1

ALAT PENGUKUR TINGGI BENDA PORTABLE BERBASIS ANDROID

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC SRF04

Zulkarnaen Nasution , Prihastuti Harsani, M.Si. 1) dan Andi Chairunnas 2)

Program Studi Ilmu Komputer – FMIPA Universitas Pakuan

Jl.Pakuan PO BOX 452, Bogor

Telp/Fax (0251) 8375 547

Email : zukarnaennasution444@gmail.com, znasution85@yahoo.com

ABSTRAK

Laporan ini membahas tentang bagaimana membangun sistem Alat Pengukur Tinggi

Benda Portable Berbasis Android Menggunakan Sensor Ultrasonic Srf04. Perancangan

pemodelan alat pengukur tinggi benda ini terdiri dari smartphone android, arduino, modul HC05,

dan ultrasonicSRF04 untuk pengukuran benda. Alat ini berkerja menggunakan fasilitas aplikasi

ponsel atau smartphone berupa menerima output dari modul arduino melalui bluetooth,

Pengukuran pada alat ini untuk mengetahui tinggi benda. Dengan alat ini diharapkan lebih

efisien, sehingga tidak perlu operator manual untuk setiap kali pengukuran dilakukan. Sistem

kerja yang dipakai dalam merancang alat pengukuran tinggi benda secara otomatis ini

menggunakan sensor ultrasonic untuk menghitung tinggi benda sehingga tidak diperlukannya

operasi manual. Alat ini menggukana microkontroler arduino uno sebagai pengkonfigurasian alat

tersebut sehingga bekerja seperti yang diinginkan.

Kata kunci : Sistem pengukuran, Android, Smartphone, Arduino, Mikrokontroler, Modul

Bluetooth

ABSTRACT

This report focuses on how to build a system Meter High Benda Android-Based Portable

Ultrasonic Sensor Using the SRF04. Design modeling objects altimeter consists of android

smartphone, arduino, HC05 module, and ultrasonicSRF04 to the measurement object. This tool

works using a mobile phone or smartphone application facilities in the form of receiving the

output of the module arduino via bluetooth, Measurements on this tool to know the height of the

object. With this tool is expected to be more efficient, eliminating the need for manual operator

for each measurement is made. Working system used in designing high measurement object tool

automatically uses ultrasonic sensors to calculate the height of objects so no need for manual

operation. This tool menggukana microkontroler arduino uno as configuring the device so that it

works as intended.

Keyword : The measurement system, Android, Smartphone, Arduino, Microcontroller, Bluetooth

Module

2

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dunia elektronika saat ini di

ramaikan dengan proyek membuat robot

mulai dari robot mainan sampai robot yang

serius diantaranya pemakaian arduino,

Arduino merupakan mengendali mikro

single-board yang besifat opensource

diturunkan dari wiring platform dirancang

untuk memudahkan pengguna elektronik

dalam berbagai bidang.

Untuk mendukung perancangan alat

ini,Penulis mencoba pada sensor ultrasonic

dan arduino uno. Dengan alat ini diharapkan

lebih efisien, sehingga tidak perlu operator

manual untuk setiap kali pengukuran

dilakukan. Sistem kerja yang dipakai dalam

merancang alat pengukuran tinggi bend

secara otomatis ini menggunakan sensor

ultrasonic untuk menghitung tinggi benda

sehingga tidak diperlukannya operasi

manual. Alat ini menggukana

microkontrolerarduino uno sebagai

pengkonfigurasian alat tersebut sehingga

bekerja seperti yang diinginkan.

Sebelumnya pada tahun (2012) Rizki

Mulia Utama meneliti alat ukur tinggi dan

berat badan digital berbasis mikrokontroler,

alat pengukur ini bertujuan adalah

merancang alat yang bisa mengukur tinggi

dan berat badan manusia secara bersamaan

dengan tampilan digital. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa alat ini bekerja sesuai

dengan rancangannya, dimana jika manusia

menaiki alat ini maka alat akan secara

langsung mengukur tinggi dan berat badan

dan akan menampilkan hasilnya di lcd.

