ALAT BANTU TUNA NETRA MENGGUNAKAN SENSOR JARAK BERBASIS ARDUINO
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Ari Kharisma Adi 12.11.5957
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2016
ALAT BANTU TUNA NETRA MENGGUNAKAN SENSOR JARAK BERBASIS ARDUINO Ari Kharisma Adi 1), Anggit Dwi Hartanto 2) 1, 2)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 Email :
[email protected]),
Abstract – The more the increase of the age is getting increasing technological development at this time, ranging from the manufacture of the equipment simple to sophisticatedequipment though. So the man currently is getting spoiled with the ease provided bytechnology. For reasons that I will create a tool to facilitate the tuna netra do daily activities, whichwill be installed an ultrasonic distance sensor on a stick tuna netra using the Arduino Uno microcontroller so that it can be realized with disabilities tools tuna netra an effective and easy to operate, because the information provided is in the form ofsound and vibration information. Distance measuring system can function well in measuring objects that become a barrier with a percentage of the average error of 2.5%, so that the data sent to the disabled, tuna netra fairly accurate recording system and a database of sound from the buzzer as well as vibrations from the dc motor can function properly. Keywords:tuna netra, ultrasonic sensor, microcontroller, Arduino uno, buzzer, dc motor 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi saat ini sudah melaju dengan pesat, mulai dari pembuatan peralatan yang simple hingga peralatan yang canggih sekalipun. Sehingga manusia saat ini semakin dimanjakan dengan kemudahan yang diberikan oleh teknologi. Kelemahan yang dimiliki penyandang tuna netra bukan berarti harus mengorbankan harapan hidupnya, melainkan harus menjadi penyemangat untuk berjuang dalam kehidupan mereka. Oleh karena itu, seorang penyandang tuna netra memerlukan alat bantu sebagai pengganti fungsi mata, yaitu indra penglihatan mereka. Selain berupa tongkat yang biasa dipakai, yang merupakan alat bantu dengan kerja sistem indra peraba, tuna netra juga membutuhakan alat ganti indra penglihatannya, sehingga perlu ada pengembangan produk ke arah penggunaan sensor ultrasonik yang dapat mendeteksi benda sekitar berdasar pembacaan objek dan mempunyai respon bunyi dan getar yang dapat dirasakan atau didengar penggunanya. Dengan bantuan alat ini diharapakan penyandang tuna netra dapat beraktifitas maksimal layaknya orang normal. Alat bantu yang biasa digunakan oleh para penyandang tuna netra adalah tongkat, diharapkan para
[email protected])
penyandang tuna netra dapat terbantu dengan adanya tongkat konvesional yang ada saat ini. Akan tetapi tongkat konvesional saat ini kurang membantu permasalahan yang dihadapi para penyandang tuna netra sehingga dibutuhkan perkembangan yang lebih modern. Kemajuan teknologi tidak untuk mereka yang normal akan tetapi para penyandang tuna netra pun dapat menikmati kemajuan teknologi saat ini. Berdasarkan permasalahan diatas, maka skripsi dengan judul “Alat Bantu Tuna Netra Menggunakan Sensor Jarak Berbasis Arduino” diharapkan dapat membantu ketersediaan tongkat tuna netra yang dapat memberikan mobilitas bagi para penyandang tuna netra. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, maka dapat diambil rumusan masalah adalah bagaimana merancang alat bantu tuna netra menggunakan sensor jarak? 1.3 Maksud Dan Tujuan Penelitian Membuat prototype alat bantu tuna netra menggunakan sensor jarak. Syarat kelulusan dalam menempuh jenjang Strata-1 di STMIK AMIKOM YOGYAKARTA. 1.4 Pengertian Mikrokontroler Mikrokontroller adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), EEPROM/EPROM/PROM/ ROM, I/O, Serial & Parallel, Timer, Interupt Controller. [1] 1.5 Pengertian Arduino Uno Arduino UNO merupakan salah satu jenis dari Arduino yang dilengkapi dengan converter USB serial untuk memungkinkn kompatibilitas antara PC dan sistem komunikasi serial prosesor ATmega328. Arduino UNO ini juga dilengkapi dengan beberapa LED untuk menunjukan transmisi serial (TX) dan penerimaan (RX) dan tambahan LED untuk menggunakan proyek elektronika. Strip header di bagian atas papan menyediakan akses untuk sinyal referensi analog,modulasi lebar pulsa (PWM) sinyal, input/output (I/O) dan komunikasi serial. Strip header dibagian bawah papan memberikan masukan analog untuk sistem analog ke-digital (ADC) dan terminal power supply. [2] 1
program, meng-compile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam memori mikrokontroller. [5] 1.13 Pengertian Software Fritzing Fritzing merupakan sebuah software yang bersifat open source untuk merancang rangkaian elektronika. Fritzing dikembangkan di University of Applied of Postdam.
