i

SIMULASI PEMROGRAMAN SISTEM PENGENDALI KECEPATAN PADA

RANCANG BANGUN MOBIL REMOTE KONTROL MENGGUNAKAN PWM

BERBASIS SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 DAN MIKROKONTROLER ARDUINO

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan

Program Studi Magister Teknik Mesin Sekolah Pascasarjana

Oleh :

DWI AJI SAPUTRA

NIM. U100140013

PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK MESIN

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

SIMULASI PEMROGRAMAN SISTEM PENGENDALI KECEPATAN PADA RANCANG BANGUN MOBIL REMOTE KONTROL MENGGUNAKAN PWM

BERBASIS SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 DAN MIKROKONTROLER ARDUINO

PUBLIKASI ILMIAH

Oleh : DWI AJI SAPUTRA NIM : U 100 140 013

Telah diperiksa dan disetuji untuk diuji oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Bana Handaga, M.T., Ph.D. Marwan Effendy,S.T.,M.T.,Ph.D

iii

HALAMAN PENGESAHAN

SIMULASI PEMROGRAMAN SISTEM PENGENDALI KECEPATAN PADA RANCANG BANGUN MOBIL REMOTE KONTROL MENGGUNAKAN PWM

BERBASIS SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 DAN MIKROKONTROLER ARDUINO

Oleh

DWI AJI SAPUTRA

NIM: U 100 140 013

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Program Studi Magister Teknik Mesin Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Kamis tanggal 27 Juli 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima

Dewan Penguji

1. Ir.Bana Handaga, M.T.,Ph.D. ( ) ( Ketua Dewan Penguji )

2. Marwan Effendy, S.T.,M.T.,Ph.D. ( ) (Anggota Dewan Penguji I)

3. Fajar Suryawan, S.T.,M.EngSc.,Ph.D. ( ) (Anggota Dewan Penguji II)

Surakarta, Agustus 2017 Direktur Sekolah Pascasarjana

Prof.Dr.Bambang Sumardjoko

iv

PERNYATAAN PUBLIKASI

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya :

Nama : Dwi Aji Saputra

NIM : U 100 140 013

Program Studi : Magister Teknik Mesin

Konsentrasi : Otomatisasi

Judul : Simulasi Pemrograman Sistem Pengendali Kecepatan pada

Rancang Bangun Mobil Remote Kontrol Menggunakan PWM

Berbasis Sensor Ultrasonik HC-SR04 dan Mikrokontroler

Arduino.

Dengan ini menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak terdapat karya yang pernah

diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan

saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain,

kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya diatas, maka akan saya

pertanggung jawabkan sepenuhnya.

Surakarta, Agustus 2017

Penulis

DWI AJI SAPUTRA NIM : U 100 140 013

v

SIMULASI PEMROGRAMAN SISTEM PENGENDALI KECEPATAN PADA RANCANG BANGUN MOBIL REMOTE CONTROL

MENGGUNAKAN PWM BERBASIS SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 DAN MIKROKONTROLER ARDUINO

Abstrak : Teknologi transportasi dengan menggunakan energi listrik semakin berkembang,

ditandai dengan pesatnya pembuatan mobil listrik menggunakan motor sebagai

penggerak roda yang bermanfaat mengurangi penggunaan bahan bakar minyak.

Sistem keselamatan pada kendaraan merupakan hal penting yang harus

diperhatikan, hal ini mendorong penulis untuk membahas sistem pengendali

kecepatan untuk berhenti otomatis pada mobil listrik untuk mengurangi adanya

kelalaian pengereman pengemudi. Prototipe pengendali kecepatan berhenti

otomatis pada mobil remote control (RC) ini memiliki karakteristik sistem

penggerak motor DC yang serupa pada mobil listrik, namun pada alat disertai

sensor jarak ultrasonik dan mikrokontroler arduino sebagai alat kontrol otomatis

utama. Sinyal PWM (pulse width modulation) dari mikrokontroler digunakan

untuk mengatur kecepatan motor DC sebagai penggerak utama kendaraan.