Hasan Alwi Azhari (2012)

perancangan sistem pengukuran tinggi dan

berat badan untuk wahan permaian alat ini

bertuhuan adalah merancak alat yang bisa

mengukur pengunjung terhadap wahana

permaina dan akan menampilkan hasil pada

lcd.

A.Ejah Umraeni Salam (2012)

pengukuran tinggi badan dengan detector

ultrasonic adalah alat ini bisa mngukur

tinggi manusia dengan detector dan kan

menghasilkan pada lcd

Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah untuk

Alat Pengukur Tinggi Benda Portable

Berbasis Android Menggunakan Sensor

Ultrasonic Srf04.

Ruang Lingkup

Dalam mengerjakan penelitian ini,

penulis membuat suatu pembahasan ruang

lingkup mengenai permasalahan yang akan

dibahas agar lebih terarah. Adapun ruang

lingkup yang akan dibahas dalam penelitian

ini adalah:

1. Alat yang dikembangkan menggunakan

mikrokontroler arduino uno.

2. Alat ini menggunakan sensor ultrasonic

Srf04.

3. Alat ini berbentuk portable dengan

kegunaan untuk mengukur tinggi segala

benda secara otomatis menggunakan

arduino uno dan sensor ultrasonic

sehingga tidak diperlukan lagi

pengukuran secara manual.

Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh dari tugas

akhir ini adalah sebagai berikut

1. Dapat mempercepat pengukuran tinggi

dibandingkan dengan manual.

2. Dapat di gunakan segala benda.

3. Dapat menghasilkan angka yang lebih

jelas atau akurat.

4. Mudah dibawa dan praktis.

5. Dapat menambah wawasan tentang

arduino uno beserta cara kerja sensor

ultrasonic dalam perancangan alat

pengukuran tinggi secara otomatis.

3

DASAR TEORI

Arduino Uno R3

Arduino adalah sebuah kit elektronik

open source yang dirancang khusus untuk

memudahkan setiap orang dalam belajar

membuat robot atau mengembangkan

perangkat elektronik yang dapat berinteraksi

dengan bermacam-macam sensor dan

pengendali.Saat ini Arduino sangat populer

di seluruh dunia.Banyak pemula yang

belajar mengenal robotika dan elektronika

lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi

tidak hanya pemula, para hobbyist atau

profesional pun ikut senang

mengembangkan aplikasi elektronik

menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai

dalam Arduino bukan assembler yang relatif

sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan

dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries)

Arduino.(Kadir, 2013).

Gambar 1.Arduino Uno R3.

Sensor Ultrasonik SRF04.

Ultrasonik adalah suara atau getaran

dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk

bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu

kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya

beberapa hewan, seperti lumba-lumba

menggunakannya untuk komunikasi,

sedangkan kelelawar menggunakan

gelombang ultrasonik untuk navigasi. (Sigit,

2007).

Gambar 2. Sensor Ultrasonik srf04

Modul Bluetooth HC-05

Bluetooth adalah str komunikasi

untuk bertukar data tanpa perantara kabel

(wireless) pada jarak yang tidak terlalu jauh.

Bluetooth biasanya digunakan untuk

komunikasi dua perangkat berpasangan

(paired) menggunakan perantara sinyal

gelombang radio UHF dengan frekuensi 2.4

– 2.485 MHz. Pada dasarnya komunikasi

bluetooth adalah komunikasi serial hanya

dilakukan tanpa perantara kabel.(Widodo,

2012)

Gambar 3.Modul Bluethooth HC-05

METODOLOGI PENELITIAN

Perencanaan Proyek Penelitian

(Project Planning) 1. Project Planning

2. Research 3. Part Testing

4. Mechanical Design 5. Electrical Design 6. Software Design

7. Functional Test

8. Integration

9. Overall Testing

Success

10. Application

Y

N

Gambar 4.Metode penelitian bidang

hardware programming

4

Dalam Perencanaan proyek penelitian,

terdapat beberapa hal penting yang harus

ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain

:

1. Penentuan topik penelitian.

2. Estimasi kebutuhan alat dan bahan.

3. Estimasi anggaran.

4. Penentuan software dan hardware

yang digunakan.

