan
output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus
menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas
suara yang dapat didengar oleh manusia.
Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5
kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric
Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.
Universitas Sumatera Utara
25
3.2.2.4 Pencangan rangkaian LED
LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada
saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Dioda) dapat
memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus.
Jenis doping yang berbeda diata dapat menhasilkan cahaya dengan warna yang berbeda.
LED (Light Emitting Dioda) merupakann salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan
mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan
tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya,
kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu
maksimal 20 mA. Apabila LED (Light Emitting Dioda) dialiri arus lebih besar dari 20
mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor
sebgai pembatas arus
LED memiliki dua kaki yang terbuat dari sejenis kawat. Kawat yang panjang
adalah anoda, sedangkan kawat yang pendek adalah katoda. Coba perhatikan bagian
dalam LED, akan terlihat berbeda antara kiri dan kanannya. Yang ukurannya lebih besar
adalah katoda, atau yang mempunyai panjang sisi atas yang lebih besar adalah katoda.
Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lainnya pada
sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus mengalir ke dalamnya. Arus listrik
mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron.
Katoda merupakan kebalikan dari anoda. Katoda adalah elektroda dalam sel
elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya.
Gambar 3.7 Rangkaian LED terhubung pada ATmega328p
Universitas Sumatera Utara
26
Pada pengaplikasian LED yang terkontrol lewat IC mikrokontroler, yang diperlukan
hanya menghubungkan salah satu PIN dari mikrokontroler ke kaki anode LED, dan kaki
Katode ke GND rangkaian. Terkhusu jika menggunakan sinyal PWM, maka kaki anode
LED harus disambungkan ke pin PWM.
Prinsip kerja LED
LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward)
dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di
doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping
dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity)
pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang
diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P)
menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke
wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type
material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan
memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
3.2.2.5 Rangkaian power supply 9v
Rangkaian power supplay pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk
menghidupkaan sistem. Untuk dapat mengoprasikan alat pendeteksi jarak aman
kendaraan ini memerlukan power suplay 7-12 volt, maka dalam rangkaian di tambahkan
rangkaian untuk penstabil tegangan yaitu :
Tegangan 9 volt DC digunakan untuk membrikan supply tegangan pada Arduino,
karena akan bekerja secara maksimal jika mendapat tegangan diantara 7 – 12 volt.
Komponen yang digunakan dalam rangkaian power supply ini adalah IC regulator 7809,
dengan aplikasi rangkaian sebagai berikut :
.
Universitas Sumatera Utara
27
Gambar 3.8 skematik Rangkaian power supply 9v
Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805 digunakan untuk
menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. Dimana masukan rangkaian ini adalah
dari baterai sebesar 12 volt dan keluaran rangkaian ini sebesar 5 volt dan akan di
pergunakan untuk menghidupkan sistem dalam penelitian ini.
Gambar 3.9 rangkaian Baterai dengan Mikrokontroler
3.2.2.6 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
LCD yang digunakan adalah tipe LCD 16x2 yang berarti penampil karakter dengan
jumlah karakter sebanyak 16 pada tiap kolomnya dan terdiri dari 2 kolom. Karena yang
digunakan adalah mode 4bit maka mengirim data menggunakan pin D4 sampai dengan
pin D7, sedangkan pin D0 sampai dengan D3 tidak digunakan dan dibiarkan terbuka.
Untuk pin VEE pada LCD disambungkan langsung dengan ground karena tanpa
ditambahkan potensio hanya disambungkan langsung dengan ground sudah didapatkan
Universitas Sumatera Utara
28
contrast yang tepat. Pin GND pada LCD dihubungkan langsung dengan ground, pin ini
merupakan output katoda led lampu latar dari LCD.
Gambar 3.10 skematik Rangkaian LCD
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x
2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi
data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk
mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan
potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.Gambar 3.4 berikut
merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Dari gambar di atas, rangkaian ini terhubung ke PC.0... PC.5, yang merupakan
pin I/O dua arah dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara
serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh
Mikrokontroller ATMega328.
