RANCANG BANGUN SENSOR PARKIR MOBIL PADA GARASI BERBASIS MIKROKONTROLER

ARDUINO MEGA 2560

Oleh : Andreas Hamonangan S

NPM : 10411790

Pembimbing 1 : Dr. Erma Triawati Ch, ST., MT.

Pembimbing 2 : Desy Kristyawati, ST., MT.

Latar Belakang Setiap pemilik kendaraan mobil pada umumnya tidak banyak

yang memiliki lahan parkir khusus (Garasi) yang cukup luas. Sebagian

dari mereka yang memiliki kendaraan mobil hanya bisa memanfaatkan

lahan yang ada untuk memarkirkan kendaraannya.

Namun bagi mereka yang tidak memiliki garasi yang cukup luas

tentunya akan sering kali mengalami kesulitan ketika ingin memasukkan

ataupun mengeluarkan mobilnya dari garasi, khususnya bagi pengemudi

yang pandangannya sangat terbatas. Sehingga tidak jarang pengemudi

dapat menabrakan mobilnya ke tembok atau pagar yang akibatnya akan

menimbulkan goresan/baretan pada mobil itu sendiri.

Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan diatas penulis

tertarik untuk membuat sebuah garasi dalam bentuk miniatur yang

terdapat sensor yang akan mengukur jarak parkir mobil dan

memberikan tanda-tanda tertentu melalui lampu LED dan Buzzer.

Sehingga apabila diimplementasikan atau diaplikasikan pada garasi

dalam skala sebenarnya, pengemudi dapat lebih mudah berhati-hati

ketika akan memasukkan ataupun mengeluarkan mobilnya dari dalam

garasi.

Batasan Masalah

Batasan masalah dari Rancang Bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi

Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 ini diantaranya adalah

dalam merancang bangun alat,yang berperan sebagai indikator jarak

parkir dan komponen utamanya adalah modul mikrokontroller Arduino

Mega 2560. Sedangkan sensor yang digunakan untuk

mengukur/mendeteksi jarak parkir adalah Sensor Ultrasonik HC-SR 04.

Sensor Ultrasonik HC-SR 04 terdiri dari dua bagian yaitu Transmitter

(TX) yang berfungsi untuk mengirimkan sebuah sinyal dan Receiver (RX)

yang berfungsi sebagai penerima sinyal yang dipantulkan oleh

penghalang/objek [1]. Adapun hasil output dari alat ini berupa Lampu

LED dan Buzzer.

Tujuan Penelitian

• Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan

membangun alat Sensor Parkir Mobil Pada Garasi

Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 dan dapat

bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Adapun

fungsi yang diinginkan dari alat Sensor Parkir Mobil Pada

Garasi Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 ini

adalah mampu memberikan informasi / tanda-tanda

peringatan ketika mobil akan masuk atau keluar dari

garasi melalui lampu LED dan buzzer.

Blok Diagram

Analisa Masing-Masing Blok • Blok Aktifator

Pada blok aktifator terdapat sebuah catu daya

teregulasi +5V DC. Catu Daya pada rancang bangun alat ini

digunakan sebagai sumber tegangan untuk mengaktifkan

rangkaian pada tiap-tiap blok.

• Blok Masukan

Pada blok masukan ini terdapat modul sensor

ultrasonik HC-SR 04. Modul sensor ultrasonik HC-SR 04

terdiri dari dua bagian yaitu bagian pemancar yang disebut

transmitter (TX) dan bagian penerima yang disebut receiver

(RX). Dimana masukan pada alat ini adalah hasil jarak yang

dihasilkan dari lebar sinyal pantulan yang diterima oleh

receiver (RX) sensor ultrasonik.

• Blok Proses

Pada blok ini, proses dilakukan oleh mikrokontroler Arduino

Mega 2560. Proses dilakukan ketika mikrokontroler Arduino Mega 2560

menerima masukan dari receiver (RX) sensor ultrasonik. Dimana

mikrokontroller Arduino Mega 2560 akan menerima masukan ketika

sinyal gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh transmitter (TX)

sensor ultrasonik terhalang oleh sebuah objek yang kemudian sinyal

tersebut akan terpantul dan diterima oleh receiver (RX) sensor

ultrasonik.

