rancang bangun pengendalian akselerasi pada kendaraan ...

TUGAS AKHIR

COVER

RANCANG BANGUN PENGENDALIAN AKSELERASI PADA

KENDARAAN BERMOTOR UNTUK MENDETEKSI JALAN

BERLUBANG

Disusun dalam Memenuhi

Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Semarang

SITI NIHAZAH

C.441.19.0012

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEMARANG

SEMARANG

2021

v

ABSTRACT

Name : Siti Nihazah

NIM : C.441.19.0012

Title : Design Up Control Acceleration of Motor Vehicles to Detect

Potholes

Indonesia is located in maritime the continent of the equator, which often

hit by extreme weather as of high intensity of rain, the stuble before the storm,

and dryness of. On the other hand, Indonesia is develope countries that are being

in the construction of infrastrucyure improvements one of them is transortation.

However, motorized vehicles are also one of the contributors to the highest

number of traffic accidents because there are still many road accesses do not

standars, such as there are still many roads with holes and uneven road surface.

Then the idea was created to create a system that is able to detect holes inn the

highway and able to reduce vehicle speed automatically. This study aims to

provide information on the presence of holes or obstructions on the highway by

providing early warning alarms and changes in the rotational speed of the

Arduino Mega-based motor. This research means of an ultrasonic sensor which

can determine the distance with a fairly high accuracy and an optocoupler sensor

which can control the rotation speed of the motor stably. For the next, it can be

controlled as expected to be supported by the alarm of buzzer that giving a signal

of sound.

Keywords : Holes, Ultrasonic Sensor, Optocoupler Sensor, Arduino

Mega, Buzzer.

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan

anugerah - Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir

ini. Penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna memenuhi salah satu syarat

untuk menyelesaikan Jenjang Pendidikan Sarjana (S-1) Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.

Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini yang tidak terlepas dari

dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak

langsung. Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Andy Kridasusila, S.E, M.M, selaku Rektor Universitas Semarang.

2. Bapak Purwanto, S.T, M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Semarang.

3. Ibu Titik Nurhayati, S.T., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Semarang.

4. Ibu Sri Heranurweni, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah

bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran, dan

bimbingan materi dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Agus Margiantono S.Si, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang

telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran,

dan bimbingan materi dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Bapak Satria Pinandita S.T, M.Eng. selaku Dosen Penguji I yang telah

bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan, saran, dan

bimbingan materi dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

7. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan bantuan dukungan moral

maupun material.

8. Teman-teman dibangku perkuliahan Teknik Elektro Universitas Semarang

yang sudah membantu dan memberikan motivasi.

viii

DAFTAR ISI

COVER ................................................................................................................... 1

HALAMAN PENGESAHAN................................................................................. ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

ABSTRACT............................................................................................................ v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI........................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

DAFTAR TABEL................................................................................................. xii

PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah.................................................................................. 2

1.3. Tujuan dan Manfaat.................................................................................. 2

1.4. Batasan Masalah....................................................................................... 2

1.5. Metodologi Penelitian .............................................................................. 3

1.6. Sistematika Penulisan............................................................................... 4

TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 6

2.1. Kajian Pustaka ......................................................................................... 6

2.2. Arduino Mega 2560.................................................................................. 7

2.2.1. Input & Output .................................................................................. 8

2.2.2. Memory Data .................................................................................... 9

2.2.3. Deskripsi Data................................................................................. 10

2.3. Bahasa C Pada Arduino ......................................................................... 11

2.3.1. Struktur Pemograman C.................................................................. 11

2.3.2. Type Data ........................................................................................ 11

2.3.3. Variabel .......................................................................................... 12

2.3.4. Operator Matematika ..................................................................... 13

2.3.5. Fungsi.............................................................................................. 14

2.4. Sensor Ultrasonik .................................................................................. 15

ix

2.4.1. Prinsip Kerja ................................................................................... 17

2.5. Sensor Optocoupler ............................................................................... 19

2.5.1. Prinsip Kerja .................................................................................. 20

2.6. Buzzer .................................................................................................... 20

2.6.1. Buzzer Arduino ............................................................................... 21

2.6.2. Prinsip Kerja .................................................................................. 22

2.7. Motor DC ............................................................................................... 22

2.7.1. Prinsip Kerja .................................................................................. 24

2.8. Sarana dan Prasarana Jalan di Indonesia ............................................... 24

2.8.1. UU Lalu Lintas dan Angkutan Jalan .............................................. 26

METODOLOGI PENELITIAN............................................................................ 28

3.1. Jenis Penelitian ....................................................................................... 28

3.2. Perencanaan Alat dalam bentuk Diagram Blok ..................................... 28

3.3. Perancangan Letak ................................................................................. 29

3.3.1. Bagian Dasar ................................................................................... 29

3.3.2. Bagian Tengah ............................................................................... 29

3.3.3. Bagian Atas ..................................................................................... 30

3.4. Bagan Alir Sistem ................................................................................. 30

3.5. Perancangan Buzzer Arduino ................................................................ 32

3.6. Perancangan Ultrasonik ......................................................................... 33

3.7. Perancangan Optocouler ........................................................................ 34

3.8. Perancangan Driver Motor ..................................................................... 35

ANALISA DAN PEMBAHASAN....................................................................... 36

4.1. Pengujian Rangkaian Driver Motor ....................................................... 37

4.2. Pengujian Rangkaian Buzzer ................................................................. 38

4.3. Pengujian Rangkaian Sensor Optocoupler ............................................ 39

4.4. Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonik ............................................... 39

PENUTUP............................................................................................................. 42

5.1. Kesimpulan............................................................................................. 43

5.2. Saran ....................................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 45

GAMBAR ALAT ................................................................................................. 47

x

GAMBAR SELURUH RANGKAIAN ................................................................ 48

LISTING PROGRAM .......................................................................................... 49

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Arduino Mega ................................................................................... 8

Gambar 2.2. Konfigurasi pin & tampilan sensor Ultrasonik HC-SR04................ 17

Gambar 2.3. Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04 ...................................... 18

Gambar 2.4. Otocoupler Sensor ........................................................................... 20

Gambar 2.5. Buzzer Arduino ............................................................................... 21

Gambar 2.6. Motor DC ........................................................................................ 22

Gambar 3.1. Blok Diagram .................................................................................. 28

Gambar 3.2. Perancangan Letak Bagian Dasar .................................................... 29

Gambar 3.3. Perancangan Letak Bagian Tengah ................................................. 29

Gambar 3.4. Perancangan Letak Bagian Atas....................................................... 30

Gambar 3.5. Diagram Alir ................................................................................... 31

Gambar 3.6. Perancangan Buzzer ........................................................................ 32

Gambar 3.7. Perancangan Sensor Ultrasonik ....................................................... 33

Gambar 3.8. Perancangan Sensor Optocoupler .................................................... 34

Gambar 3.9. Peracangan Rangkaian Driver Motor .............................................. 35

Gambar 4.1. Prototype ......................................................................................... 36

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tipe Data ............................................................................................ 12

Tabel 2.2 Spesifikasi Sensor HC-SR04 ............................................................... 16

Tabel 2.3. Spesifikasi Pin Pada Sensor HC-SR04 ................................................ 17

Tabel 4.1. Pengujian Rangkaian Pada Pin Enable ............................................... 37

Tabel 4.2. Pengujian Rangkaian Pada Pin IN ....................................................... 38

Tabel 4.3. Pengujian Tegangan Pada Output Buzzer ........................................... 39

Tabel 4.4. Pengukuran Tegangan Sensor Optocoupler ........................................ 40

Tabel 4.5. Pengukuran RPM ................................................................................ 40

Tabel 4.6. Pengukuran Tegangan Sensor Ultrasonik ........................................... 41

Tabel 4.7. Pengukuran Tegangan Deteksi Jarak Sensor Ultrasonik ................... 42

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Indonesia sering dilanda cuaca ekstrem, seperti curah hujan tinggi, puting

beliung, dan kekeringan. Cuaca ekstrem merupakan kondisi cuaca, baik

temperatur, curah hujan maupun kecepatan angin, yang tidak biasa, memiliki

intensitas yang sangat tinggi atau sangat rendah (Aldrian et al., 2011).