Gambar 3.11 rangkaian LCD dengan Mikrokontroler
Universitas Sumatera Utara
29
LCD M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2
baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris
pixel terahir adalah kursor). HD44780 ini sudah tersedia dalam bentuk modul M1632
yang dikeluarkan Hitachi, Hyunday dan modul-modul M1632 lainnya. HD44780
sebetulnya merupakan mikrokontroler yang dirancang khusus untuk mengendalikan
LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD
yang terbentuk oleh 16 COM dan 40SEG sehingga mikrokontroler / perangkat yang
mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur proses scanning pada layar LCD.
Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan
karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan
pada LCD saja
Prinsip kerja LCD
Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal
Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang
diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga
menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila
diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan
penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang
sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna. Jika ingin
menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga
cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya,
apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya
sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila
menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair
yang bersangkutan.
3.2.2.7 Rangakaian IC Regulator 7805 dengan Mikrokontroler
Fungsi Voltage Regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan
Tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, Tegangan Output (Keluaran)
DC pada Voltage Regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input
Universitas Sumatera Utara
30
(Masukan), Beban pada Output dan juga Suhu. Tegangan Stabil yang bebas dari
segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan
untuk mengoperasikan peralatan Elektronika terutama pada peralatan elektronika
yang sifatnya digital seperti Mikro Controller ataupun Mikro Prosesor.
Gambar 3.12 Rangkaian IC Regulator dengan Mikrokontroler
3.2.2.8 Rangkaian Modul suara Isd1820
ISD 1820 merupakan sebuah IC yang berfungsi untuk merekam suara dengan
durasi maksimal nya adalah 20 detik, modul ini juga merupakan modul yang hemat
daya, yaitu hanya membutuhkan daya sebasar 3,3 V. Input tegangannya tidak boleh
melebihi dari 3,3V karena dikhawatirkan dapat merusak modul tersebut.
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 3.13 Rangakian Isd1820 dengan ATmega328p
3.2.3 Perancangan Hardware
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang
bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah
sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan,
tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated
Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang
sangat berperan untuk menulis program, meng-Compile menjadi kode biner dan meng-
upload ke dalam memory microcontroll
Pada perancangan hardwere ini, penulis menggunakan port-port digital dari
papan arduino untuk di hubungkan pada LCD, sensor ultra sonic dan LED serta buzzer.
Penggunaan port-port pada arduino tersebut dapat di lihat pada tabel berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
32
Tabel 3.1 Penggunaan port arduino
3.2.3.1 Perancangan dan Pembuatan PCB
A. Arduino AVR
Arduino AVR merupakan software C-cross compiler, dimana program dapa
ditulis menggunakan bahasa C. Dengan menggunakan pemrograman bahasa C
diharapkan waktu disain (developing time) akan menjadi lebih singkat. Setelah program
dalam bahasa C ditulis dan dilakukan kompilasi tidak terdapat kesalahan (error) maka
proses download dapat dilakukan. Mikrokontroler AVR mendukung sistem download
secara In Sistem Programming (ISP). Untuk selanjutnya fasilitas-fasilitas lainnya dapat
disetting sesuai kebutuhan dari pemrograman.
Gambar 3.14 Tampilan Jendela Program Arduino AVR
Universitas Sumatera Utara
33
3.2.3.2 Pembuatan PCB
Perancangan PCB pada pembuatan sistem tempat sampah otomatis ini
menggunakan software PROTEUS 8.0. Proteus adalah sebuah software berbasis
windows yang dapat digunakan untuk mendesain pcb yang juga dilengkapi dengan
simulasi pspice pada level skematik sebelum
rangkaian skematik di cetak pada PCB. Dengan perancangan yang tepat akan didapatkan
layout jalur PCB yang tersusun rapi dan mudah digunakan. Lebar dan jarak antara jalur
juga harus diperhitungkan agar tidak terjadi kesalahan atau hubungan singkat akibat
jalur yang terlalu rapat dan sempit. Perancangan tata letak PCB dapat dilihat pada
gambar.
Pertama kita edit ulang Skema elektronikanya diaplikasi Proteus mulai dari memilih
komponen dan penyambungan jalur – jalurnya,
1. Klik ikon proteus maka tampilan pertamanya akan terlihat seperti ini
2. Klik yang ada lingkaran merahnya yaitu “new Project”
Lalu kita akan melihat kotak dialog seperti dibawah ini :
Checklist “create schematic”
memilih luas tampilan editor template, maka sesuaikan saja dengan Skema
elektronika yang ada. (2)
Klik next untuk membuka kotak dialog berikutnya
3. Kotak dialog berikutnya adalah memilih jenis PCB
Checklist “Create PCB” (1)
pilih jenis PCB single side sebab PCB yang akan kita buat adalah PCB satu sisi /
single side.