• Blok Keluaran

Pada blok keluaran terdapat Lampu LED dan Buzzer. Dimana

dalam rancang bangun alat ini terdapat sembilan buah rangkaian lampu

LED yang diletakkan di tiga sisi yang masing-masing sisi memiliki 3

warna yang berbeda yaitu LED Hijau, LED Kuning, dan LED Merah

serta satu buah buzzer. Lampu LED akan menyala pada salah satu warna

di tiap-tiap sisi sesuai dengan kondisi sensor mana yang mendapatkan

hasil pengukuran melewati jarak ukur ‘Jauh (LED Hijau)’ / ‘Dekat (LED

Kuning)’ / ‘Sangat Dekat (LED Merah)’ antara mobil dengan sensor dan

buzzer akan mengeluarkan bunyi yang bervariasi.

Perancangan Alat

• Rangkaian Catu Daya

Rangkaian Catu Daya pada alat ini terdiri dari IC

regulator 7805 dan kapasitor 3300 F. IC 7805 adalah IC

regulator dengan tegangan keluaran sebesar +5 volt. Pada

alat ini sumber tegangan menggunakan tegangan 220 Volt

dari AC jala-jala PLN, sedangkan tegangan yang dibutuhkan

adalah sebesar 5 volt. Maka dari itu diperlukan IC regulator

untuk menurunkan tegangan.

Gambar Rangkaian

• Rangkaian Catu Daya

Dari gambar dapat dijelaskan bahwa tegangan dari AC jala-jala

PLN diturunkan melalui Transformator step down menjadi tegangan

sebesar 12 Volt AC yang nantinya disearahkan oleh rangkaian dioda

bridge dengan sistem full wave menjadi tegangan 12 Volt DC, yang

kemudian di filter untuk mengurangi ripple tegangan melalui

kapasitor sebesar 3300 F. Tegangan yang difilter oleh kapasitor

selanjutnya akan melewati IC regulator 7805 untuk distabilkan

menjadi tegangan keluaran sebesar +5 Volt DC. LED pada rangkaian

berfungsi sebagai indikator dari keluaran catu daya (Power Supply).

• Rangkaian Sensor

Rangkaian sensor ini menggunakan modul sensor ultrasonik tipe

HC-SR 04. Sensor ultrasonik tipe HC-SR 04 ini memerlukan

tegangan sebesar 5 Volt [11]. Sensor ultrasonik HC-SR 04 pada alat

ini digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi jarak antara mobil

dengan garasi. Penggunaan sensor ultrasonik HC-SR 04 ini terkait

dengan kemampuan jangkauan deteksi jaraknya yang cukup jauh.

Prinsip dari sensor ultrasonik HC-SR 04 ini berdasarkan pengiriman

dan penerimaan sinyal gelombang ultrasonik dengan prinsip

pemantulan sinyal gelombang ultrasonik.

Gambar Rangkaian

• Rangkaian Sensor Ultrasonik Pada Rancang Bangun

Sensor Parkir Mobil Pada Garasi Berbasis Mikrokontroler

Arduino Mega 2560

•

• Rangkaian Mikrokontroler Arduino

Mega 2560

Pada sistem kerja alat ini menggunakan Arduino Mega 2560 dengan

mikrokontroler ATMega 2560 sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem.

Arduino Mega 2560 ini memiliki 53 digital input/output dimana 14 digunakan untuk

PWM output dan 15 digunakan sebagai analog input, 4 untuk UART, 16 MHz

osilator kristal, koneksi USB, power jack, ICSP Header, dan tombol reset [5].

• Gambar Skematik Rangkaian Mikrokontroler Arduino Mega 2560

• Rangkaian Lampu LED (Light

Emitting Diode)

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan

LED adalah komponen elektronika yang dapat

memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan

tegangan bias maju (Forward Bias). LED merupakan

keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola

lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke

dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan

Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen

sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan

cahaya.

Gambar Rangkaian

• Rangkaian Lampu LED (Light Emitting Diode)

• Rangkaian Buzzer

Pada rancang bangun alat ini, penggunaan buzzer

berfungsi sebagai indikator bunyi ketika sensor ultrasonik

HC-SR 04 mulai mendeteksi jarak sebuah objek yang dalam

hal ini yaitu mobil yang berada didepannya. Bunyi yang

dihasilkan oleh buzzer di setting bervariasi sesuai dengan

jarak ukur yang terdeteksi atau yang didapat oleh sensor.

Dalam merancang rangkaian buzzer pada alat ini, juga perlu

dipasangkan dengan sebuah resistor pada salah satu kaki

buzzer untuk membatasi arus yang mengalir masuk pada

buzzer. Adapun nilai resistor yang digunakan pada buzzer

adalah sebesar 1 K Ohm.