Menurut pemaparan Pusat Sains dan Teknologi Atmosfer Lembaga

Penerbangan dan Antariksa Nasional (Lapan), Indonesia merupakan benua

maritim yang berada di wilayah katulistiwa. Dengan kondisi itu, Indonesia

memeroleh radiasi matahari dan kandungan uap air yang sangat besar (Udara et

al., 2018).

Merujuk pada data Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB),

kata Pusat Sains dan Teknologi Atmosfer Lapan Dadi Setiadi dalam konferensi

pers di Kantor Kementerian Riset dan Teknologi, Jakarta Pusat, Rabu

(26/3/2014), jenis bencana di Indonesia selain jenis hidro-meteorologis seperti

hujan lebat, banjir, longsor, puting beliung dan kekeringan, juga jenis geologis

seperti gempa bumi, tsunami dan gunung meletus. Di sisi lain, Indonesia

merupakan negara berkembang yang sedang giat dalam pembangunan infrastrutur,

tak terkecuali dari segi trasnportasi. Hal itu mendorong meningkatnya jumlah

produksi kendaraan bermotor. Namun sayangnya, kemajuan industri transportasi

di Indonesia belum sepenuhnya di dukung oleh prasarana kondisi jalan yang ada,

masih banyak jalan yang rusak atau berlubang disebabkan oleh berbagai faktor,

salah satu nya faktor cuaca dan volume lalu lintas yang tinggi dan berulang-ulang

2

akan menyebabkan terjadinya penurunan kualitas jalan sebagaimana indikatornya

dapat diketahui dari kondisi permukaan jalan, baik kondisi struktural maupun

fungsionalnya yang mengalami kerusakan (Sirait et al., 2017).

Maka dalam penelitian ini dikembangkan sistem yang sudah ada

sebelumnya yaitu membuat suatu sistem yang mampu mendeteksi lubang pada

jalan raya dan dapat mengurangi kecepatan kendaraan secara otomatis dalam jarak

100<x<200 meter. Dengan menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi

lubang, tampilan mode saat mendeteksi benda di depannya pada buzzer sebagai

peringatan dini dalam bentuk suara dan sistem pengereman otomatis saat

mobil terlalu dekat dengan objek di depannya, pemodelan alat berbentuk

prototype ini diharapkan dapat memberikan rasa aman dan mampu menurunkan

tingkat kecelakaan yang terjadi di jalan raya.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, beberapa permasalahan yang hendak

diselesaikan, yaitu:

1. Bagaimana membuat sebuah sistem yang dapat medeteksi adanya

lubang dan memberikan sinyal tersebut bagi kendaraan bermotor ?

2. Bagaimana membuat sistem yang dapat mengurangi kecepatan laju

kendaraan bermotor ?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dari pembuatan sistem ini adalah:

1. Membuat sebuah sistem yang dapat mendeteksi adanya lubang atau

halangan di jalan raya yang akan dilewati.

2. Membuat sistem yang dapat mengurangi kecepatan laju kendaraan

3

bermotor dalam kisaran jarak 100-200 cm.

1.4 Batasan Masalah

Terdapat batasan masalah pada penelitian ini, yaitu :

1. Software pemrograman menggunakan bahasa C pada program

Arduino.

2. Jarak ketinggian yang diambil dalam pembuatan sistem prototype

dalam keadaan normal 6-7 cm, sedangkan ketika keadaan pelan >7cm.

3. Kedalaman lubang yang di maksud pada penelitian ini antara 1-2 cm.

4. Merancang sebuah prototype pendeteksi sekaligus mengurangi

kecepatan laju motor dalam jarak tertentu.

1.5 Metodologi Penelitian

Terdapat beberapa metode yang akan dilakukan dalam menjawab

permasalahan dalam penelitian ini, diantaranya :

1. Metode Perencanaan

Perencanaan merupakan proses dasar untuk memahami alasan sebuah

“Rancang Bangun Pengendalian Akselerasi Kendaraan Bermotor

Untuk Mendeteksi Jalan Berlubang” harus dibuat dan sebagai tahap

awal pengembangan alat tersebut.

2. Metode Analisa

Analisa merupakan tahap penelitian atas sistem yang telah ada

dengan tujuan untuk merancang sistem yang baru atau diperbarui,

serta menentukan rancangan sistem, alat, serta program aplikasi yang

akan digunakan dalam “Rancang Bangun Pengendalian Akselerasi

Kendaraan Bermotor Untuk Mendeteksi Jalan Berlubang”.

4

3. Metode Perancangan

Tahap perancangan merupakan proses penentuan cara kerja sistem.

Proses perancangan pada “Rancang Bangun Pengendalian Akselerasi

Kendaraan Bermotor Untuk Mendeteksi Jalan Berlubang “sebagai

pengendali laju kecepatan motor.

4. Metode Implementasi

Implementasi adalah proses pembangunan dan pengujian sistem,

instalasi sistem, dan rencana dukungan sistem. Melakukan pengujian

“Rancang Bangun Pengendalian Akselerasi Kendaraan Bermotor

Untuk Mendeteksi Jalan Berlubang” apakah sudah sesuai rencana

atau belum.

5. Metode Pemeliharaan

Tahap pemeliharaan ini meliputi pemakaian atau penggunaaan,

penjagaaan, perbaikan, dan peningkatan sistem.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika dalam penyusunan laporan penelitian ini terdiri dari lima bab

yang saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Sistematika tersebut antara lain

sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Pendahuluan berisi tentang hal-hal yang mendorong atau hal-hal yang

melatar belakangi pentingnya dilakukan penelitian ini. Komponen dalam

bab ini antara lain: Latar belakang masalah; Perumusan masalah; Batasan

5

masalah; Tujuan dan manfaat penelitian; Metodologi penelitian dan

Sistematika penulisan yang digunakan pada penelitian.

BAB II Tinjauan Pustaka

Tinjauan Pustaka berisi tentang dasar teori yang mendukung pembuatan

tugas akhir, khususnya perangkat alat tersebut seperti arduino mega,

Sensor Ultrasonik, Optocoupler Sensor, Buzzer, Motor DC.

BAB III Metode Penelitian

Metodologi penelitian berisi tentang uraian metode atau pendekatan yang

digunakan dalam menjawab permasalahan penelitian untuk mencapai

tujuan penelitian secara rinci, singkat dan jelas. Metode pelaksanaan

penelitian ini ditunjukkan dalam bentuk diagram alir atau flowchart.

BAB IV Analisa dan Pembahasan

Analisa dan pembahasan berisi tentang pengujian dan analisa kerja sistem

serta permasalahan-permasalahan yang timbul dalam pengujian dan

alternative penyelesaiannya.