Klik next
Dan kotak selanjutnya adalah untuk Firmware Project , maka bisa abaikan saja
itu dan klik next lagi
Untuk kotak dialog terakhir adalah resume nya , maka bisa langsung klik finish
Setelah itu bisa lihat tampilan editor skema sesuai yang kita inginkan
4. Tampilan Editor skema dari Proteus
Universitas Sumatera Utara
34
Jika akan memulai dengan memilih komponen maka klik ikon component mode
dibawah ikon selection mode
Dan lingkaran merah 2 adalah tempat komponen yang telah kita pilih dari library
proteus
5. Dan setelah jadi edit skemanya maka tampilannya akan seperti dibawah ini
Contoh gambar skema yang sudah selesai di edit
Ikon ARES adalah untuk mencomplie skema menjadi PCB
6. Klik Ikon Ares dan sobat pindah ke editor PCB
Pertama bisa menempatkan komponen secara otomatis dan manual dieditor,
tetapi lebih saya sarankan untuk menatanya manual supaya bentuk kit
elektronika nantinya benar – benar sesuai dengan apa yang kita inginkan, terlebih
lagi jika dalam kit ada komponen tambahan seperti blower , heatsink, link/
jumper, dll . dan setelah dirasa rapi sobat klik ikon auto Router untuk membuat
jalur PCB secara otomatis , usahakan sampai DRC ok tetapi jika masih Conflict
maka sobat rubah tata letak komponen- komponen tersebut, dan jika masih
conflict juga pakailah LINK atau jumper pada PCB.
Contoh gambar PCB yang sudah OK (no DRC error)
7. Print mirror layout PCB ,dalam hal ini adalah bagian bawah PCB /Bottom
mengingat yang kita bikin adalah PCB single side
Klik output dan sobat klik print layout.
Kotak dialog print layout, biarkan tetap di mode artwork, sobat checklist
Bottom copper, Board edge, dan mech 1, scala 100%
Checklist mirror
Tampilan layout PCB
Klik OK
Universitas Sumatera Utara
35
Gambar 3.15 layout PCB
3.3 Pengujian Rangkaian Dan Pengukuran Hasil Sistem
3.3.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega328p
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Pro Mini ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber
tegangan . Kaki 13 apabila diberikan logika high maka akan mengeluarkan tegangan
sebesar 4,52 Volt . Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada
mikrokontroler Aduino Pro Mini untuk menguji port port yang terdapat pada Arduino
Universitas Sumatera Utara
36
Tabel 3.2 Pengujian ATmega328p
Mikrokontroler ATmega328p Pengujia Ket
Tegangan
pengoprasian
5v 4,52v Stabil
Tegangan input 7-12 v 9v Stabil
Port 5 5v 4,52 Stabil
3.3.2 Pengujian Sensor HCSR04
Sensor ini bekerja dengan mengirimkan gelombang ultrasonik (di atas ambang
batas pendengaran manusia) dan menyediakan pulsa keluaran yang berkaitan dengan
waktu yang dibutuhkan saat gelombang pantulan diterima kembali oleh sensor. Dengan
mengukur jeda waktu pulsa kirim terhadap pulsa yang diterima, maka jarak yang diukur
dapat dikalkulasikan.