Prototipe ini selanjutnya diuji untuk mendapatkan grafik data percepatan PWM 64

jarak 1m, 127 jarak 3m, 191 jarak 4m, 225 jarak 5m, di mana hasil penelitian

menunjukan bahwa sensor ultrasonik dapat mendeteksi jarak penghalang 2cm-

500m dan bahasa C (coding) mampu dibaca dengan baik oleh mikrokontroler

arduino disertai mampu mengontrol kecepatan sebuah motor DC pada alat

pendeteksi jarak. Tampilan jarak antara kendaraan dan penghalang dapat dilihat

pada LCD dan buzzer yang digunakan sebagai indikator jarak aman.

Kata-kata kunci: pengendali kecepatan otomatis, mobil RC, motor DC, Arduino,

sensor jarak ultrasonik.

Abstract

Transportation technology using electrical energy becomes more developed. with

the rapid manufacture of electric car using the motor as the driving wheel that is

beneficial to reduce the use of fuel oil. Safety systems on the vehicle are important

things that must be considered, this prompted the authors to discuss the automatic

braking system on electric cars to reduce their braking the driver's negligence.

The prototype automatic braking on the car remote control (RC) has the

characteristics of a motor DC drive systems are similar, accompanied ultrasonic

sensor distance and microcontroller arduino as a main automatic control device.

Signal pulse widht modulation (PWM) of the microcontroller is used to control

the speed of a motor DC as prime mover vehicle. The prototype is then tested to

obtain the data graph where research results show that the ultrasonic sensor and

microcontroller works well and is accurate to a distance detector and sensor

control. Display distance between vehicles and obstructions can be seen on the

LCD and buzzer are used as an indicator of a safe distance.

Keywords: automatic braking, electric car control, DC motor, Arduino, ultrasonic

distance sensor.

1

1. PENDAHULUAN

Perkembangan dunia otomotif sekarang semakin meningkat termasuk semakin banyak

pembuatan mobil listrik. Kendaraan listrik merupakan salah satu jalan keluar atas masalah

polusi udara, karena kendaraan listrik sumber tenaganya dari baterai atau sering disebut aki,

sehingga kendaraan ini sangat ramah lingkungan atau bisa dibilang “zero emission”, hal ini

dapat mengurangi kadar CO2 dan sejenisnya diudara sebagai bahan kimia yang menyebabkan

global warming, (Zainuri, 2015).

Mobil listrik yang nyaman dan cepat merupakan impian dari semua pengguna, namun mobil

listrik yang digunakan pada saat ini masih memiliki sistem pengereman secara manual dengan

sistem pengereman regeneratif atau istilahnya sebuah sistem pengereman dengan tujuan

mengkonversikan sistem energi mekanis gaya gesek pada suatu rem menjadi bentuk energi lain

yang dapat disimpan pada baterai untuk digunakan kembali pada saat dibutuhkan,

(Trisnaningtyas, 2012).

Seiring dengan semakin tingginya kecepatan maka resiko akan terjadinya kecelakaan juga

semakin tinggi. Pada pertumbuhan pembuatan mobil listrik, bukan hanya teknologi mesin dan

pengguna sumber daya listrik yang semakin diperbaiki tetapi juga mobil listrik yang dibuat

harus mempunyai tingkat keamanan berkendara yang juga semakin baik. Braking distance

adalah jarak yang dibutuhkan kendaraan untuk berhenti total sejak dari pengendara

mengoperasikan rem. Bila kecepatan kendaraan semakin cepat maka braking distance yang

dibutuhkan semakin panjang, (Evans, 2011).

Kebanyakan dari jurnal studi kasus untuk sistem pengendali kecepatan otomatis ini masih

menggunakan mikrokontroler AVR Atmega, artinya Atmega masih berbentuk chip yang belum

mempunyai memori dan board, perlu bahan lain untuk mensuport penulisan di mikorokontroler

AVR Atmega. Beda halnya dengan mikrokontroler Arduino yang sudah menjadi satu dalam

sebuah board yang nantinya pengguna tinggal membuat bahasa program dan menghubungkan

setiap input outputnya. Sinyal pwm digunakan untuk mengatur kecepatan motor DC, pengujian

yang dilakukan menggunakan mikrokontroler Atmega8535, (Anggoro, 2014).