Gambar Rangkaian

• Rangkaian Buzzer

• Rangkaian Secara Keseluruhan

Dari hasil perancangan alat maka didapat rangkaian secara

keseluruhan untuk Rancang Bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi

Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2560. Rangkaian secara

keseluruhan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Cara Kerja Alat Ketika Mikrokontroler Arduino Mega 2560 mendapat tegangan

dari catu daya sebesar 5 Volt, maka Mikrokontroler akan mengaktifkan

pin-pin yang telah terhubung dengan beberapa komponen pada alat /

perangkat ini. Mikrokontroler Arduino Mega 2560 akan membaca fungsi

dari beberapa pin yang digunakan. Setelah itu Mikrokontroler Arduino

Mega 2560 akan memasukkan data program jarak ukur ‘Jauh (LED

Hijau)’, jarak ukur ‘Dekat (LED Kuning)’, dan jarak ukur ‘Sangat Dekat

(LED Merah)’, antara mobil dengan garasi serta memasukkan data

program buzzer untuk masing-masing jarak ukur ke dalam fungsi kerja.

Ketiga jarak ukur tersebut akan menjadi acuan untuk mengaktifkan

lampu LED Hijau / LED Kuning / LED Merah dan mengaktifkan Buzzer.

Pada kondisi semua pin telah aktif, maka Mikrokontroler

Arduino Mega 2560 juga telah mengaktifkan 3 buah sensor ultrasonik

HC-SR 04, dengan mengirimkan pulsa positif selama minimal 10 S

melalui pin trigger pada tiga buah sensor ultrasonik HC-SR 04 yang

digunakan. Sensor ultrasonik HC-SR 04 yang aktif akan langsung

memulai memancarkan sinyal gelombang ultrasonik.

Dalam memancarkan sinyal gelombang ultrasonik, bagian yang paling

dominan bekerja adalah bagian transmitter (TX) sensor ultrasonik. Dimana

bagian transmitter (TX) sensor ultrasonik akan memancarkan sinyal gelombang

ultrasonik secara terus menerus hingga mendapatkan suatu objek pantul yang

dapat menghasilkan sinyal pantulan menuju bagian receiver (Penerima) sensor

ultrasonik. Pada tahapannya apabila sinyal gelombang ultrasonik yang

dipancarkan oleh transmitter (TX) sensor ultrasonik dihalangi / dikenai oleh

sebuah objek yang dalam hal ini yaitu mobil yang berada di depannya, maka

sinyal tersebut akan dipantulkan dan di terima oleh receiver (RX) sensor

ultrasonik yang kemudian dikirimkan ke chip mikrokontroler ATMega 2560 pada

Arduino Mega 2560 untuk selanjutnya di konversi menjadi bilangan binary. Hasil

masukan pengukuran jarak akan dibandingkan oleh Mikrokontroler Arduino

Mega 2560 dengan jarak ukur ‘Jauh (LED Hijau)’ / ‘Dekat (LED Kuning)’ / ‘Sangat

Dekat (LED Merah)’ yang sudah ditentukan di dalam program, antara mobil

dengan sensor, yang kemudian jika hasil pengukuran jarak melewati jarak ukur

‘Jauh (LED Hijau)’ yang ditentukan maka lampu LED Hijau akan menyala. Tetapi

jika hasil pengukuran jarak berikutnya melewati jarak ukur ‘Dekat (LED Kuning)’

yang ditentukan maka lampu LED Kuning akan menyala. Dan begitu pula jika

hasil pengukuran jarak berikutnya lagi melewati jarak ukur ‘Sangat Dekat (LED

Merah)’ yang ditentukan maka lampu LED Merah akan menyala. Menyala-nya

lampu LED Hijau / LED Kuning / LED Merah akan di iringi dengan menyalanya

buzzer yang mengeluarkan bunyi yang berbeda-beda.

Hasil Pengujian Dan Analisa

• Pengujian Rangkaian Catu Daya

Pengambilan data diambil dari dua titik, dimana titik A

merupakan tegangan input pada IC Regulator 7805, dan titik B

merupakan tegangan keluaran dari IC Regulator 7805. Sedangkan LED

sebagai indikator catu daya (Power Supply) +5 Volt menyala. Adapun

pengujian yang dilakukan dengan menggunakan multimeter digital.

• Titik A Data berdasarkan tegangan yang dihasilkan dari

transformator step down yang berupa tegangan AC yang

kemudian dirubah menjadi tegangan DC oleh diode bridge adalah

sebesar 12 Volt DC.