BAB V Penutup

Penutup berisi tentang kesimpulan yang mengacu pada tujuan penelitian

yang telah dituliskan pada bab pertama, serta saran tentang rekomendasi

dan catatan mengenai kelemahan studi lanjutan yang mungkin bisa

dikeluarkan untuk pengembangan kedepan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka

Pada bagian ini dijelaskan beberapa penelitian yang telah dilakukan oleh

peneliti sebelumnya yang sebagai referensi dalam proses penelitian Rancang

Bangun Pengendalian Akselerasi Kendaraan Bermotor Untuk Mendeteksi

Jalan Berlubang antara lain :

Roni Sinaga, 2012, “Pengendali Kecepatan Motor DC Menggunakan

Sensor Hall Berbasis Mikrokontroller”. Telah merancang sebuah penelitian

yang memiliki tujuan yaitu mengendalikan kecepatan motor DC dan

mempertahankan kestabilan kecepatan putaran motor walaupun motor

mengalami gangguan berupa perubahan beban. Prinsip kerjanya adalah

mikrokontroller akan membandingkan kecepatan putaran motor yang akan

dideteksi oleh hall sensor terhadap kecepatan motor yang di input (Sinaga

& Situmorang, 2013) .

Tunas Bintar Pamungkas, 2013, “Rancang Bangun Tongkat Ultrasonik

Pendeteksi Halangan Dan Jalan Berlubang Untuk Penyandang Tunanetra

Berbasis ATMEGA16”. Dalam penelitian ini memiliki sang penulis memiliki

tujuan yaitu Mengembangkan sebuah alat bantu yang dapat digunakan untuk

mendeteksi halangan bagi penyandang tunanetra. Alat ini dikembangkan

dengan ATmega 16 karena kecepatan dalam eksekusi program yang lebih

cepat dan konsumsi daya terhadap kecepatan eksekusi perintah rendah. Alat

ini juga dikembangkan dengan menggunakan sensor SRF04 karena performa

yang stabil dan akurasi yang tinggi (Pamungkas, 2013).

7

Dwi Budi Wibowo, 2019, “Prototype Sistem Peringatan Dini Pendeteksi

Jalan Berlubang Pada Jalan Raya Dengan Sensor Ultrasonik Berbasis

Arduino”. Penelitian ini memiliki tujuan untuk membuat sebuah prototype

dan mengembangkan sistem pendeteksi adanya jalan berlubang dengan tiga

kondisi, yaitu jarak aman, peringatan, bahaya dengan menggunakan

indikator nyala LED (Wibowo et al., 2019).

2.2 Arduino Mega 2560

Arduino adalah Board berbasis mikrokontroler atau papan rangkaian

elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu

sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.

Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa

diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada

mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input,

memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang

diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai otak yang mengendalikan

proses input, dan output sebuah rangkaian elektronik (Adhitia et al., 2016).

Pada gambar 2.1 merupakan jenis Arduino Mega type 2560, Arduino

Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroller yang berbasis

Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O

yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya

adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware).

Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port

USB, power jack DC, ICSP header, dan tombol reset. Board ini sudah sangat

8

lengkap, sudah memiliki segala sesuatu yang dibutuhkan untuk sebuah

mikrokontroller.

Gambar 2.1 Arduino Mega 2560

(Amelia, 2020)

2.2.1 Input & Output

Masing-masing dari 54 pin digital pada Mega dapat digunakan sebagai

input atau output, menggunakan pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead ()

fungsi. Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima

maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang (terputus secara

default) dari 20-50 KOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) dan

16 (TX); Serial 3: 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

mengirimkan data serial (TX) TTL. Pin 0 dan 1 juga terhubung ke pin dari

ATmega8U2 USB-to-TTL Chip Serial.

1. Interupsi Eksternal: 2 (mengganggu 0), 3 (mengganggu 1), 18 (interrupt 5), 19

(interrupt 4), 20 (interrupt 3), dan 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi

untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau

perubahan nilai. Lihat attachInterrupt () fungsi untuk rincian.

2. PWM: 0 13. Memberikan output PWM 8-bit dengan fungsi analog Write ().

9

3. SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Pin ini mendukung

komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. Pin SPI juga pecah pada header

ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Uno, Duemilanove dan Diecimila.

4. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin tinggi nilai,

LED menyala, ketika pin rendah, itu off.

5. I2C: 20 (SDA) dan 21 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan

perpustakaan Kawat (dokumentasi di website Wiring). Perhatikan bahwa pin ini

tidak di lokasi yang sama dengan pin I2C pada Duemilanove atau Diecimila.

Arduino Mega 2560 memiliki 16 input analog, yang masing-masing

menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default

mereka mengukur dari tanah ke 5 volt, meskipun adalah mungkin untuk

mengubah batas atas dari kisaran mereka menggunakan pin

1. AREF dan fungsi analogReference (). Ada beberapa pin lainnya di papan: 1.

AREF. tegangan referensi untuk input analog. Digunakan dengan

analogReference ().

2. Reset. Bawa garis LOW ini untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya

digunakan untuk menambahkan tombol reset untuk perisai yang menghalangi

satu di papan tulis.

2.2.2 Memori Data

ATmega2560 memiliki 256 KB dari memori flash untuk menyimpan kode

(8 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB dari SRAM dan 4 KB EEPROM

(yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM).

(Djuandi, 2011)

10

2.2.3 Deskripsi Arduino Mega

Adapun data teknis board Arduino MEGA 2560 adalah sebagai berikut:

Jenis Mikrokontroler Atmega2560

Tegangan Operasional 5 Volt

Tegangan Rekomendasi 7-12 Volt

Batas Tegangan 6-20 Volt

Pin Input/Output Digital 54

Pin PWM 15

Pin Input Analog 16

Arus Untuk Pin Digital 40 mA

Arus Untuk Pin 3,3 V 50 mA

Memori Flash 256 KB (8 KB untuk bootloader)

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

Panjang 10,1 cm

Lebar 5,3 cm

Berat 37 gram

(Nizar, 2015)

11

2.3 Bahasa C Pada Arduino

Bahasa pemrograman Arduino pada dasarnya menggunakan bahasa

pemograman C. Bahasa C sendiri merupakan bahasa tingkat tinggi yang

sangat populer dan banyak digunakan oleh para programmer. Dengan

demikian aturan penulisan dan penggunaan dari bahasa Arduino akan sama

dengan bahasa C.

2.3.1 Structure Pemrograman C

Srtuktur dasar bahasa pemrograman Arduino sangat sederhana hanya

terdiri dari dua bagian. Dua bagian tersebut dapat juga disebut sebagai fungsi

utama yaitu setup() dan loop().

dimana setup() adalah bagian untuk inisialisasi yang hanya dijalankan

sekali di awal program, sedangkan loop() untuk mengeksekusi bagian

program yang akan dijalankan berulang-ulang untuk selamanya.

2.3.2 Tipe Data

Arduino C mendukung sebagian besar tipe data ANSI C dengan beberapa

pengecualian. Variabel adalah sebuah atau beberapa lokasi memori

yang diberi nama. Ketika anda mendefinisikan variabel Anda juga harus

memberitahu compiler jenis data variable tersebut.

Tipe data dari variabel penting karena untuk menentukan berapa banyak byte

memori yg disediakan untuk variabel itu, dan jenis data yang dapat disimpan

dalam variabel.

(Mandagi & Immanuel, 2014)

12

Tabel 2.1. Jenis-jenis Tipe Data

(dasar-c-arduino - 2019)

2.3.3 Variabel

Variabel adalah sebuah penyimpan nilai yang dapat digunakan dalam

program. Variable dapat di rubah sesuai dengan instruksi yang kita buat.