Metode pwm dapat digunakan untuk mengatur kecepatan motor dan untuk menghindarkan

rangkaian mengkomsumsi daya berlebih. Pwm dapat mengatur kecepatan motor karena

tegangan yang diberikan dalam selang waktu tertentu saja, (Arifin, 2014),

Sistem otomatisasi pengendali motor DC secara elektris yang digunakan sebagai referensi

system keamanan mobil listrik telah dirancang menggunakan sensor ultrasonik jenis ping

sebagai parameter tegangan yang diterima motor DC. Pengendalian kecepatan menggunakan 2

metode yaitu secara dinamis dan secara plugging. Pengereman secara dinamis membuat motor

listrik berfungsi sebagai generator, gaya gerak listrik yang ditimbulkan pada belitan jangkar

dibebani dengan resistor, jadi energi pengereman terbuang sebagai panas pada resistor tersebut.

Pengereman secara plugging dilakukan pembalikan polaritas tegangan pada jangkar atau pada

penguat medan, karena dengan cara ini motor cepat berhenti berputar, malah cenderung berbalik

arah, (Khuamedi, 2014).

Hubungan antara kecepatan motor dengan tegangan terminal adalah berbanding lurus,

sehingga semakin kecil tegangan maka kecepatan motor semakin menurun. Keuntungan

mengendalikan kecepatan motor DC dengan pwm adalah praktis dan ekonomis dalam

penerapanya, (Anggoro, 2014).

Metode yang digunakan penelitian ini adalah action research, yaitu bertujuan untuk

mengembangkan pendekatan baru dalam pemecahan masalah dengan penerapan langsung di

dunia nyata, (Hasibuan, 2007).

Pada penelitian ini akan menggunakan alat kontrol utama mikrokontroler Arduino UNO dan

sensor ultrasonik HC-SR04. Penelitian membahas perancangan sebuah prototipe pengendali

kecepatan otomatis untuk mobil listrik yang disimulasikan pada mobil remote control yang di

2

asumsikan akan dioperasikan pada pedal rem, sebab mobil RC memiliki karakteristik penggerak

elektronik yang serupa. Pengendalian kecepatan otomatis dirancang dengan ide bila alat melaju

pada kecepatan yang ditentukan kemudian pada jarak yang ditentukan terdapat sebuah

penghalang, maka arduino dan pwm akan mengurangi kecepatannya otomatis secara bertahap

(mengendalikan pedal rem) dan kemudian berhenti bila jarak sudah semakin dekat.

1.1 DASAR TEORI a. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah IC atau sebuah chip yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis

atau dihapus pada sebuah software pemograman. Biasanya digunakan untuk pengontrolan pada

perangkat elektronika. Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini adalah Arduino UNO,

sebuah board yang didasarkan pada ATmega328. Arduino mempunyai 14 pin digital

input/output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah

osilator kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, dan sebuah tombol reset.

Kemudian dibuat program melalui software bernama Arduino juga yang dapat di download

melalui web arduino.

Gambar 1. Alat Mikrokontroler Arduino UNO

b. PWM (Pulse width modulation) Pada Arduino UNO, sinyal pwm merupakan sinyal yang beroperasi pada frekuensi 500Hz.

artinya 500siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus bisa memberi nilai dari 0 hingga

255. Ketika diberikan nilai 0 berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin

selalu bernilai 0 volt), sedangkan jika diberikan nilai 255 maka sepanjang siklus akan berniali 5

volt (tidak pernah 0 volt). Jika diberikan nilai 127 (dianggap setengah dari 0-255, 50% dari 255)

maka setengah siklus akan bernilai 0 volt dan setengahnya bernilai 5 volt, sedangkan jika

diberikan 25% dari 255 ( ¼ x 255 atau 64 ), maka ¼ siklus akan bernilai 5 volt, dan ¾ sisanya

akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1 detik, (Arifin, 2014). Untuk visual bisa

dilihat Gambar 2 :