1.6 Pengertian Sensor Ultrasonik Sensor Ultrasonik adalah sebuah sensor yang mengubah besaran fisik (bunyi) menjadi besaran listrik, pada sensor ini gelombang ultrasonic dibangkitkan melalui sebuah benda yang disebut piezoelektrik, piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonic dengan frekuensi 40 kHz ketika isolator diterapkan pada benda tersebut. [3]
1.14 Perangkat Keras Dalam perancangan alat bantu tuna netra menggunakan sensor jarak berbasis arduino memerlukan beberapa perangkat keras sebagai berikut :
1.7 Pengertian Motor DC Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).
1.14.1 ASUS A46CM Pada perancangan alat bantu tuna netra menggunakan sensor jarak berbasis arduino memerlukan laptop sebagai ekesekusi pada perancangan tersebut.
1.8 Pengertian Buzzer Menurut Satrio Tituk Kristanto 2014 Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). [4]
1.14.2 Arduino Uno Papan arduino uno berfungsi sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem atau bisa disebut sebagai otak sistem. Rangkaian ini dilengkapi dengan port-port dimana dapat berfungsi untuk menghubungkan alat elektronik lainnya, selain itu papan arduino uno tersebut mempunyai beberapa jenis memori dengan fungsi yang berbeda-beda, salah satunya berfingsi untuk menyimpan kode program. 1.14.3 Sensor Ultrasonik Sensor ultrasonik ini digunakan sebagai sebuah perangkat keras yang berfungsi untuk mendeteksi objek yang ada didepan dengan jangkauan maksimal 150cm. 1.14.4 Motor DC Motor dc digunakan sebagai alarm kepada pengguna berupa getaran jika didepan terdapat halangan.
1.9 Pengertian Power Bank Power bank adalah sebuah piranti yang digunakan untuk memasukan energi listrik kedalam baterai yang bisa diisi ulang tanpa harus menghubungkan piranti tersebut pada outlet listrik. Namun pengisi baterai ini memiliki daya tampung energi listrik sehingga ketika daya tersebut telah habis terpakai, harus kembali diisi dengan cara menghubungkan kabel dengan outlet listrik
1.14.5 Power Bank Power bank digunakan sebagai sumber daya agar perangkat mikrokontroler dapat bekerja. 1.14.6 Saklar Push Button Saklar berfungsi untuk menghubungkan aliran listrik.
1.10 Pengertian Saklar Push Button Saklar atau lebih tepatnya adalah saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik.
memutuskan
atau
1.11.7 Buzzer Pada rangkaian tersebut, buzzer berfungsi sebagai alarm atau tanda pemberitahuan bahwa sensor mendeteksi objek yang ada didepan.
1.11 Pengertian Kabel Data Kabel data adalah sebuah alat penghubung yang berfungsi mengalirkan data signal digital maupun analog dari 1 perangkat keras ke perangkat keras yang lain. Kabel data ini sebagai penghubung antara komputer dan Arduino, kabel berfungsi untuk mengupload program kedalam mikrokontroler Arduino.
2.
Pembahasan
2.1 Desain Rangkaian Mikrokontroler Merupakan rangkaian dasar mikrokontroler yang terdiri dari Arduino Uno, sensor ultrasonic HC-SRF04, buzzer dan motor dc.
1.12 Pengertian Software Arduino Menurut Yuwono Marta Dinata 2015 IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis 2
Gambar 3 Pemasangan Motor DC
2.2.3 Pemasangan Komponen Buzzer Pemasangan pin buzzer pada sistem minimum Arduino Uno juga menggunakan kabel male female sebagai penghubung antara buzzer dengan board Arduino Pro Mini, buzzer hanya memiliki dua pin yang akan dihubungkan pada sistem minimum Arduino Uno yaitu pin (+) dan pin (-).
Gambar 1 Rangkaian Visual Komponen 2.2 Pemasangan Komponen Elektronik Komponen yang akan dirangkai adalah Arduino Uno, Sensor Ultrasonik HC-SR04, buzzer, motor dc, power bank dan saklar push button. Komponen tersebut akan dihubungkan dengan menggunakan kabel male female. 2.2.1 Pemasangan Komponen Sensor Ultrasonik Pemasangan pin sensor ultrasonik HC-SR04 pada mikrokontroler Arduino Uno menggunakan kabel male female sebagai penghubung. Sensor ultrasonik HCSR04 mempunyai 4 pin yaitu VCC, GND, TRIG dan ECHO.
Gambar 4 Pemasangan Buzzer
2.2.4 Rangkaian Komponen Elektronik Rangkaian komponen yang sudah dipasang secara keseluruhan tetapi rangkaian tersebut adalah rangkaian sementara yang akan di uji terlebih dahulu sebelum dimasukkan kedalam tongkat tuna netra.
Gambar 2 Pemasangan Sensor Ultrasonik
2.2.2 Pemasangan Komponen Motor DC Pemasangan pin motor dc pada Arduino Uno juga menggunakan kabel male female sebagai penghubung,buzzer hanya memiliki 2 pin yaitu pin (+) dan pin (-).