Ketika mendeklarisikan variable harus di ikut sertakan type variable serta

nilai awal variable.

type variableName = 0;

Contoh:

//mendefinisikan sebuah variable bernama inputVariable dengan nilai awal 0

int inputVariable = 0;

//menyimpan nilai yang ada di analog pin 2 ke inputVariable

inputVariable = analogRead(2);

13

2.3.4 Operator Matematika

Operator Penugasan ( “=” )

Setelah variabel telah dideklarasikan, operasi dapat dilakukan pada

variable menggunakan operator penugasan (=). Sebuah nilai yang

diberikan untuk variabel dapat berupa sebuah konstanta, variabel, atau

ekspresi. Sebuah ekspresi dalam bahasa C adalah kombinasi dari operan

(pengidentifikasi) dan operator. operaor penugasan antara lain sebagai

berikut:

Variable = nilai ,contoh nilai_max = 10;

Operator Arithmetic :Perkalian *Pembagian /Modulo %Penjumlahan +Pengurangan atau Negasi –

Operator LogikaAND &&OR ||

Operator relasionalsama dengan ==tdk sama dengan !=lebih kecil <lebih kecil atau sama dengan <=lebih besar >lebih besar atau sama dengan >=

increment++variable atau variable++ artinya variable=variable+1 ,

misal ++X atau X++ artinya X = X+1

perbedaaanya adalah untuk ++X , tambahkan dulu nilai X dgn 1 baru diproses baris kode tsb, sedangkan X++ , proses dulu baris code barutambahkan nilai X dgn 1

14

deccrement–variable atau variable– artinya variable=variable-1 ,

misal –Y atau Y– artinya Y = X-1

perbedaaanya adalah untuk –Y , kurangi dulu nilai Y dgn 1 baru di prosesbaris kode tsb, sedangkan Y– , proses dulu baris code tsb baru kuranginilai Y dgn 1

Compoundcompound digunakan hanya untuk menyingkat baris expresi saja contohnya sbb

a += 3; artinya a = a + 3b -= 3; artinya b = b – 3c *= 3; artinya c = c * 3d /= a; artinya d = d / aa |= 3; artinya a = a OR 3b &= 3; artinya b = b AND 3c ^= 3; artinya c = c ^ 3PORTD &= 3; artinya PORTD = PORTD & 3

kondisonal Expressiif(expression_A)expression_B;elseexpression_C;

baris kode diatas bisa digantikan oleh kondisional expressi:

expression_A ? expression_B : expression_C;

contoh : (A > 10) ? x = 5 : x =22;kondisional expresi diatas artinya sama dengan :IF(A>10){x=5;}Else{x= 22}

2.3.5 Fungsi

Fungsi adalah sebuah blok statement yg melaksanakan tugas tertentu

dan bisa dipakai lebih dari 1 kali di dlm program. Program bahasa C terdiri

15

dari fungsi fungsi dan sebuah program c minimal terdiri dari 1 fungsi .

fungsi setup() dijalankan pertama kali saat program dijalankan.

fungsi terdiri dari dua bagian utama yaitu kepala fungsi dan blok fungsi.

berikut ini bentuk umum sebuah fungsi adalah :

type name_fungsi (type paramameter){

statement

}

kepala fungsi terdiri dari type return value, nama fungsi , types dan nama

parameter(jika ada) .

Statement di block fungsi menyatakan apa yg fungsi harus lakukan.

jika return value atau parameter tdk ada maka typennya ditulis void seperti

dibawah ini

void namefungsi (void)

{

statement

}

(Wakur, 2015)

2.4 Sensor Ultrasonik

Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu

menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi

sinyal electrik baik arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang

mampu menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal electrik meliputi

temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya.

16

Secara garis besar sensor dibagi menjadi dua bagian, yaitu sensor kimia dan

sensor fisika. Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu

zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrikdan

biasanya inimelibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk ke dalam

sensor kimia yaitu sensor PH, sensor gas, sensor ledakan, dan lain sebagainya.

Sensor fisika adalah alat yang mampu mendeteksi suatu besaran berdasarkan

hukum-hukum fisika. Ada bebeapa sensor fisika yang kita kenal seperti

sensor suhu, sensor jarak, sensor cahaya, sensor magnet, dan lain sebagainya.

HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk

mengukur jarak antara penghalang dan sensor. Sensor ini mampu

mendeteksi jarak tanpa sentuhan langsung dengan akurasi yang tinggi dan

pembacaan yang stabil. Sensor ini sudah tersedia modul trasmitter dan

receiver gelombang ultrasonik. Berikut ini spesifikasi dari sensor HC-SR04.

Tabel 2.2. Spesifikasi Sensor HC-SR04

Power Supply +5V DC

Arus daya 15mA

Sudut efektif <15

Pembacaan jarak 2cm – 400cm

Pengukuran Sudut 30

17

Tabel 2.3. Spesifikasi Pin pada Sensor HC-SR04

Nama Pin Keterangan

VCC Sumber tenaga (5V)

Trig Pemicu sinyal sonar dari sensor

Echo Penangkap sinyal sonar dari sensor

GND Ground

Konfigurasi pin dan tampilan sensor HC-SR04 diperlihatkan pada gambar

di bawah ini.

Gambar 2.2 Konfigurasi pin dan tampilan sensor ultrasonik HC-SR04

HC-SR04 memiliki 2 komponen utama sebagai penyusunnya yaitu

ultrasonic transmitter dan ultrasonic receiver. Fungsi dari ultrasonic

transmitter adalah memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi

40 KHz kemudian ultrasonic receiver menangkap hasil pantulan

gelombang ultrasonik yang mengenai suatu objek. Waktu tempuh

gelombang ultrasonik dari pemancar hingga sampai ke penerima

sebanding dengan 2 kali jarak antara sensor dan bidang pantul (García

Reyes, 2013).

2.4.1 Prinsip Kerja

Prinsip pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04

adalah ketika pulsa trigger diberikan pada sensor, transmitter akan mulai

18

memancarkan gelombang ultrasonik, pada saat yang sama sensor akan

menghasilkan output TLL transisi naik menandakan sensor mulai

menghitung waktu pengukuran, setelah receiver menerima pantulan yang

dihasilkan oleh suatu objek maka pengukuran waktu akan dihentikan

dengan menghasilkan output TTL transisi turun. Jika waktu pengukuran

adalah t dan kecepatan suara adalah 340 m/s, maka jarak antara sensor

dengan objek dihitung dengan menggunakan persamaan 2.1 berikut :

= t x 340m⁄2(rumus 2.1)

Dimana :

s = Jarak antara sensor dengan objek (m)

t = Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari trasmitter ke receiver (s)

Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor HC-SR04

(Utara, 2015)

19

2.5 Optocoupler Sensor

Optocoupler adalah sebuah komponen dalam elektronika yang berfungsi

untuk menghubungkan cahaya optik. Istilah lain untuk optocoupler di dunia

elektronika adalah photocoupler, optical isolator, dan opto-isolator.

Optocoupler terdiri dari dua bagian utama, yaitu transmitter serta receiver

dengan fungsi sebagai berikut:

Transmitter berguna untuk mengirimkan cahaya optik

Receiver bertindak sebagai alat pendeteksi sumber cahaya.

Meskipun optocoupler terdiri dari dua bagian, keduanya tidak terhubung

secara langsung sehingga tidak terjadi suatu hubungan konduktif. Meskipun

tak memiliki hubungan konduktif, transmitter dan receiver tetap bisa

digabungkan dan menjadi komponen penyusun optocoupler. Optocoupler

juga dapat dipakai untuk membuat saklar elektrik dengan fungsi otomatis.

