6 

 

 

BAB 2

LANDASAN TEORI 2.1 Blind Spot

Blind spot merupakan adalah suatu kawasan yang berada di area sekitar

kendaraan, dimana area tersebut adalah area yang tidak dapat ditangkap secara baik oleh

spion kendaraan. Berikut gambar konsep area blind spot pada kendaraan khususnya

mobil.

Gambar 2.1 Konsep area blind spot pada kendaraan (mobil)

7 

 

Gambar diatas menunjukkan bahwa kendaraan berwarna biru menggunakan

blind spot, area yang berwarna kuning adalah area dimana sensor dapat menangkap

keberadaan kendaraan lain yang berada disekitar kendaraan yang menggunakan sistem

blind spot .

Gambar diatas menunjukkan bahwa mobil yang memakai sistem blinnd sopt

(mobil yang berwarna biru) dapat menangkap bahwa mobil yang berwarna hijau sedang

berada dalam area blind spot, sedangkan untuk mobil yang berwarna merah, sensor tidak

dapat mendeteksinya karena telah berada dalam area luar jangkauan blind spot.

Berikut ini adalah gambaran lain konsep blind spot dimana terdapat mobil dan

motor.

Gambar 2.2 Konsep blind spot

8 

 

2.2 AVR

AVR adalah sebuah mikro kontroller yang banyak digunakan dalam bidang

elektronika, dalam hal ini mikrokontroller adalah bertugas sebagai sumber utama

pengatur seluruh blok yang ada didalam komponen, AVR dalam hal ini menggunakan

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computing). RISC merupakan instruksi

sederhana yang berada dalam mikroprosessor. Hampir semua instruksi di eksekusi

dalam satu siklus clock.

AVR mempunyai 32 register general porpose, timer / counter fleksibel dengan

mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programable wathcdog

timer, dan mode power saving.

Beberapa jenis dari AVR ada yang memiliki ADC dan PWM internal. AVR juga

memiliki In- System Progrmaable on chip yang mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

Mikro kontroler AVR di design dengan menggunakan arsitektur Harvard,dimana

ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori

program diakses dengan single level pipelining, dimana ketika sebuah instruksi

dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di prefetch dari memori program.

2.3 ATmega 168 dan komunikasi fungsi timernya

ATmega 168 merupakan bagian dari AVR, yaitu mikro kontroller 8-bit yang

dapat di program sesuai dengan kebutuhan. Dimana mikrokontroller ini terdiri atas 28

pin. Berikut adalah gambar pin konfigurasi dari ATmega 168 :

9 

 

Gambar 2.3 Pin konfigurasi ATmega 168

Sedangkan untuk blok diagram daripada ATmega 168 dapat dilihat sebagai

berikut:

Gambar 2.4 Blok diagram AVR ATmega 168

10 

 

Dan berikut adalah blok diagram daripada arsitektur AVR :

Gambar 2.5. Block Diagram of the AVR Architecture

Dalam perancangan alat blind spot detection system berbasiskan ATmega 168

ini, dalam hal komunikasi antar sensor dan mikro kontroller ATmega 168 tersebut

menggunakan antar muka pulse width dengan fungsi timer .

Dengan blok diagram fungsi timer sebagai berikut :

11 

 

Gambar 2.6 8-bit timer /counter blok diagram

Sedangkan untuk menghasilkan nilai frekwensi yang maksimal, dalam fungsi

timer tersebut, maka ketika OCR0A di set pada no (0x00), dengan

mengikuti rumus sebagai berikut :

Dimana variabel N menampilkan faktor prescale (1, 8, 64, 256, atau 1024)

Berikut adalah gambar fast PWM mode, Timing diagram :

Gambar 2.7 Fast PWM Mode,Timing diagram

Sedangkan untuk perhitungan keluaran daripada frekuensi PWM dapat dihitung

dengan menggunakan rumusan sebagai berikut :

Dengan N adalah varibel represent faktor prescale (1, 8, 64, 256, atau 1024)

Sedangkan untuk deskripsi daripada register ATmega 168 dapat digambarkan

sebagai berikut :

12 

 

Gambar 2.8 Register pada ATmega 168

13 

 

Bagian utama dari 8-bit Timer/counter adalah programable bi-directional

counter unit, seperti yang ditunjukkan oleh gambar beikut ini :

Gambar 2.9 Counter unit block diagram

Untuk gambaran tentang output compare unit nya dapat dilihat pada blok

diagram berikut ini :

Gambar 2.10 Output Compare Unit, Block Diagram

Untuk CTC ( Clear Timer on Compare Match ) mode, pada Atmega 168, dimana

OCR0A register digunakan sebagai memanipulasi resolusi dari counter. Dalam CTC

14 

 

mode, counter di clear ke posisi zero, ketika nilai counter (TCNT0) matches dengan

OCR0A. Berikut adalah timing diagram dari CTC mode :

Gambar 2.11 CTC mode, Timing Diagram

Dan rumusan yang didapat pada CTC mode adalah sebagai berikut:

Dengan variabel N menampilkan faktor prescale (1, 8, 64, 256, 1024).