• Titik B Data berdasarkan datasheet IC LM7805, bahwa Vout = 5

Volt.

• Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonik HC-SR 04

Pengambilan data pada sensor ultrasonik HC-SR 04 ini dilakukan

dengan cara menempatkan sebuah benda padat berupa mobil miniatur di depan

sensor ultrasonik dan memvariasi jarak pengukuran dengan menggunakan

penggaris panjang berukuran 30 cm.

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan,

didapatkan hasil bahwa sensor ultrasonik HC-SR 04 mampu

mengukur jarak mulai dari 1 cm sampai dengan 30 cm yang

dalam hal ini pengukuran jarak sebenarnya menggunakan

penggaris panjang berukuran 30 cm. Pada umumnya sensor

ultrasonik HC-SR 04 hanya mampu mengukur jarak mulai

dari jarak minimum yaitu 2 cm sampai dengan jarak

maksimum yaitu 4 meter yang berdasarkan pada datasheet

dari modul sensor ultrasonik tersebut [11].

Pada pengukuran jarak dengan menggunakan sensor

ultrasonik HC-SR 04 terdapat selisih jarak dengan rentang

tidak begitu jauh antara jarak sebenarnya dengan jarak

yang terukur. Hal ini dapat disebabkan karena daya pantul

objek yang kurang mampu memantulkan sinyal dengan baik

kembali ke sensor ultrasonik.

• Pengujian Rangkaian Secara Keseluruhan Pada Sensor Sisi Tengah Bagian Belakang (Dalam).

• Pengujian Rangkaian Secara Keseluruhan Pada Sensor Sisi Kanan Bagian Depan.

• Pengujian Rangkaian Secara Keseluruhan Pada Sensor Sisi Kiri Bagian Depan.

• Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian secara keseluruhan dapat

disimpulkan bahwa rancang bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi Berbasis

Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ini telah berhasil diimplementasikan dan mampu

bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan yaitu memberikan informasi / tanda-tanda

peringatan jarak parkir mobil, baik itu ketika jarak masih jauh, dekat, ataupun sangat

dekat melalui lampu LED dan Buzzer.

Adapun dalam perangkat atau alat ini modul sensor yang digunakan untuk

mendeteksi / mengukur jarak adalah modul sensor ultrasonik HC-SR 04. Pada pengujian

yang telah dilakukan pada sensor ultrasonik HC-SR 04 telah membuktikan bahwa sensor

ultrasonik HC-SR 04 mampu mengukur jarak dengan baik sebuah benda yang berada

didepannya. Walaupun ada selisih pada hasil pengukuran yang didapat menggunakan

sensor ultrasonik HC-SR 04 ini bisa disebabkan karena daya pantul penghalang / objek

yang kurang mampu memantulkan sinyal gelombang ultrasonik dengan baik kembali ke

sensor ultrasonik.

Dalam proses kerja secara keseluruhan dari alat atau perangkat ini pengendali

utamanya adalah Mikrokontroler Arduino Mega 2560. Mikrokontroler Arduino Mega 2560

yang akan memproses setiap hasil masukan pengukuran jarak yang diterima dari sensor

ultrasonik HC-SR 04 dan menghasilkan keluaran berupa nyala-nya lampu LED Hijau / LED

Kuning / LED Merah yang disertai dengan nyalanya buzzer yang mengeluarkan bunyi

yang tinggi, sedang, atau rendah.

• Saran

Pada penelitian ini, buzzer hanya mengeluarkan bunyi sesuai

dengan lampu LED yang menyala. Oleh karena itu untuk pengembangan /

penelitian yang lebih lanjut pada alat atau perangkat ini, buzzer bisa

disetting sesuai dengan jarak yang terdeteksi / terukur oleh sensor

misalnya apabila jarak semakin dekat maka bunyi buzzer akan semakin

tinggi dan begitu pula sebaliknya apabila jarak jauh dan semakin jauh maka

bunyi buzzer akan rendah dan semakin rendah.

Penulis juga berharap untuk pengembangan alat ini sebagai

penelitian kedepannya diharapkan lebih baik lagi bukan hanya dalam skala

prototipe tetapi langsung di terapkan pada garasi dalam skala sebenarnya

dan pada pengembangan skala sebenarnya dapat menggunakan modul

audio yang mampu mengeluarkan rekaman suara yang sesuai dengan yang

kita inginkan.

SELESAI.

Terima Kasih