Hal ini disebabkan oleh cara kerja optocoupler yang menggunakan cahaya

optik sebagai masukan atau input. Setelahnya, diolah dan menghasilkan

output berupa kondisi On atau Off (Subinto & Rizal, 2012).

Keunggulan utama dari optocoupler adalah adanya isolasi listrik yang

cukup tinggi yang memisahkan terminal input dan output. Dengan begitu,

komponen ini hanya memerlukan sinyal digital kecil untuk bisa

mengendalikan daya bolak-balik, tegangan, serta arus listrik yang tinggi.

20

Gambar 2.4 Optocoupler Sensor

(Fisika & Nugroho, 2011)

2.5.1 Prinsip kerja

Alur kerja dari optocoupler dapat dilihat pada penjelasan proses di bawah

ini:

1. IR LED memancarkan cahaya inframerah karena ada arus listrik yang

mengalir melewatinya. Sinyal inframerah yang dihasilkannya ini

dikategorikan sebagai input

2. Intensitas cahaya yang dihasilkan oleh IR LED tersebut sangat ditentukan

oleh besar kecilnya arus listrik yang melalui komponen tersebut.

3. Phototransistor akan mengenali sinar inframerah yang dipancarkan oleh

IR LED. Kondisi ini memicu adanya suatu hubungan pada switch.

4. Phototransistor menghasilkan output berupa suatu kondisi dari proses

mendeteksi cahaya inframerah sebagai output.

(Fisika & Nugroho, 2011)

2.6 Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara

dalam bentuk gelombang bunyi. Buzzer lebih sering digunakan karena

ukuran penggunaan dayanya yang minim.

21

2.6.1 Buzzer Arduino

Yaitu suatu komponen elektronika yang dapat mengubah energi listrik

menjadi suara. Sejenis speaker, namun bentuknya lebih kecil. Fungsi buzzer

adalah sebagai komponen yang menghasilkan output berupa bunyi beep.

Kegunaan buzzer yang paling umum yaitu sebagai alarm, indikator suara, dan

timer.

Gambar 2.5 Buzzer Arduino

Berdasarkan gambar komponen buzzer pada poin sebelumnya, kita dapat

mengetahui bahwa spesifikasi komponen buzzer adalah sebagai berikut:

1. Piezoelectric, yaitu berbentuk tabung berwarna hitam yang menjadi sumber

keluarnya bunyi.

2. Kaki pin negatif, yaitu kaki buzzer yang pendek untuk dihubungkan ke arus

negatif atau GND.

3. Kaki pin positif, yaitu pin kaki buzzer yang panjang dan gunanya untuk

dihubungkan ke arus positif atau VCC/5V.

22

2.6.2 Prinsip Kerja

Prinsip kerja buzzer adalah sangat sederhana.

Ketika suatu aliran listrik mengalir ke rangkaian buzzer, maka terjadi

pergerakan mekanis pada buzzer tersebut.

Akibatnya terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi suara

yang dapat didengar oleh manusia. Umumnya jenis buzzer yang beredar di

pasaran adalah buzzer piezoelectric yang bekerja pada tegangan 3 sampai 12

volt DC.

(Soleman et al., 2019)

2.7 Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah

energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga

dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki

dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current)

untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada

perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC

seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Gambar 2.6 Motor DC

(Waroh, 2014)

23

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per

menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute)

dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum

jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut

dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk.

Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000

rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V.

Apabila tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari

tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC

tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional

akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan

yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari

tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat

berputar atau terhenti.

Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih

tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor

DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik

atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus

yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga

1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu,

produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor

DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena

mengalami beban maksimal (Rusmawan, 2019).

24

2.7.1 Prinsip Kerja

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan

Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini

terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian

yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian

utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu

diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field

winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar),

Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet

untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan

kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang

berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak

menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu

dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu

dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang

menyebabkan pergerakan kumparan berhenti (Nizar, 2015).

2.8 Sarana dan Prasarana Jalan di Indonesia

Salah satu prasarana transportasi yang sangat penting dikembangkan

adalah jalan, baik jalan raya maupun jalan kereta api. Seberapa memadai

ukuran dan kualitas jalan di Indonesia? Sebelum menjawab pertanyaan

tersebut, ada baiknya kamu ketahui beberapa istilah yang terkait dengan

25

jalan. Menurut statusnya, jalan dikelompokkan menjadi jalan nasional, jalan

provinsi, dan jalan kabupaten/kota.

1. Jalan nasional merupakan jalan arteri dan jalan kolektor dalam sistem

jaringan jalan primer yang menghubungkan antar-ibu kota provinsi, dan jalan

strategis nasional, dan jalan tol.

2. Jalan provinsi merupakan jalan kolektor dalam sistem jaringan jalan

primer yang menghubungkan ibu kota provinsi, ibu kota kabupaten/kota, dan

jalan strategis provinsi.

3. Jalan kabupaten/kota merupakan jalan lokal dalam sistem jaringan jalan

primer yang tidak termasuk jalan nasional dan jalan provinsi, yang

menghubungkan ibu kota kabupaten dengan ibu kota kecamatan, antaribu

kota kecamatan, ibu kota kabupaten dengan pusat kegiatan lokal, antarpusat

kegiatan lokal, serta jalan umum dalam sistem jaringan jalan sekunder dalam

wilayah kabupaten, dan jalan strategis kabupaten/kota.

Pada tahun 2012, total panjang jaringan jalan yang ada di Indonesia

mencapai 501.969 km, terdiri atas jalan nasional sepanjang 38.570 km, jalan

provinsi sepanjang 409.757 km dan jalan kabupaten/kota sepanjang 501.969

km (BPS, 2012).

Ketika sedang berada di jalan raya biasanya kita akan menemukan

berbagai hal yang menghambat laju perjalanan kita. Baik naik sepeda motor

maupun naik mobil sama saja karena jalanan umum yang banyak digunakan

orang akan membentuk hambatan-hambatan perjalanan secara

otomatis. Mau tidak mau kita harus menyesuaikan diri serta mempersiapkan

diri dengan situasi yang ada agar tidak menyebabkan hal-hal yang tidak

26

diinginkan. Ada banyak hal yang dapat menyebabkan rintangan di jalan

raya. Mulai dari jalanan yang tidak bagus kondisinya, polisi tidur, hingga

adanya bencana alam. Untuk itu kita harus berhati-hati setiap melakukan

perjalanan menggunakan kendaraan bermotor (Janeiro, 2018).

2.8.1 UU Lalu Lintas dan Angkutan Jalan (UULLAJ)

Polisi tidur atau speed bump termasuk alat pengendali pengguna

jalan yang berupa alat pembatas kecepatan. Polisi tidur dianggap penting

agar kendaraan tidak melaju dengan kencang, terutama saat melintas di jalan

yang ramai.

Namun sayangnya, masih banyak ditemukan polisi tidur dengan ukuran

berbeda-beda, seperti tinggi, panjang dan lebar yang tidak sesuai dan justru

membahayakan pengguna jalan.

Terutama polisi di lingkungan perumahan atau perkampungan yang

kadang dibuat sendiri oleh warga setempat. Padahal pembuatan polisi tidur

harus sesuai aturan agar tetap aman saat kendaraan melintas.