Penelitian (Research)

Setelah perencanaan system telah

siap untuk dilanjutkan dengan penelitian

awal dari system yang akan dibuat. Pada

tahap penelitian dilakukan perancangan

awal, rangkaian mekanik serta komponen

dari prototipe sistem kontrol pintu, kipas dan

lampu ini untuk memastikan bahwa semua

komponen dapat berjalan dengan optimal.

Pengetesan Komponen (Part Testing)

Pada tahap ini dilakukan pengetesan

komponen - komponen yang akan

digunakan untuk mengetahui berfungsi atau

tidak dari komponen yang akan digunakan.

Pengetesan komponen dilakukan dengan

menggunakan program dan multimeter.

1. Arduino ATMega 328.

2. Modul Bluetooth HC-05.

3. Led.

4. Catu Daya

Desain Sistem Mekanik (Mechanical

Design)

Perancangan system perangkat keras,

desain merupakan hal penting yang harus

dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan

aplikasi terhadap desain yaitu :

1. Bentuk dan ukuran box atau rumah

dibuat untuk menghasilkan system yang

efisien dalam pengerjaan dan

penggunaan.

2. Rangkaian system dibuat untuk

menghasilkan system yang lebih efektif

dalam penggunaan jumper untuk

menghindari kesalahan.

3. Penempatan modul dan komponen

elektronik dibuat untuk menghasilkan

bentuk akhir yang ideal.

Gambar7.Diagram Blok Sistem

Penjelasan dari diagram block Alat

pengukur Portable Berbasis Android

Menggunakan Sensor Ultrasonik SRF-04

sebagai berikut :

1. Input

Pada alat ini yang berfungsi sebagai

input adalah sensor HC-SRF04 dengan

mengirim jarak sinyal menuju obyek

menggunakan trigger dan menerima

respon jarak yang dipancarkan trigger

oleh echo.

2. Proses

Pada alat ini yang berfungsi sebagai

proses adalah Arduino Uno.

3. Output

Pada alat ini yang berfungsi sebagai

output adalah handphone Android.

Perancangan Skematik Rangkaian

Perancangan sistem hardware

rangkaian menggunakan software fritzing.

Perancangan rangkaian yang akan dibuat

ada tiga bagian, berikut ini rangkaian

skematik dari masing – masing rangkaian

tersebut :

1. Sistem ATMega328

Rangkaian berfungsi sebagai pengendali

dari sebuah system mikrokontroler.

INPUT OUTPUT PROSES

Sensor HC-SRF04

Mengirimkan

Sinyal Jarak

Keepada Arduino

Uno

Penerimaan

Perintah

Arduino Uno

R3

Aplikasi

Bluetooth

Terminal

Ardroid

5

2. Modul Bluetooth HC-05

Rangkaian ini berfungsi untuk

mengkoneksikan antara mikrokontroler

dan Bluetooth Terminal.

Gambar 8.Skematik Rangkaian

Desain Sistem Elektronik (Electric

Design)

Dalam mendesain system listrik

terdapat beberapa hal yang harus

diperhatikan antara lain :

1. Sumber Catu Daya

Catu daya yang akan digunakan pada

rangkaian ini sebesar 5 V untuk modul

Arduino dan 12 V untuk Kipas.

2. Mikrokontroler

Mikrokontroler yang akan digunakan

dalam penelitian ini menggunakan salah

satu produk Arduino Uno R3.

3. Desain

Pengontroluntuk mendukung aplikasi

ini menggunakan beberapa

softwarediantaranya :

a. Menggunakan Arduino IDE untuk

menerjemahkan listing program

dalam bentuk pemograman bahasa

C. Hasil kemudian di akan

downloadkan ke dalam IC

mikrokontroler.

b. Menggunakan Software Fritzing

untuk membuat skema rangkaian.

c. Bluetooth terminal untuk output

system.