Tabel 3.3 Pengujian Sensor HCSR04
Tegangan Jarak Keadaan Ket
0 0 Low Tidak terdeteksi
4.52 v 5 cm High Jarak tidak
aman
4.77 15 High Jarak aman
3.3.3 Pengukuran Sistem Secara Keseluruhan
Pengukuran ini dilakukan dengan menjalan kan alat, melihat cara kerja system
berdasarkan standard yang telah ditentukan atau diprogram, adapun sebagai alat standard
atau alat kalibrasi yang digunakan sebagai acuan dari kerja alat digunakan alat ukur
panjang atau penggaris
Universitas Sumatera Utara
37
Tabel 3.4 Pengujian system alat dengan sensor Ultrasonik Depan
No Jarak pada LCD
(Cm)
Hasil pengukuran
(mistar )(cm)
Buzzer
Modul suara
(Isd1820)
1 10 cm 11 cm Hidup Jarak tdk aman
2 20 cm 19 cm Hidup Jarak tdk aman
3 30 cm 28 cm hiidup Jarak tdk aman
4 40 cm 38 cm Hidup Jarak tdk aman
5 50 cm 47 cm Hidup Jarak aman
6 60 cm 59 cm Hidup Jarak aman
Tabel 3.5 Pengujian system alat dengan sensor Ultrasonik Belakang
No Jarak pada
LCD
(Cm)
Hasil
pengukuran
(mistar )cm
Led
Buzzer
Modul
suara
(Isd1820)
Merah kuning Hijau
1 10 cm 10 cm Hidup Mati Mati Hidup Jarak tdk
aman
2 20 cm 20 cm Mati hudup Mati Hidup Jarak tdk
aman
3 30 cm 28 cm Mati Hidup Mati hiidup Jarak tdk
aman
4 40 cm 38 cm Mati Mati Hidup Hidup Jarak tdk
aman
5 50 cm 47 cm Mati Mati Hidup Hidup Jarak aman
6 50 cm 58 cm Mati Mati Mati Hidup Jarak aman
Universitas Sumatera Utara
38
BAB IV
PEMBAHASAN HASIL PENGUKURAN
4.1 Analisis pengukuran Kalibrasi Alat
4.1.1 Sensor Ultrasonik
Pengukuran dilakukan dengan metode langsung dengan membandingkan nilai
pada alat standar dengan nilai alat yang sudah dibuat. Pengukuran dilakukan sebanyak 6
kali. Sehingga dapat diperoleh data percobaan sebagai berikut.
Pengukuran pada sensor ultrasonic bagian depan:
Tabel 4.1 Pengujian system alat dengan Mistar
No Jarak pada LCD
(Cm)
Hasil pengukuran
(mistar )(cm)
Ralat
(%)
1 10 cm 11 cm 10%
2 20 cm 19 cm 5%
3 30 cm 28 cm 6,67%
4 40 cm 38 cm 5%
5 50 cm 47 cm 6%
6 60 cm 59 cm 1,67%
Dari tabel diatas, maka hasil persentasi ralat dapat kita hitung :
% = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛−𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔× 100%
1. % = −
× 100% = 10%
2. % = −
× 100% = 5%
3. % = −
× 100% = 6,67%
4. % = −
× 100% = 5%
5. % = −
× 100% = 6%
6. % = −
× 100% = 1,67%
Universitas Sumatera Utara
39
Pengujian sensor ultrasonic bagian belakang:
Tabel 4.1 Pengujian system alat dengan Mistar
No Jarak pada LCD
(Cm)
Hasil pengukuran
(mistar )(cm)
Ralat
(%)
1 10 cm 10 cm 10%
2 20 cm 20 cm 0%
3 30 cm 28 cm 6,67%
4 40 cm 38 cm 5%
5 50 cm 47 cm 6%
6 50 cm 58 cm 3,3%
Dari tabel diatas, maka hasil persentasi ralat dapat kita hitung :
% = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛−𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔× 100%
1. % = −
× 100% = 10%
2. % = −
× 100% = 0%
3. % = −
× 100% = 6,67%
4. % = −
× 100% = 5%
5. % = −
× 100% = 6%
6. % = −
× 100% = 3,3%
Rangkaian sederhana sensor jarak digunakan untuk mengambil nilai pengukuran
dalam rangkaian alat ini data diambil berdasarkan 6 jarak actual yang sudah ditentukan
yaitu 10,20,30,40,50,60 dari sensor yang kemudian dikalibraikan menggunakan
penggaris, sensor jarak bekerja dengan cara menembakan gelombang suara ultrasonic
lalu menerima gelombang pantulan dari target. Lama waktu gelombang dipancarkan
sampai diterima nilai pengukurannya.