Aturan pembuatan polisi tidur tertuang Keputusan Menteri Perhubungan

Nomor 3 Tahun 1994 tentang Alat Pengendali dan Pengaman Pemakai Jalan,

dijelaskan bahwa bentuk polisi tidur harus menyerupai trapesium dan bagian

yang menonjol di atas badan jalan maksimum 12 cm.

Kedua sisi miringnya mempunyai kelandaian yang sama maksimum 15

persen, sedangkan lebar bagian atas minimum 15 cm.

Menurut Undang-Undang No 22 tahun 2009 tentang Lalu Lintas dan

Angkutan Jalan (UULLAJ)

Pada pasal 274, disebutkan bahwa setiap orang yang melakukan perbuatan

27

yang mengakibatkan kerusakan dan atau gangguan fungsi jalan seperti yang

dimaksud dalam pasal 28 ayat 1 dapat dipidana penjara paling lama satu

tahun atau denda paling banyak Rp 24.000.000.

Selanjutnya pada pasal 275 ayat 1, setiap orang yang melakukan

perbuatan yang mengakibatkan gangguan pada fungsi Rambu Lalu Lintas,

Marka Jalan, Alat pemberi isyarat lalu lintas, fasilitas pejalan kaki dan alat

pengaman pengguna jalan sebagaimana dimaksud dalam pasar 28 ayat 2

dipidana kurungan paling lama satu bulan dan denda paling banyak Rp

250.000 (Utary, 2019).

28

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Metode penelitian yang digunakan untuk pembuatan tugas akhir ini adalah

eksperimen. Eksperimen yang dibuat berupa prototype dengan sistem

pendeteksi jalan berlubang berbasis arduino dan sensor ultrasonik, dengan

pengendali kecepatan motor menggunakan optocoupler sensor, yang

selanjutnya sinyal akan diterima oleh buzzer.

3.2 Perancangan Sistem Dalam Blok Diagram

Berikut ini adalah perencanaan penelitian yang akan dilakukan dan

digambarkan dalam bentuk diagram blok perencanaan alat.

Gambar 3.1 Blok Diagram

Pada gambar blok diagram diatas, Arduino Mega 2560 bertindak sebagai

otak keseluruhan dari sistem tersebut. Sensor ultrasonik bertindak sebagai

inputan deteksi jarak pada objek lubang yang nantinya akan di olah oleh

29

Arduino Mega 2560. Sedangkan sensor optocoupler bertindak sebagai

pembaca kondisi kecepatan motor yang nantinya akan di olah oleh Arduino

Mega 2560. Selanjutnya sistem tersebut akan mengeluarkan output berupa

sinyal buzzer dan pergerakan motor oleh driver motor.

3.3 Perancangan Letak

3.3.1 Bagian dasar

Gambar 3.2 Perancangan Letak Bagian Dasar3.3.2 Bagian tengah

Gambar 3.3 Perancangan Letak Bagian Tengah

1 2

43

8

7

keterangan :

1-4 : Roda

7-8 : Sensor optocoupler

9 : Driver motor DC

10 : Mikrokontroler10 9

1 2

43

6

5

keterangan :

1-4 : Roda

5-6 : sensor optocoupler

30

3.3.3 Bagian atas

Gambar 3.4 Perancangan Letak Bagian Atas

3.4 Bagan Alir Sistem

Sebelum membuat suatu program terlebih dahulu membuat flowchart

(diagram alir sistem) sehingga software yang dibuat dapat terencana dengan

baik.

1 2

43

keterangan :

1-4 : Roda

11 : Sensor ultrasonic

12 : Baterai

13 : Saklar on-off

14 : Push button

15 : Buzzer

13 11

12

14 15

31

Gambar 3.5 Diagram Alir (flowchart)

Tidak

Hitung kecepatan &

di konversi ke motor

MULAI

INISIALISASI PROGRAM

Baca kecepatan

dengan optocoupler

Motor jalan sesuai

kecepatan

Membaca lubang

Apakah sensor

jarak membaca

perbedaan jarak

Motor DC berhenti

Buzzer

menyala

Selesai

Ya

32

Keterangan diagram alir :

Mulai, sistem dinyalakan dan selanjutnya inisialisasi program pada

Arduino. Arduino membaca kecepatan melalui Sensor optocoupler, lalu di

konversi / diubah menjadi tegangan untuk motor DC. Selanjutnya motor jalan

sesuai kecepatan yang telah di konversi oleh Arduino.

Arduino membaca jarak ketinggian melalui Sensor ultrasonik.

Apakah hasil pembacaan oleh sensor jarak membaca perbedaan jarak ketinggian?

Jika tidak, maka Arduino kembali membaca kecepatan motor melalui sensor

optocoupler.

Jika ya, maka Arduino menurunkan kecepatan motor DC dan buzzer menyala.

Selesai.

3.5 Perancangan Buzzer Arduino

Buzzer arduino berfungsi sebagai penerima sinyal. Dimana buzzer akan

berbunyi ketika sensor ultrasonik mendeteksi adanya halangan atau jalan

berlubang. Buzzer yang digunakan memiliki tegangan 5v dan arus sebesar

10mA.

Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer

33

Berdasarkan gambar diatas, maka dapat disimpulkan :

kaki output modul buzzer terhubung dengan kaki pin 12 Arduino mega.

Vin ground modul buzzer terhubung dengan GND Arduino mega.

3.6 Perancangan Ultrasonik

Rangkaian sensor ultrasonik berada di bagian depan. Berfungsi untuk

memancarkan gelombang ultrasonik kemudian receiver menangkap hasil

pantulan gelombang ultrasonik yang mengenai suatu objek. Sensor

ultrasonik yang digunakan adalah Sensor HC-SR04, memiliki spesifikasi

sebagai berikut :

Tegangan : 5V DC

Arus statis : < 2mA

Level output : 5v – 0V

Sudut sensor : < 15 derajat

Jarak yg bisa dideteksi : 2cm – 450cm (4.5m)

Tingkat keakuratan : up to 0.3cm (3mm)

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Ultrasonik

34


kaki output sensor ultrasonik dan trigger terhubung dengan kaki pin 11

Arduino mega.

Vin sensor ultrasonik terhubung dengan kaki 5v Arduino mega.

Kaki ground sensor ultrasonik terhubung dengan GND Arduino mega.

3.7 Perancangan Optocoupler

Dalam perancangan prototype ini modul optocoupler memiliki tegangan

sebesar 3v-5v dan arus nya sebesar 10mA.

Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Optocoupler


kaki output modul optocoupler terhubung dengan kaki pin 2 & 3 Arduino

mega.

Kaki ground sensor ultrasonik terhubung dengan GND Arduino mega.

35

3.8 Perancangan Driver Motor

Rangkaian driver motor terhubung dengan dua buah motor DC masing-

masing mempunyai tegangan 12V. Selain itu driver motor juga terhubung

oleh baterai 18650 yang berfungsi sebagai power supply.

Gambar 3.9 Rangkaian Driver Motor

36

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

Pengujian dan analisa sistem ini merupakan pengujian dari seluruh sistem

yang bertujuan untuk mengetahui sistem tersebut bekerja dengan baik sesuai

perencanaan yang telah dibuat yaitu berupa prototype Rancang Bangun

Pengendalian Akselerasi Kendaraan Bermotor Untuk Mendeteksi Jalan

Berlubang.

Gambar 4.1 Prototype

37

Dari gambar 4.1 dapat dilihat prototype yang tersusun dari sensor ultrasonik,

sensor optocoupler, driver motor DC, buzzer, juga Arduino Mega 2650 sebagai

pengendali sistem yang digunakan. Metode pengujian pada tugas akhir ini dimulai

dengan pengujian rangkaian driver motor sebagai output dari sistem arduino dan

rangkaian keseluruhan.