0% = AnalogWrite (0) 25% = AnalogWrite (64)

5V 5V

0V 0V

50% = AnalogWrite (127) 75% = AnalogWrite (191)

5V 5V

0V 0V

T hight

T low

100% = AnalogWrite (255) 5V

0V

Gambar 2. Visual Perhitungan Kecepatan PWM

3

c. Sensor Ultrasonik HC-SR04 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ini merupakan sensor pengukur jarak berbasis gelombang

ultrasonik, prinsip kerjanya gelombang ultrasonik yang dipancarkan kemudian diterima balik

oleh receiver sensor itu sendiri, nantinya akan mendeteksi suatu objek yang berada di depannya

berupa benda padat atau suatu penghalang di depanya. Jangkauan deteksinya 2cm-500cm, sudut

deteksinya 15 derajat, dan dapat dihubungkan langsung ke input/output mikrokontrol Arduino.

Gambar 3. Sensor Ultrasonic Hc-SR04

Jarak antara sensor dengan objek yang direfleksikan dapat dihitung dengan menggunkan

rumus pada persamaan berikut : (Slamet, 2010)

L = V . TOF . c

Ket :

L = jarak ke objek

TOF = waktu pengukuran yang diperoleh

c = cepat rambat suara (340 m/s)

d. Sofware Pemograman Arduino Arduino UNO dapat diprogram dengan software Arduino. Pilih “Arduino Uno dari menu

Tools >Board (termasuk mikrokontroler pada board). Lingkungan open-source Arduino

memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Software berjalan pada

Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan pemrograman Bahasa C diciptakan

dan dikembangkan oleh Brian Kernighan dan Denis Ritchie di Bell Research Labs.

Pemrograman Bahasa C secara khusus diciptakan dengan tujuan agar para programmer dapat

mengakses seluruh internal register. Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer

dan handal untuk pemograman mikrokontoler. Bahasa C bisa digunakan untuk merekayasa

program untuk segala kebutuhan, baik untuk aplikasi bisnis, robotic, matematis atau bahkan

game.

e. Motor DC Motor DC adalah suatu motor penggerak yang dikendalikan dengan arus searah (DC). Arus

yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh mikrokontroler sangat kecil (dalam satuan

miliampere) sehingga agar mikrokontroler dapat menggerakkan motor DC diperlukan suatu

rangkaian driver motor yang mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa ampere.

Rangkaian driver motor DC dapat berupa rangkaian transistor, relay, atau IC (Integrated

Circuit). Rangkaian driver yang umum digunakan adalah dengan IC L293D.

4

2. METODE PENELITIAN

2.1 Tahap pembuatan alat prototipe mobil RC - Menyiapkan komponen komponen elektronik dan bahan body prototype mobil RC. - Membuat desain PCB menggunakan software Proteus 7.91. - Penyablonan PCB. - Pelarutan PCB. - Penyolderan sistem elektronik dan driver motor pada PCB. - Desain dan pemotongan chasis mobil RC. - Desain dan pemasangan Gear box. - Merakit dan memasang tata letak Arduino, PCB, Sensor ultrasonik, Roda dan lain

sebagainya sampai ke tahap jadi. Setelah sistem prototipe pengendali kecepatan otomatis mobil listrik yang disimulasikan

pada mobil RC selesai, langkah selanjutnya adalah pembuatan data berupa Bahasa C. Skema

prototipe sistem pemgendali kecepatan otomatis untuk mobil listrik yang disimulasikan pada

mobil RC yang dirancang sesuai dengan perancangan pada Gambar 4.

Gambar 4. Skema rancang bangun alat

Pada sensor jarak ultrasonik mengambil data jarak antara mobil dengan media penghalang.