4. Desain Sistem Kontrol

Sistem kontrol menggunakan

pemograman bahasa C dalam Arduino

IDE unuk perintah – perintah fungsi

pada mikrokontroler Arduino Uno.

Desain Software (Software Design)

Pembuatan perangkat lunak sistem

harus mengutamakan cara kerja yang

efisien, berikut flowchart dari desain

software yang digunakan. Berikut ini

Flowchart yang digunakan dalam pembuatan

prototipe ini. Mulai

Login

Proses Login

Menu Utama

1. Conenect Device- Secure

2. Connect A Device Insecure

3. Make Discoverable

4. Setup

5. Selesai

Data Login

Sistem Login

Cocok

1 432

Selesai

Mencari

Module

Bluetooth

Berhasil

Autput

Jarak

Make

DiscoverableSetup

Mencari Module

Bluetooth

Berhasil

Autput

Jarak

AA

AA

Y

TIDAK

YA

TDAK

YA

Gambar11.Flowchart Program Utama

6

Gambar 9.Flowchart Program

Mulai

Mengirim Dan

Menerima Sinyal

Ultrasonic Dari

HC_SRF04

Proese

Perhitungan Jarak

Ke Cm

Autput Jarak

Pada Bluetooth

Terminal

Selesai

Gambar 10. Flowchart Sensor ultrasonik

Test Fungsional

Pengetesan fungsional ini dilakukan

terhadap integrasi sistem mikrokontroller

dan software yang telah didesain. Test ini

dilakukan untuk meningkatkan performa

dari perangkat lunak untuk mengetahui

apakah desain mikrokontroller tidak eror.

Tahap awal test ini adalah

kelengkapan komponen input output yang

benar. Pada tahap awal ini, komponen yang

telah terpasang diuji satu persatu sebelum

akhirnya alat dapat digunakan secara

maksimal. Setelah komponen terpasang

dengan benar, maka tahap selanjutnya dari

test fungsional dapat dilakukan.

Tahap selanjutnya adalah tanpa

menggunakan komponen output yang akan

di rancang, mencoba menyalakan komponen

output seperti Micro servo, kipas, dan

leddengan pin-pin yang sudah di rancang

dengan software arduino 1.0.5.

Jika test yang dilakukan pada

komponen output dan input selesai dan

dinyatakan berhasil, tahap selanjutnya

adalah membuat rancangan sesuai dengan

sistem yang akan di terapkan dengan

melakukan seting kinerja komponen input

dan output.

Perakitan

Pada proses ini dilakukan proses

perakitan berdasarkan proses desain baik

desain mekanis, elektronik, maupun desain

software. Terdapat dua tahap yang dilakukan

pada perakitan, yaitu material collecting

dan assembling.

Material Collecting

Pada tahap ini dilakukan

pengumpulan alat dan bahan yang akan

digunakan untuk pembuatan prototipe yang

meliputi Arduino Uno, Modul Bluetooth

HC-05, LED, LCD, Catu Daya, dan juga

pengumpulan software -software

penunjangnya.

Tahap Implementasi (Assembling)

Tahapan Assembling (pembuatan)

merupakan dimana seluruh obyek dibuat

baik secara hardware (system dan rangkaian

pengontrol) serta secara software yang

merupakan compiler.

7

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Pada tahap sebelumnya telah

dijelaskan proses prototipe sistem

menggunakan sensor ultrasonic HC-SRF04

dan arduino uno dengan aplikasi untuk

pengukuran secara otomatis. Berikut ini

merupakan hasil dari bentuk sistem yang

dibuat, beserta uraian pengujian dan

optimasi yang dilakukan untuk menemukan

hasil akhir yang sesuai dengan yang

diinginkan, meliputi pengujian hardware

dan software yang digunakan dalam

penelitian ini.