Dari data pengukuran yang dilakukan yang dilakukan dengan pengambilan 6
data yaitu 10,20,30,40,50,60 dan dengan menggunakan alat kalibrasi sebuah penggaris
Universitas Sumatera Utara
40
didapatlah %ralat dari setiap data sebanyak kurang dari 10% maka dengan ini dapat
dibuktikan bahwa meskipun keakuratan membaca sensor HCSR04 masih kurang
sempurna, tetapi alat pendeteksi jarak aman mobil ini sudah layak digunakan. Dan pada
output suara isd1820 memiliki kekurang hanya dapat merekan 1 suara dan pada
pembuatan alat ini memerlukan 2 modul 1sd1820 yang menghasilkan suara aman untuk
pengukuran jarak >50 dan tidak aman untuk jarak <50 dan untuk berjalannya secara
system modul suara bekerja secara semestinya.
Universitas Sumatera Utara
41
BAB V
PENUTUP
Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil dan kelemahan dari sistem yang telah dibuat.
Setelah melakukan perencanaan dan perancangan hingga pengujian sistem secara
keseluruhan maka dapat diambil kesimpulan dan saran sebagai berikut.
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan, pengujian, dan analisa sistem. Maka dapat disimpulkan
beberapa hal yang dapat digunakan untuk perbaikan dan pengembangan selanjutnya,
yaitu:
1. Rangkaian ini bekerja sesuai dengan rancangan yang dibuat. Mikrokonktroler
Atmega328P sebagai pengendali utama, cukup efisien karena membutuhkan
perangkat keras yang sedikit serta kebutuhan sumber catu daya yang kecil..
2. Kemampuan pada alat ini berdasarkan perubahan jarak aman yang dideteksi dari
sensor HCSR yang kemudian diolah sehingga menghasilkan data yang
diharapkan berdasarkan jarak
3. Penggunaan modul suara sebagai output juga menambah fungsi kerja alat yang
sudah dirancang sebelum nya
5.2 Saran
Pembuatan laporan ini tidak lepas dari berbagai macam kekurangan dan kesalahan,
maka dari itu agar sistem dapat menjadi lebih baik diperlukan sebuah pengembangan.
Saran dari penulis antara lain sebagai berikut :
1. Sebaiknya jika alat ini ingin di kembangkan lebih lanjut lagi menggunakan
komputer yang memiliki prosesor tinggi agar pengujiaan alat lebih detail.
2. Alat ini belum memiliki hasil yang di katakan sempurna karena memiliki banyak
kendala dan sebaiknya jika ingin di kembangkan lagi lebih dapat teliti pada
pemakaian sensor dll.
3. Sebaiknya fungsi dari alat diharapkan bisa diperluassehingga tampilan nya bukan
hanya via LCD namun juga via PC.
Universitas Sumatera Utara
42
DAFTAR PUSTAKA
Suhaeb, Sutarsi. 2017. Mikrokontroler Dan Interface. Makasar : Universitas Negeri
Makasar
https://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jurnal-teknik-elektro/article/view/19511
http://e-jurnal.lppmunsera.org/index.php/PROSISKO/article/download/93/152
https://ejournal.undip.ac.id/index.php/transmisi/article/download/4660/4221
https://teknikelektronika.com/pengertian-lcd-liquid-crystal-display-prinsip-kerja-lcd/
https://www.researchgate.net/publication/312914760_Jurnal_Sensor_dan_Pengaplikasin
https://papermindvention.blogspot.com/2019/01/modul-perekam-suara-isd-1820.html
Universitas Sumatera Utara
43
Lampiran 1 ( Source Code)
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(9, 8, 7, 6, 5, 4);
#define suara A0
#define red A4
#define gren 12
#define yel A1
#define buzzer 13
int tnd;
int tnda;
#define trigD A2
#define echoD A3
#define trigB 11
#define echoB 10
void setup() {
lcd.begin(16,2);
pinMode(trigB, OUTPUT);
pinMode(echoB, INPUT);
pinMode(trigD, OUTPUT);
pinMode(echoD, INPUT);
pinMode(suara,OUTPUT);
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(red,OUTPUT);
pinMode(gren,OUTPUT);
pinMode(yel,OUTPUT);
}
Universitas Sumatera Utara
44
void loop() {
digitalWrite(trigB, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigB, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigB, LOW);
int durationB = pulseIn(echoB, HIGH);
float j_belakang = ((durationB * 0.034 / 2));
digitalWrite(trigD, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigD, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigD, LOW);