Data ini dikirim ke mikrokontroler Arduino yang selanjutnya mengirimkan sinyal tegangan

kepada pwm yang mengkonversi nilai tegangan kepada rangkaian penggerak motor (motor

driver) untuk menggerakkan motor dc, yang selanjutnya akan menggerakkan pedal mobil jika di

fungsikan pada mobil sebenarnya, namun jika data jarak yang dikirim memenuhi nilai seting

tertentu, maka mikrokontroler Arduino akan mengirimkan sinyal untuk membuat buzzer dan

lampu LED untuk bekerja dan berhenti. Selain itu mikrokontroler Arduino mengirimkan data

jarak ke tampilan LCD.

2.2 Alat dan Bahan

Bahan meliputi : Alat meliputi :

a. Mur Baut. a. Obeng

b. Kabel untuk komponen komponen PCB. b. Tang potong

c. Dioda. c. Solder

d. Solder. d. Alat pemotong bahan body

e. Timah.

f. Bahan chasis.

g. Soket.

5

h. Push bottom.

i. Batrei Lippo.

Prototipe meliputi :

Gamabar 5. Prototipe simulasi pengendali kecepatan otomatis mobil listrik yang

disimulasikan pada mobil RC menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 yang

dikontrol oleh mikrokontroler arduino.

Gambar 6. Proses sinkron pemograman perintah bahasa C

Setelah melelaui proses pembuatan prototipe alat sistem pengendali kecepatan otomatis, tentu

dalam melakukan pembuatan tidak hanya membuat kemudian siap jalan, tentu ada tahapan alat

tersebut harus diprogram agar dapat berhenti otomatis pada jarak yang ditentukan dengan

menggunakan bahasa C, kemudian bahasa program diinstall dan dianalisis agar mendapatkan data

pendukung yang di inginkan dalam penelitiana ini, maka dari berbagai tahapan dan pengujian

pada alat penelitian ini didapatkan suatu data dan program bahasa C yang saya buat bersama salah

satu ahli robotik di bantul, kemudian setelah tahap kelola perancangan selesai langkah pengolahan

data dimulai dengan mencatat data hasil analisis yang berupa data percepatan pwm dan jarak

penghalang dalam sebuah tampilan tabel dalam program excel. Dari program excel ditampilkan ke

dalam sebuah grafik yang kemudian digabungkan hubungan antara variasi kecepatan motor pwm

dan jarak penghalang ketika berhenti.

Arduino USB

IC 1

X1

To Leptop

6

100

300

400

500

98

295

396

496

0

100

200

300

400

500

600

100 300 400 500

Jara

k cm

Jarak (cm)

Menggunakan Meteran

Di baca sensor Ultrasonik

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengambilan data jarak dilakukan dengan cara prototipe diposisikan pada ruang terbuka,

kemudian pada jarak pertama data yang diambil adalah jarak media penghalang diposisi 100cm,

sensor ultrasonik membaca jarak yaitu 98cm. Ke dua pada data jarak media penghalang diposisi

300cm, sensor membaca 295cm. Ke tiga pada jarak media penghalang 400cm, sensor membaca

396cm. Ke empat pada jarak media penghalang 500cm, sensor membaca 496cm. Adapun ilustrasi

pengambilan data jarak sensor ultrasonik dapat dilihat pada Gambar 7 :

Gambar 7. Ilustrasi pengambilan data jarak pada sensor ultrasonik

Gambar 8. Hasil perbandingan pengukuran jarak

Dari pengambilan data pada Gambar 7 dan Gambar 8 mendapatkan hasil bahwa sensor

ultrasonik HC-SR04 mampu mengukur jarak mulai dari 100cm sampai dengan 500cm (5m).