Bentuk Sistem

Bentuk sistem yang dibuat,

menggambarkan sistem dan komponen yang

terintegrasi untuk menunjang kinerja dan

performa, sehingga dapat berjalan sesuai

dengan rancangan. Bentuk sistem ditunjukan

pada gambar,

Gambar18 .Bagian Utama Sistem

PengujianStruktural

Pada tahap ini dilakukan pengujian

yang bertujuan untuk mengetahui apakah

jalur - jalur rangkaian sudah berhubungan

dengan benar sehingga sistem dapat berjalan

atau berfungsi dengan baik. Pengujian ini

dilakukan dengan mengetes jalur - jalur

rangkaian menggunakan multimeter. Berikut

ini table hasil pengujian struktural sistem.

N

o

Komponen

sistem

Terhubun

g dengan

Keteranga

n

1

Arduino

ATMeg

a

328

RX Bluetooth Terhubung

TX Bluetooth Terhubung

PIN

11

Sensor

Ultrasonic

HC-SRF04

Terhubung

PIN

12

Sensor

Ultrasonic

HC-SRF04

Terhubung

Pin 5 Catu Daya Terhubung

Pin

GN

D

Catu Daya Terhubung

2 Modul

Bluetooth

Vcc dan

GND

Arduino

Terhubung

3 Sensor

Ultrasonic HC-

SRF04

Pin 11 dan

Pin 12

Terhubung

PengujianFungsional

Pada tahap ini dilakukan pengujian

yang bertujuan untuk mengetahui apakah

tegangan yang mengalir di dalam rangkaian

sudah sesuai dengan yang dibutuhkan.

Pengujian ini dilakukan dengan cara

mengetes tegangan output tiap komponen

dengan menggunakan multimeter.

Gambar 21.Pengujian Tegangan Sensor

Ultrasonic dan HC-05

Pada gambar 21 dilakukan pengujian

tegangan pada modul Bluetooth HC 05 dan

sensor ultrasonic SRF04. Sensor Ultrasonic

menunjukan tegangan sebesar 4.41 Volt DC

pada multimeter tegangan tersebut sudah

mencukupi supply tenaga sensor. Sedangkan

8

modul Bluetooth HC-05 menunjukan

tegangan sebesar 4.38 Volt DC pada

multimeter, tegangan tersebut langsung

diberikan oleh arduino kepada lampu.

Pengujian Modul Bluetooth

Pada tahap pengujian Bluetooth

dilakukan dengan cara mengkoneksikan

dengan aplikasi Modul Bluetooth untuk

mengetahui apakah komponen ini berfungsi

dengan baik atau tidak.

Tabel 3.Pengujian Modul Bluetooth

Obyek Sensor

Ultrasonic

Tegangan

Jarak <=10

meter Terkoneksi

3.3 Volt

DC

Jarak >=11

meter

Tidak

Terkoneksi

3.3 Volt

DC

Berdasarkan table 3 didapatkan hasil

yaitu modul bluetooth ini berfungsi dengan

tegangan 3.3 Volt DC dengan jarak dibawah

10 meter, jika lebih dari 10 meter maka

modul Bluetooth ini tidak berfungsi.

Pengujian Sensor Ultrasonic HC-SRF04

Pada tahap pengujian sensor

ultrasonic dilakkan dengan cara melakukan

pengukuran terhadap obyek yang berbeda

jarak dan ketinggiannya sehingga

didapatkan pengukuran yang akurat.

Micro Servo Micro Servo Posisi

Derajat

Delay Tegangan

Pintu Terbuka 90 Derajat 1 Detik 5 Volt DC

Pintu Tertutup 0 Derajat 1 Detik 5 Volt DC

Pengujian Alat

Pengujian Alat

Pada tahap pengujian alat dilakukan

pengujian pengukuran menggunakan

prototype, dimana hasil pengukuran

ditampilkan pada handphone android

(Bluetooth Terminal).