4.1 Pengujian Rangkaian Driver Motor

Pengujian driver motor bertujuan untuk mengetahui rangkaian driver motor

dapat bekerja seperti yang diharapkan. Pada rangkaian driver terbagi menjadi dua

input. Berikut tabel hasil pengujian rangkaian driver motor.

Tabel 4.1 pengujian rangkaian pada pin Enable

PINENABLE

TEG. UJI1

TEG. UJI2

TEG. UJI3

TEG. UJI4

TEG. UJI5 KONDISI

A 4.96 V 4.95 V 4.96 V 4.94 V 4.94 VPUTAR

KEDEPANB 0 0 0 0 0

A 0 0 0 0 0PUTAR

KEBELAKANGB 4.97 V 4.96 V 4.96 V 4.96 V 4.97 V

C 4.96 V 4.95 V 4.95 V 4.96 V 4.94 VPUTAR

KEDEPAND 0 0 0 0 0

C 0 0 0 0 0PUTAR

KEBELAKANGD 4.94 V 4.95 V 4.96 V 4.96 V 4.95 V

Dari hasil pengujian motor driver diatas dapat dilihat bahwa pengujian dari pin

Enable berjalan secara baik. Dapat dilihat dari tegangan rata-rata yang diberikan

dari Arduino sebesar 4.96 V menghasilkan kondisi yang diharapkan.

38

Tabel 4.2 pengujian rangkaian pada pin IN

PINTEGANGAN

(V)TEG.

MOTOR (V)KONDISI

UJI 1IN 1

1.5 4.1 BERPUTAR0 0 BERHENTI

IN 21.4 4.2 BERPUTAR0 0 BERHENTI

UJI 2IN 1



UJI 3IN 1



UJI 4IN 1



UJI 5IN 1


IN 21.46 4.3 BERPUTAR

0 0 BERHENTI

Setelah dilakukan pengujian sebanyak 5 kali, dari hasil rata-rata pengujian motor

driver diatas dapat dilihat bahwa pengujian dari pin IN yang diberikan tegangan

1.5 V menghasilkan tegangan motor sebesar 4.3 V. Dapat disimpulkan komponen

motor driver berjalan secara baik.

4.2 Pengujian Output Buzzer

Pengujian buzzer bertujuan untuk mengetahui apakah buzzer dapat

memberikan sinyal pada arduino sesuai dengan sistem yang sudah dibuat. Buzzer

membutuhkan tegangan 5 V dan arus 10 mA, dimana kaki ground dihubungkan

dengan GND arduino, dan kaki out dihubungkan dengan pin output arduino pin

12. Berikut tabel hasil pengukuran tegangan output buzzer.

39

Tabel 4.3 Pengukuran tegangan output buzzer

KONDISI

PINARDUINO

(V)BUZZER

(V)

UJI 1ON 4.9 3.1OFF 0 0

UJI 2ON 4.8 3.1OFF 0 0

UJI 3ON 4.9 3.0OFF 0 0

UJI 4ON 4.9 3.2OFF 0 0

UJI 5ON 4.9 3.2OFF 0 0

Dari hasil beberapa kali pengujian buzzer diatas dapat dilihat bahwa pengujian

dari modul buzzer berfungsi dengan baik. Ketika pin arduino mengeluarkan

tegangan logika 1 yakni tegangan rata-rata sebesar (4.9V) , maka buzzer

menerima tegangan (3.2V).

4.3 Pengujian Sensor Optocoupler

Pengujian sensor optocoupler bertujuan untuk mengetahui sensor optocoupler

bekerja seperti yang diharapkan melalui pin output arduino. Dalam prototype ini

menggunakan dua buah sensor optocoupler, dimana kaki input dihubungkan

dengan pin output arduino yang sudah di deklarasikan pada koding, kaki ground

dihubungkan dengan GND arduino, dan kaki out dihubungkan dengan pin output

arduino yaitu masing-masing pin 2 & 3. Sensor optocoupler membutuhkan

tegangan 3-5 V dan arus 10 mA. Berikut tabel hasil pengukuran tegangan output

sensor optocoupler.

40

Tabel 4.4 pengukuran tegangan output sensor optocoupler

KONDISITEG.

OPTOCOUPLER(V)

TEG. PINARDUINO (V)

UJI 1TERHALANG PIRINGAN 0 0

TIDAK TERHALANGPIRINGAN 4.5 4.5









Dari hasil pengujian sensor optocoupler diatas dapat dilihat bahwa pengujian dari

pin sensor tersebut berfungsi secara baik. Meskipun dalam teori seharusnya

diberikan tegangan sebesar 5V, namun dengan tagangan rata-rata sebesar 4.5V

yang diberikan Pin Arduino dapat menghasilkan tegangan pada optocoupler

dengan nilai yang sama ketika kondisi tidak terhalang oleh piringan. Sensor

optocoupler menghasilkan output berupa kondisi On atau Off.

Tabel 4.5 pengukuran RPM

RPM kiri RPM kanan Kondisi

uji 160 60 pelan120 120 normal





41

Pengujian hasil RPM memperlihatkan bagaimana percepatan motor ketika dalam

kondisi normal atau pelan. Dari hasil pengujian di dapatkan bahwa ketika

kecepatan motor dalam kondisi kecepatan pelan RPM menunjukan sebesar 60

RPM. Sedangkan ketika kondisi kecepatan motor normal, nilai RPM sebesar 120.

4.4 Pengujian Sensor Ultrasonik

Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui sensor ultrasonik

bekerja seperti yang diharapkan melalui pin output arduino. Sensor ultrasonik

membutuhkan tegangan 5 V dan arus 15 mA. Sensor ultrasonik memiliki 4 kaki,

diantaranya adalah VCC TRIG ECHO GND. VCC dihubungkan dengan pin 5 V

arduino, GND dihubungkan dengan GND arduino, TRIG dan ECHO dihubungkan

dengan pin nomor 11 arduino. Fungsi sensor ultrasonik HC-SR04 digunakan

untuk mendeteksi objek yang ada di depannya dengan memanfaatkan gelombang

ultrasonik. Berikut hasil pengukuran tegangan output dan pengukuran jarak

deteksi sensor ultrasonik.

Tabel 4.6 pengukuran tegangan output sensor ultrasonik

TEGANGAN (V) KONDISI

UJI 14.97 ON

0 OFF

UJI 24.96 ON

0 OFF

UJI 34.97 ON

0 OFF

UJI 44.97 ON

0 OFF

UJI 54.96 ON

0 OFF

Dari hasil pengujian tegangan output sensor ultrasonik diatas dapat dilihat bahwa

meskipun dalam datasheet sensor ultrasonik membutuhkan tegangan sebesar 5V,

42

namun saat pengujian diberikan tegangan rata-rata 4.97 V sudah menunjukan

kondisi ON. Pengujian tegangan melalui beberapa kali percobaan dan berfungsi

secara baik.

Dalam pengukuran waktu yang dibutuhkan sensor ultrasonik dalam

mendeteksi objek, dapat menggunakan rumus 2.1.