Angka yang ditampilkan pada LCD terdapat selisih dengan jarak sebenarnya yaitu 2-5cm. (Zulmi,

7

2014), Meneliti persentase kesalahan jarak yang diukur oleh sensor ultrasonik yaitu sebesar 1cm

dari setiap jarak yang diukur dengan mistar. Adapun selisih jarak pada alat ini dipengaruhi oleh

beberapa faktor yang dapat mengurangi keakuratan pengukuran jarak, diantaranya adalah

karakteristik penghalang yang berada di samping suatu sensor, karena sensor pantul ultrasonik

yang dikirim dan diterima langsung memiliki sudut tangkap tertentu disetiap jarak objek yang

berada di depan, kemudian juga objek cara meletakan Sensor Ultrasonik HC-SR04, di mana

sensor agak menjuru kedalam jadi body atas dan bawah sedikit menghalangi sudut pamancar

sensor, mungkin hal ini bisa diteliti lebih lanjut buat bahan penelitian selanjutnya.

Sebuah riset menganalisa karakteristik frekuensi sensor SRF05 telah diuji untuk memicu

kecepatan tangkap sensor. Hal ini memungkinkan untuk memicu sensor pada tingkat yang lebih

cepat ditangkap oleh sebuah aplikasi, jarak yang diketahui hanya 33cm, (Wickramasooriya, 2000).

Secara teori, sensor ultrasonik HC-SR04 pada penelitian ini dapat bekerja dengan baik sesuai

dengan spesifikasi dari sensor ultrasonik HC-SR04 yaitu dapat mengukur jarak mulai dari jarak

minimum 1cm sampai dengan jarak maksimum 5m. Namun penelitian yang dilakukan (Zulmi,

2014) jarak yang hanya dapat dijangkau hanya 2cm-30cm.

Pada alat prototipe penelitian ini dapat dihitung nilai RPM dan kecepatan (km/jam) setiap

pwm yang diberikan, yaitu ada 4 kecepatan pwm yang ditentukan. Maka dapat dihitung dengan

rumus di mana v adalah linear velocity (km/h), r adalah radius (cm), dan ω adalah

angular velocity (rpm). Diketahui keliling roda 3cm, dan rpm pada motor yang di gunakan 6000

dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil perhitungan RPM dan kecepatan (km/jam) yang diberikan suplai nilai PWM

PWM% RPM Km/h 0% 0 0 km/h

64 (25%) 1500 5,6 km/h

127 (50%) 3000 11,3 km/h

191 (75%) 4500 16,9 km/h

255 (100%) 6000 22,6 km/h

Pengujian selanjutnya yaitu pengujian bahasa mikrokontroler arduino uno, di mana pengujian

ini hanya diambil sebagian dari keseluruhan data program aplikasi yang akan diinstall pada

mikrokontroler arduino agar program data yang diinginkan bisa membuat kendaraan berhenti

sempurna, untuk data program bahasa c dapat dilihat dilembar lampiran. Ada empat kecepatan

pwm dan jarak yang diterapkan dalam program ini agar alat berhenti pada jarak yang ditentukan

yaitu pwm 64 jarak 100cm, pwm 127 jarak 300cm, pwm 191 jarak 400cm dan pwm 255 jarak

500cm, namun dari setiap pwm dan jarak yang diterapkan terdapat dua tahap penurunan pwm

dengan waktu sekian milidetik agar jika di terapkan pada kendaraan sungguhan alat ini berfungsi

mengendalikan pedal rem secara perlahan layaknya pengemudi ketika menginjak pedal rem tidak

langsung secara dalem tapi secara pelan-pelan. Untuk mengetahui berapa waktu (ms) pada saat

arduino mengontrol untuk menurunkan pwm sampai dengan berhenti, maka waktu yang terjadi

dapat dilihat pada Gambar 9, 10, 11, dan 12 di mana sebelumnya data waktu telah diketahui dari

Serial Monitor arduino.

8

Gambar 9. Kontrol waktu terhadap pwm 64 jarak 100cm.

Gambar 10. Kontrol waktu terhadap pwm 127 jarak 300cm.

Gambar 11. Kontrol waktu terhadap pwm 191 jarak 400cm.

126 123 120 117 114 111 108 105 103 100

100

100

0

10

20

30

40

50

60

70

PW

M

Waktu (ms)

(cm)

329 325 321 319 315 312 309 306 304 300

300

300

0

20

40

60

80

100

120

140

PW

M

Waktu (ms)

(cm)

423 421 418 416 413 411 409 407 402 400

400

400

0

50

100

150

200

250

PW

M

Waktu (ms)

(cm)

9

Gambar 12. Kontrol waktu terhadap pwm 191 jarak 400cm.