2.4 Sensor Ultrasonik

2.4.1 Gelombang ultrasonik

Bunyi merupakan gelombang mekanik yang dalam perambatannya arahnya

sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal).

Cepat rambat bunyi, karena bunyi merupakan gelombang maka bunyi

mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :

1. Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel

medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat

pada zat padat.

2. Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi

merambat. Hubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis (v = v0 +

15 

 

0,6.t) dimana v0 adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium.

Bunyi bedasarkan frekuensinya dibedakan menjadi 3 macam yaitu

• Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Makhluk yang bisa

mendengar bunyi infrasonik adalah jangkrik.

• Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. atau

bunyi yang dapat didengar manusia.

• Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebihdari 20 kHz. makhluk yang dapat

mendengar ultrasonik adalah lumba-lumba.

Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk

didengar manusia, yaitu kira kira diatas 20 Khz. Gelombang ultrasonik dapat merambat

pada medium padat, cair dan gas. Kelebihan gelombang ultrasonik adalah bersifat

langsung dan mudah untuk difokuskan.

Gelombang ultrasonik merambat di udara dengan kecepatan 340 m/s, mengenai

objek dan memantul kembali. Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium

mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat

secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (Strain)

dan tegangan (Stress).

Spektrum akustik dibagi dalam tiga daerah frekuensi ditunjukkan pada gambar

dibawah ini :

16 

 

Gambar 2.12 Spektrum akustik dibagi dalam tiga daerah frekuensi

Prinsip kerja sensor ultrasonik secara teori adalah sensor memancarkan

gelombang ultrasonik (40Khz) selama tBURST (200μs) kemudian mendeteksi pantulannya,

sensor memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler.

Gelombang ultrasonik melalui udara dengan kecepatan 344m/s mengenai objek dan

memantul kembali ke sensor. Sensor mengeluarakan pulsa output high pada pin SIG

setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi

sensor kana membuat output low pada pin SIG. Lebar pulsa high akan sesuai dengan

lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan objek. Maka jarak

yang diukur adalah [(tIN s x 344 m/s) ÷ 2] meter.

2.4.2 Intensitas gelombang ultrasonik

Gelombang ultrasonik merambat dalam suatu medium, maka partikel Medium

mengalami perpindahan energi. Besarnya energi gelombang ultrasonik yang dimiliki

partikel medium adalah :

E =Ep+ Ek

17 

 

Dengan :

Ep = energi potensial (Joule)

Ek = energi kinetik (Joule)

Untuk menghitung intensitas gelombang ultrasonik perlu mengetahui energi

yang dibawa oleh gelombang ultrasonik. Intensitas gelombang ultrasonik ( I ) adalah

energi yang melewati luas permukaan medium 1 m2/s atau watt/m2. Untuk sebuah

permukaan, intensitas gelombang ultrasonik ( I ) diberikan dalam bentuk persamaan :

I = ½ ρ V A2 (2ρf)2 = ½ Z (A � )2

Dengan :

f = frekuensi (Hz)

v = kecepatan gelombang (m/s2)

V = volume (m3)

A = amplitudo maximum (m)

Z = ρ V = impedansi akustik ( kg/m2 .. s )

� = 2∏ f = frekuensi sudut (rad/s)

Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan

gelombang suara, dimana sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian

menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar pengindraannya.

Perbedaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dan yang diterima kembali

18 

 

adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis

objek yang dapat diindranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontak jarak 2 cm

sampai 5 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler malalui

satu pin I/O saja.