int durationD = pulseIn(echoD, HIGH);
float j_depan = ((durationD * 0.034 / 2));
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("depan belakang");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(j_depan,0);
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(8,1);
lcd.print(j_belakang,0);
lcd.print(" ");
if (j_belakang < 50 && j_belakang > 30){
digitalWrite(red,LOW);
digitalWrite(gren,HIGH);
digitalWrite(yel,LOW);
Universitas Sumatera Utara
45
}
else if (j_belakang < 30 && j_belakang > 15){
digitalWrite(red,LOW);
digitalWrite(gren,LOW);
digitalWrite(yel,HIGH);
}
else if(j_belakang < 15){
digitalWrite(red,HIGH);
digitalWrite(gren,LOW);
digitalWrite(yel,LOW);
}
else if(j_belakang > 50){
digitalWrite(red,LOW);
digitalWrite(gren,LOW);
digitalWrite(yel,LOW);
}
Universitas Sumatera Utara
46
Lampiran 2
Skematik Keseluruhan Sistem
Lampiran 3 Foto Alat
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar Fisik Kalibrasi alat
Universitas Sumatera Utara
48
Data Sheet ATmega328p
SPESIFIKASI
Mikrokontroler ATmega328P (DataSheet)
Tegangan Pengoperasian 5V
Tegangan Input(Rekomendasi) 7-12V
Batas Tegangan Input 6-20V
Pin I/O Digital 14 (6 diantaranya dapat di gunakan sebagai output PWM)
Pin Digital PWM 6
Pin Input Analog 6
Arus DC Tiap Pin I/O 20 mA
Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA
Flash Memory
32 KB (ATmega328P)
Sekitar 0.5 KB digunakan untuk bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
Clock Speed 16 MHz
LED_BUILTIN 13
Panjang 68.6 mm
Lebar 53.4 mm
Berat 25 g
Universitas Sumatera Utara
49
Data Sheet Sensor Ultrasonik
HC-SR04 Specifications
Working Voltage: DC 5V
Working Current: 15mA
Working Frequency: 40Hz
Max Range: 4m
Min Range: 2cm
Measuring Angle: 15 degree
Trigger Input Signal: 10µS TTL pulse
Echo Output Signal Input TTL lever signal and the range in proportion
Dimension 45 * 20 * 15mm
Universitas Sumatera Utara
50
Data Sheet Buzzer
Buzzer Pin Configuration
Pin Number Pin Name Description
1 Positive Identified by (+) symbol or longer terminal lead. Can be powered by 6V DC
2 Negative Identified by short terminal lead. Typically connected to the ground of the circuit
Buzzer Features and Specifications
Rated Voltage: 6V DC
Operating Voltage: 4-8V DC
Rated current: <30mA
Sound Type: Continuous Beep
Resonant Frequency: ~2300 Hz
Small and neat sealed package
Breadboard and Perf board friendly
Universitas Sumatera Utara
51
Data Sheet Isd1820
Feature
Push-button interface, playback can be edge or level activated
Automatic power-dwon mode
On-chip 8Ω speaker driver
Signal 3V Power Supply
Can be controlled both manually or by MCU
Sample rate and duration changable by replacing a single resistor
Record up to 20 seconds of audio
Dimensions: 37 x 54 mm 1. PLAYE – Playback, Edge-activated:When a HIGH-going transition is detected on
continues until an End-of-Message (EOM) marker is encountered or the end of the
memory space is reached.
2. REC – The REC input is an active-HIGH record signal.The device records whenever
REC is HIGH. This pin must remain HIGH for the duration of the recording. REC takes
precedence over either playback(PLAYL or PLAYE) signal.
3. Speaker Outputs – The SP+ and SP- pins provide direct drive for loudspeakers with
impedances as low as 8Ω.
4. MIC – Microphone Input, the microphone input transfers its signals to the on-chip
preamplifier.
5. REPLAY – loop play the record.
6. FT – Feed Through: This mode allows use of the speaker drivers for external signals.
7. ISD1820 – IC chip
8. Lead Out IO – VCC LED NC FT GND / VCC REC PLAYE PLAYL GND
9. P2 – default short connection ROSC to 100kΩ resistance, that’s means record
duration is 10s
10. PLAYL – Playback, Level-activated, when this input pin level transits for LOW to
HIGH, a playback cycle is initiated.
Universitas Sumatera Utara
52
Universitas Sumatera Utara
top related