Dari Gambar 9, 10, 11, dan 12 dapat dilihat ketika program arduino mendekati waktu

pengontrolan motor (pwm), terjadi dua tahap penurunan pwm yaitu pada pwm awal 64 menjadi 50

dan 30 kemudian 0 atau berhenti, pada pwm 127 menjadi 70 dan 50 kemudian 0 atau berhenti,

pada pwm 191 dan 255 nilai penurunan kecepatannya sama dengan pada saat perubahan pwm 127,

maka ada dua tahap ketika arduino menurunkan kecepatan motor (pwm) dari kecepatan awal yang

ditentukan, terbukti ketika arduino hendak menurunkan kecepatan pwm terdapat selisih angka

yang cukup besar, itu merupakan waktu ketika arduino mengontrol pwm untuk berhenti yaitu nilai

masing-masing waktu pada tahap pertama adalah 523ms dan penurunan tahap kedua adalah

523ms, jadi jika ditotalkan waktunya adalah sekitar 1s yang terjadi sejak sensor mendeteksi jarak

penghalang yang ditentukan dan baru kemudian alat berhenti.

Perlu diketahui dari keempat kecepatan pwm dan jarak yang diterapkan ketika berhenti

total terdapat selisih jarak terhadap media penghalang, di mana perbedaan tersebut terdapat pada

jarak yang dibaca sensor ultrasonik dan jarak sebenarnya yang diukur menggunakan meteran,

maka ketika jarak berhentinya diukur terhadap media penghalang, jarak sensor ultrasonik

membaca 100cm namun jarak sebenarnya yang di ukur menggunakan meteran adalah 96cm, pada

jarak sensor ultrasonik membaca 300cm jarak sebenarnya adalah 294cm, pada jarak sensor

ultrasonik membaca 400cm jarak sebenarnya adalah 395cm dan terakhir pada jarak sensor

ultrasonik membaca 500cm jarak sebenarnya adalah 492cm.

Alat simulasi prototipe ini tidak bisa berhenti mendadak pada saat ada penghalang didepan

sensor, karena pada rangkaian sistem perancangan alat pengendali kecepatan berbasis pwm dan

arduino menggunakan sensor ultrasonik ini hanya memutuskan tegangan pada motor sehingga alat

hanya bisa berhenti bertahap dengan ide bahwa jika di terapkan pada kendaraan sungguhan alat ini

berfungsi mengendalikan pedal rem secara perlahan layaknya pengemudi ketika menginjak pedal

tidak langsung secara dalem tapi secara pelan-pelan. Sensor ultrasonik bekerja jika adanya suatu

objek yang menghalangi sehingga dapat memantulkan sinyal ultrasonik tranduser yang kemudian

diterima oleh receiver ultrasonik, (Nurhadi, 20013).

Dari hasil satu data percobaan dengan jarak 35cm menggunakan sensor ultrasonik dan

AVR Atmega8535, hasil yang dianalisi pada resistor berbeda dan tidak stabil, artinya suplai setiap

nilai resistor menentukan jarak yang berbeda yaitu semakain rendah nilai resistor maka jarak

yang terbaca semakin pendek. (Debian, 2015).

>500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 500

500

500

0

50

100

150

200

250

300

PW

M

Waktu (ms)

(cm)

10

4. PENUTUP

Dari keseluruhan proses penelitian ini mulai dari pengumpulan data, menganalisis, dan

membahas hasilnya, maka didapatkan suatu kesimpulan sebagai berikut :

1. Penggunaan modul sensor ultrasonik HC-SR04 dapat menghasilkan data yang lebih

akurat karena rangkaian TX dan RX sudah menjadi satu pada modul. Sedangkan

penggunaan sensor ultrasonik yang lain, data yang diperoleh kurang akurat karena harus

membuat rangkaian TX dan RX sendiri. dan hasil jarak penghalang ditampilkan melalui

LCD dengan satuan cm.