Tabel 4.Hasil pengamatan

Obyek Hasil

Pengukuran

Meja Makan 77 cm

Gelas 9 cm

Bangku 56 cm

Aquarium 48 cm

Toples 17 cm

Aqua Botol

600ml

23

Bak Mandi 84

Tempat Beras 76

Berdasarkan table 5 didapatkan hasil

pengamatan pengujian alat yaitu alat

prototype ini dapat mengukur suatu obyek

dengan minimal ketinggian yaitu 3 cm dan

maksimal 400 cm.Berdasarkan pengukuran

uji coba validasi antara pengukuran manual

dengan pengukuran otomatis, didapatkan

data berupa grafik seperti gambar ….

Sehingga dapat disimpulkan bahwa rata –

rata perbedaan pengukuran antara alat

dengan manual yaitu dari 1 cm – 3 cm

karena sensor ultrasonic memiliki pantulan

pengukuran 3cm semakin tinggi obyek yang

diukur maka semakin bergeser 3mm

keakuratannya dan hasil pengukuran manual

dan alat akan sama jika pengukuran obyek

yang dilakukan dibawah 35 cm.

Gambar . Grafik Perbandingan Pengukuran

9

Aplikasi (Application)

Pada tahap aplikasi ini dilakukan

agar pengguna dapat melakukan pengukuran

secara otomatis menggunakan alat prototipe,

hasil pengukuran pada alat akan ditampilkan

pada android. Berikut ini tampilan dari

prototipe secara keseluruhan pada gambar

22.

Gambar 22.Rangkaian Keseluruhan

Prototipe Sistem

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari beberapa tahap perancangan,

Alat Pengukur Tinggi Portable Berbasis

Android Menggunakan Sensor Ultrasonik

Srf04 untuk pengkuran otomatis ini dapat

diperoleh kesimpulan antara lain:

Penulis telah dapat membuat

pengukuran otomatis memanfaatkan sensor

ultrasonic Srf04, seperti yang telah di bahas

pada bab sebelumnya.Penulis telah dapat

menyelesaikan perancangan programan

arduino yang mengunakan bahasa

pemograman bahasa C. Perangkat dapat

berkerja dengan baik dalam mengukur objek

dengan ukuran 0 sampai 100 cm untuk hasil

output yang ditampilkan pada Bluetooth

terminal pada android. Pada sistem ini

memberikan kemudahan, efisiensi, dan

praktis dalam mengukur objek. Disebutkan

prototype yang dikembangkan sesuai dengan

hasil uji coba structural, fungsional dan

validasi. Hasil pengujian telah sesuai dengan

yang diinginkan dan sensitifitas kinerja dari

prototipe ini yaitu dapat mengukur objek

mencapai ±400 cm untuk output langsung

pada computer.

Saran

Dalam prototype alat pengukur

tinggi portable berbasis android

menggunakan sensor ultrasonic sikon untuk

pengukuran otomatis ini penulis member

saran-saran pengujian lebih lanjut untuk

mencapai sistem yang lebih baik antara lain:

1. Diharapkan kedepan nya untuk

pengukuran dengan output android.

Dapat ditingkatkan yaitu pada sensifitas

sensor lebih dari 100 cm dan dapat

bekerja dengan baik pada output android

tersebut.

2. Diharapkan prototype dapat

diimpentasikan untuk kehidupan yang

sebenarnya.

3. Diharapkan sistem dapat bekerja

menggunakan media pengiriman lain

seperti WIFI.

DAFTAR PUSTAKA

Azhari, H A.2012.Perancangan Sistem

Pengukuran Tinggi Dan Berat

Badan Untuk Wahana Permainan

Kadir, Abdul.2013. Panduan Praktis

Mempelajari Aplikasi

Mikrokontroler Dan

Pemrogramannnya Menggunakan

Arduino. Andi Publisher, Jakarta.

Salam, A U. 2012Pengukur Tinggi Badan

Dengan Detektor Ultrasonik

Sigit, Riyanto.2007. Robotika, Sensor &

Aktuator. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Utama ,M R.2014 Alat Ukur Tinggi Dan

Berat Badan Digital Berbasis

Mikrokontroller

Widodo, S T. 2002. Elektronika Dasar.

Penerbit Salemba, Jakarta.

10