Sensor ultrasonik adalah sensor yang sering digunakan untuk mengukur jarak,

dimana bila mengetahui TOF (Time Of Flight) dari sensor ke area bidang pantul, maka

akan diketahui jarak antar sensor ultrasonik dengan bidang pantulnya. Dengan

persamaan sebagai berikut :

d = v x t / 2

dimana d= jarak sensor pantul terhadap bidang (m)

v = cepat rambat suara / gelombang di udara (m/s)

t = TOF dari ultrasonik (s)

2.5 Efek Dopler

Efek dopler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang, dari sebuah

sumber gelombang,yang diterima oleh pengamat. Untuk gelombang yang menjalar

melalaui udara, maka perhitungan dari perubahan frekuensi ini adalah memerlukan

kecepatan pengamat, dan kecepatan sumber relatif terhadap medium dimana gelombang

itu disalurkan.

19 

 

Efek Doppler total, f, dapat merupakan hasil superposisi dari gerakan sumber dan/atau

gerakan pengamat, sesuai dengan rumusan berikut:

di mana :

adalah kecepatan gelombang dalam medium

adalah kecepatan sumber gelombang relatif terhadap medium; positif jika

pengamat mendekati sumber gelombang/suara.

adalah kecepatan pengamat (receiver) relatif terhadap medium; positif jika

sumber menjauhi pengamat.

1. Sumber bunyi bergerak dan pengamat diam .

fp= v/(v±vs ) fs ..................persamaan 3-1

Dengan

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

fp= frekuensi yang didengar oleh pengamat (Hz)

v = kecepatan bunyi di udara (pada umumnya , v sebesar 340 ms-1)

vs = kecepatan sumber bunyi (ms-1)

2. Sumber bunyi diam dan benda bergerak

fp= [(v ± vp)/v] fp ................. Persamaan 3-2

Pada persamaan diatas , tanda (+) dipakai pada saat pengamat p bergerak

mendekati sumber bunyi s dan tanda (-) dipakai pada saat pengamat p bergerak

20 

 

menjauhi sumber bunyi s. Dalam kasus ini, sumber bunyi s diam,

atau tidak bergerak.

3. Sumber bunyi dan pengamat bergerak

Dengan menggunakan persamaan 3-1 dan 3-2 , diperoleh:

Jika pengamat diam dan sumber bunyi diam , fp = fs;

Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi mendekati , fp > fs;

Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi menjauhi, fp < fs ;

Secara umum, persamaan Efek Doppler untuk sumber bunyi s dan pengamat p

(keduanya bergerak) adalah

Dengan :

f = frekuensi yang didengar oleh pengamat s, +vp → fp > fs

fs = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (ms-1)

vs= kecepatan gerak sumber bunyi (ms-1)

vp = kecepatan gerak pengamat (ms-1)

cara menentukan tanda (+) dan tanda ( - ) , adalah sebagai berikut:

Jika p bergerak mendekati s, +vp → fp > fs

Jika p bergerak menjauhi s, -vp → fp < fs

Jika s bergerak mendekati p, -vs → fp > fs

21 

 

Jika s bergerak menjauhi p, +vs → fp < fs

Jika s dan p sama – sama diam, vs = 0 dan vp= 0 →fp = fs.

2.6 LCD karakter

Dalam perancangan sebuah hardware,hal yang menjadi penting untuk

diperhatikan adalah mengenai tampilan, dalam hal ini yang dibahas LCD karakter 16x2.

Berikut gambar blok diagram dari LCD karakter 16x2 :

Gambar 2.13 Blok diagram LCD

22 

 

Setelah mengetahui blok diagram daripada LCD maka ha yang dibutuhkan selanjutnya

adalah fungsi dari masing masing terminal berikut tabel fungsinya :

Tabel 2.1 fungsi termintal LCD

Berikut adalah tabel penggunaan LCD jika menggunakan komposisi inisialisasi 8

bit dan 4 bit seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini :

23 

 

Gambar 2.14 inisilisasi 8 bit pada LCD karakter 16x2

24 

 

Gambar 2.15 Inisialisasi 4 bit pada LCD karakter 16x2

25 

 

Tampilan karakter pada LCD dapat dilihat seperti gambar berikut dibawah ini :

Gambar 2.16 tampilan karakter pada LCD

2.7 Buzzer

Buzzer merupakan adalah komponen yang berfungsi untuk mengeluarkan suara,

prinsip kerjanya pada dasarnya hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga

terdiri atas 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).

Berikut adalah gambar simbol buzzer :

Gambar 2.17 Simbol buzzer

26 

 

berikut contoh aplikasi buzzer pada suatu rangkaian :

Gambar 2.18 aplikasi rangkaian buzzer

Berikut adalah frekuensi output yang dihasilkan buzzer dengan sumber clock

yang berbeda :

Tabel 2. 2 Tabel frekuensi output buzzer dengan sumber clock yang berbeda