2. Mikrokontroler Arduino cukup baik untuk sebuah fungsi alat yang membutuhkan akses

pengontrolan otomatis menggunakan program bahasa C, terbukti ia dapat ditulis bahasa

pemograman secara berulang kali yang mampu membaca dan mentransfer data secara

cepat ke setiap pin yang dihubungkan, misalnya pada pin Bluetooth, Sensor Ultrasonik

HC-SR04, komponen PCB, Motor, dan LCD.

3. Hasilnya berhasil dibuat sebagai mana yang telah dilihat pada alat dan data.

Dari hasil penelitian yang dibuat dalam alat pengendali kecepatan otomatis menggunakan

sensor Ultrasonik HC-SR04 yang dikontrol oleh arduino UNO ini, maka penulis memberikan

saran kepada pembaca dalam rangka untuk kemajuan alat ini kedepanya, diantaranya :

1. Bisa mengoperasikan dikendaraan sesungguhnya dengan cara membuat alat pada pedal

agar dapat dikontorol secara mekanik maupun elekrtik.

2. Membandingkan sekaligus menganalis mikrokontroler arduino uno dan sensor ultrasonik

HC-SR04 dengan merk arduino dan sensor lainya.

DAFTAR PUSTAKA Anggoro., & Setyo, A,. (2014). Kendali Kecepatan Motor Dc Berdasarkan Perubahan Jarak

Menggunakan Pengendali Logika Fuzi Berbasis Mikrokontroler At89c51.Universitas

Gajah Mada .

Arifin, S., & Fathoni,. (2014). Pemanfaatan Pulse Widht Modulation Untuk Mengontrol Motor

(Studi Kasus Robot Otomatis Dua Deviana).Stimik Asia Malang .

Evans, D.M,. (2011). Braking Distance.Australian Mathematical Sciences Institute .

Fuad, Z., Apriana, A., & Haryad, D.D,. (2015), Optimalisasi Rancang Bangun Mobil Listrik Sebuah

Studi Kendaraan Hemat Energi Sebagai Bagian Solusi Alternatif Krisis Energi Dunia,

Politeknik Jakarta.

Hasibuan, Z.. (2007). Metodologi Penelitian Pada Bidang Ilmu Komputer Dan Teknologi Informasi

: Konsep, Teknik, Dan Aplikasi.Jakarta .

Khuamedi, A., Soedjarwanto, N., & Trisanto, A,. (2014). Otomatisasi Pengereman Motor Dc

Secara Elektris Sebagai Referensi Sistem Keamanan Mobil Listrik.Jurnal Rekayasa Dan

Teknologi Elektro , Vol 8, No 1.

Mastok, D.V,. (2015). Model Pengereman Mobil Listrik Berbasis Mikrokontrolet

Atmega8535.Universitas Sanata Dharma Yokyakarta .

11

Nurhadi, M, (2013). Perancangan Alat Pengereman Otomatis Pada Mobil Listrik Dengan Sensor

Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler At89s52. Stmik Nusa Mandiri.

Slamet, H,. (2010). Sensor Ultrasonik Srf05 Sebagai Memantau Kecepatan Kendaraan Bermotor.

Ist Akprint, Yogyakarta .

Trisnaningtyas, A.B & Sutantra, N. (2012). Pengembangan Model "Regenerative Brake" pada

Mobil Listrik Untuk Menambah Jarak Tempuh dengan Variasi Kecepatan. Institusi

Teknologi Sepuluh November.

Wijemanne, S.R.2000, Charasteristics Of Sonar Range Sensor Srf05, University Of Moratua, Sri

Lanka.

Zainuri, H.I. (2015). Analisis Sumber Tenaga Kendaraan pada Mobil Listrik Untuk Mendapatkan

Efisien Data. Jakarta.

Zulmi, F,. (2014). Rancang Bangun Alat Pendeteksi Jarak Aman Pada Kendaraan Berbasis

Arduino.Universitas Mercu Buana, Jakarta .