Berdasarkan hasil pengujian yang sudah dilakukan, kita dapat mengubah

persamaan fungsi sebagai berikut :

= t x 340m⁄210mm = t x 340.10 3 mm210 x 2 mm = t x 340.10 3 mm= s

= 0.059 10 s

Tabel 4.7 pengukuran deteksi jarak sensor ultrasonik

JARAK SEBENARNYA(mm)

SENSOR

(mm)

10 25

20 25

30 32

40 41

50 55

60 63

70 68

80 83

90 91

43

Dari hasil pengujian deteksi jarak output sensor ultrasonik diatas dapat

dilihat bahwa pengujian tersebut mengalami perbedaan antara jarak sebenarnya

dengan jarak sensor yang terlihat dalam arduino.

Dengan presentase akurasi sebegai berikut :presentase akurasi = x 100%

presentase akurasi = x 100%

= ±93 %

Dengan presentase eror sebegai berikut :presentase eror = x 100%

presentase eror = x 100%

= ± 6.8 %

44

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem prototype, kemudian

dilanjut dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Sistem dapat bekerja dengan baik dimana dapat mendeteksi adanya lubang

ketika sensor ultrasonik membaca adanya perbedaan jarak ketinggian dari

ketinggian normal. Selanjutnya arduino akan memberikan output berupa

alarm suara melalui buzzer. Dari hasil pengujian, presentase akurasi jarak

sebenarnya dengan jarak pada sensor ultrasonik kurang lebih sebesar 93

%. Sedangkan Presentase error jarak sebenarnya dengan jarak pada sensor

ultrasonik kurang lebih sebesar 6.8 %.

2. Sistem berhasil mengurangi kecepatan laju kendaraan bermotor dengan

cara monitoring kecepatan motor melalui RPM. Monitoring RPM setiap

roda dilakukan dengan mengimplementasikan teknik incremental encoder

dengan cara menempatkan satu encoder disk pada setiap gear yang

terhubung dengan motor, sehingga ketika motor berputar maka encoder

disk juga akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan motor.

Beberapa gear digunakan untuk menggerakan masing-masing roda. Sensor

Optocoupler akan digunakan untuk mendeteksi holes dari encoder disk

yang telah disesuaikan jumlah holenya dengan satu kali putaran roda. Dari

45

hasil pengujian didapat 60 RPM ketika kecepatan motor kondisi pelan, dan

120 RPM ketika kecepatan motor dalam kondisi normal.

5.2 SARAN

Adapun saran-saran yang perlu diperhatikan agar mungkin dapat menunjang

kinerja dari sistem atau ingin dikembangkan menjadi lebih baik lagi antara lain :

1. Menggunakan pilihan sensor yang dapat mendeteksi lubang yang lebih

jauh daripada yang sudah ada.

2. Menggunakan sensor yang mempunyai akurasi lebih tinggi untuk

mengurangi error dalam sistem tersebut.

3. Menggunakan motor yang lebih halus dalam segi kualitas barangnya.

4. Bisa menambahkan komponen spidometer agar dapat membaca kecepatan

motor yang sedang berjalan.

46

DAFTAR PUSTAKA

Adhitia, R., Susetiyo, F., Triyanto, D., & Komputer, J. S. (2016). RancangBangun Smart Vehicle. 04(3).

Aldrian, E., Karmini, M., & Budiman. (2011). Adaptation and Mitigation ofClimate Change in Indonesia (Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim diIndonesia). Pusat Perubahan Iklim Dan Kualitas Udara BMKG, 2, 174.www.bmkg.go.id

Amelia, A. (2020). Prototype Sistem Pendeteksi Jalan Berlubang Dan. 01(1), 18–24.

BPS. (2012). Statistik Transportasi.

Djuandi, F. (2011). PENGENALAN ARDUINO √ Oleh : Feri Djuandi.Pengenalan Arduino, 1–24. http://www.arobotineveryhome.com

Fisika, S., & Nugroho, Y. A. (2011). PENGUKUR KECEPATAN ANGINBERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATmega8535.

García Reyes, L. E. (2013). Sensor Ultrasonic. Journal of Chemical Informationand Modeling, 53(9), 1689–1699.

Janeiro, D. O. R. I. O. D. E. (2018). No主観的健康感を中心とした在宅高齢者における健康関連指標に関する共分散構造分析Title. 21, 1–9.

Mandagi, A., & Immanuel, S. (2014). Penggunaan Sensor Gas Mq-2 SebagaiPendeteksi. Jurnal Teknik Dan Ilmu Komputer, Vol 03(No 09), 260–261.http://ejournal.ukrida.ac.id/ojs/index.php/JTIK/article/view/826/805

Nizar, L. F. (2015). Sistem Pengendali Kecepatan Motor Dc Pada Lift BarangMenggunakan Kontroler Pid Berbasis Atmega 2560. Publikasi HasilPenelitian Skripsi, 1–7.

Pamungkas, T. B. (2013). Rancang Bangun Tongkat Ultrasonik PendeteksiHalangan Dan Jalan Berlubang Untuk Penyandang Tunanetra BerbasisAtmega16.

Rusmawan. (2019). Bab II Landasan Teori. Journal of Chemical Information andModeling, 53(9), 1689–1699.

Sinaga, R., & Situmorang, D. M. (2013). Pengendali Kecepatan Motor DCMenggunakan Sensor Hall Berbasis Mikrokontroller ATMEGA 8535.Journal of the Mining Institute of Japan, 10(922), 235–236.

47

https://doi.org/10.2473/shigentosozai1953.81.922_235

Sirait, R. B. A., S, S. A., & Sulandari, E. (2017). Analisa Kondisi Kerusakan JalanRaya pada Lapisan Permukaan (Studi Kasus : Jalan Raya Desa Kapur, DesaKapur, Kecamatan Sungai Raya, Kabupaten Kubu Raya, ProvinsiKalimantan Barat). Jurnal Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Tanjungpura,4(4), 207522. https://www.neliti.com/id/publications/207522/analisa-kondisi-kerusakan-jalan-raya-pada-lapisan-permukaan-studi-kasus-jalan-ra

Soleman, R., Mirza, M., & Sofwan, A. (2019). Rancang Bangun Prototype SensorCerdas Parkir Mobil. Jurnal Penelitian Teknik Dan Informatika, 1(2), 119–127.

Subinto, M., & Rizal. (2012). Alat Pengukur Pemakaian Energi ListrikMenggunakan Sensor Optocoupler Dan Mikrokontroler At89S52. JurnalIlmiah Foristek, 2(2), 184–189.http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/FORISTEK/article/download/1052/845

Udara, B., Gusti, I. I., & Rai, N. (2018). Majalah ilmiah semi populer. IX(11).

Utara, U. S. (2015). Tinjauan Pustaka Sensor Ultraso. Elektronika, 5–20.

Utary, I. W. (2019). Efektifitas Undang - Undang No. 22 Tahun 2009 TentangLalu Lintas dan Angkutan Jalan Dalam Menyalakan Lampu di Siang Hari(Studi di Selong Kabupaten Lombok Timur). Solid, 9(1), 34–39.https://doi.org/10.35200/solid.v9i1.305

Wakur, J. S. (2015). Alat Penyiram Tanaman Otomatis Mengunakan ArduinoUno. In Jurnal Teknik Elektro.

Waroh, A. P. Y. (2014). Analisa Dan Simulasi Sistem Pengendalian Motor Dc.Jurnal Ilmiah Sains, 14(2), 80. https://doi.org/10.35799/jis.14.2.2014.5935

Wibowo, D. B., Priyono, M., Sulisyanto, T., & Budianto, A. E. (2019). PrototypeSistem Peringatan Dini. 2, 797–804.

rancang bangun pengendalian akselerasi pada kendaraan ...

Documents

Transcript of rancang bangun pengendalian akselerasi pada kendaraan ...