Gambar 5 Rangkaian Keseluruhan 3
2.3 Pemasangan Alat Pada Tongkat Tuna Netra Proses dimana rangkaian mikrokontroler dikemas kedalam tongkat tuna netra agar lebih rapi dan mudah digunakan oleh para penyandang tuna netra. Tongkat terbuat dari stainless dengan panjang 1 m, tempat Arduino dan power bank 15x6 cm dan tempat sensor jarak 10x4 cm. 2.3.1 Packaging Arduino Dan Power Bank Merupakan tempat dimana sistem utama diletakkan, dengan ukuran 15x6 cm. Yang berisi Arduino Uno, power bank dan buzzer, steropom digunakan agar alat tidak goyang saat digunakan.
Gambar 8 Hasil Akhir Rangkaian Mikrokontroller 2.4 Pengujian Alat Pengujian rangkaian mikrokontroller dapat dilakukan apabila seluruh rangkaian elektronik seperti Arduino Uno, Sensor Ultrasonik, Buzzer, Motor DC, Saklar dan Power Bank sudah terpasang dengan benar dan file program telah di upload ke dalam memori arduino uno.
Gambar 6 Packaging Arduino Dan Power Bank 2.3.2 Packaging Sensor Ultrasonik Merupakan tempat sensor ultrasonik berada, yang mempunyai ukuran 10x4 cm, steropom digunakan agar sensor tidak goyang saat digunakan dan pembacaan objek bisa lebih baik.
No
1.
Gambar 7 Packaging Sensor Ultrasonik 2.3.3 Packaging Akhir Rangkaian Mikrokontroller Merupakan tahapan akhir dalam perancangan alat, tongkat tuna netra terbuat dari stainlees dengan panjang 1 m mempunyai stiker warna hijau yang bisa menyala saat digunakan malam hari.
2.
4
Tabel 1 Pengujian Alat Kondisi Kondisi Kondisi Sensor Buzzer Motor DC Saat sensor Buzzer Motor DC mendeteksi akan akan objek berbunyi bergetar didepan selama selama dengan sensor sensor jarak 0mendeteksi mendeteksi 30cm. objek. objek.
Saat sensor mendeteksi objek didepan dengan jarak 3060cm.
Buzzer akan berbunyi selama sensor mendeteksi objek.
Motor DC akan bergetar selama sensor mendeteksi objek.
Kesimpulan Sesuai yang tertera pada alat ukur yaitu 030cm, buzzer dan motor dc akan berhenti jika objek diluar jangkauan. Sesuai yang tertera pada alat ukur yaitu 3060cm, buzzer dan motor dc akan berhenti jika objek diluar jangkauan.
No
3.
4.
5.
Kondisi Sensor
Kondisi Buzzer
Saat sensor mendetek si objek didepan dengan jarak 6090cm.
Buzzer akan berbunyi selama sensor mendetek si objek.
Kondisi Motor DC Motor DC akan bergetar selama sensor mendetek si objek.
Saat sensor mendetek si objek didepan dengan jarak 90150cm.
Buzzer akan berbunyi selama sensor mendetek si objek.
Motor DC akan bergetar selama sensor mendetek si objek.
Saat sensor mendetek si objek didepan dengan jarak lebih dari 150cm.
Buzzer tidak akan berbunyi
Motor DC tidak akan bergetar.
serta selesainya penyusunan skripsi dan pembuatan alat dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Penelitian ini telah menghasilkan sebuah prototipe sebuah tongkat tuna netra yang mempunyai kemampuan untuk mendeteksi sebuah objek yang ada didepan, sehingga memudahkan para penyandang tuna netra dalam melakukan aktifitas. 2. Tongkat tuna netra ini dapat memberikan alarm berupa bunyi dan getaran kepada pengguna jika ada halangan didepannya pada jarak 0 cm sampai dengan 150 cm. 3. Power daya untuk menghidupkan alat ini menggunakan power bank sebesar 5 v. 3.2 Saran Saran yang dapat diberikan untuk langkah pengembangan dan penelitian selanjutnya sebagai berikut: 1. Menambahkan sebuah sensor yang dapat mendeteksi lubang sebagai peringatan terhadap pengguna. 2. Penambahan indikator daya jika power daya sudah mau habis dengan memberi respon getar. 3. Jangkauan sensor ultrasonik bisa mencakup segala arah agar pembacaan objek lebih akurat.
Kesimpulan Sesuai yang tertera pada alat ukur yaitu 6090cm, buzzer dan motor dc akan berhenti jika objek diluar jangkauan. Sesuai yang tertera pada alat ukur yaitu 90150cm, buzzer dan motor dc akan berhenti jika objek diluar jangkauan. Sesuai yang tertera pada alat ukur yaitu lebih dari 150cm, buzzer dan motor dc tidak akan berbunyi dan bergetar karena objek diluar jangkauan.
4.
[1] Widodo Budiharto, S.Si, M.Kom. 2004. Interfacing Komputer Dan Mikrokontroler Jakarta:Penerbit Elex Media Komputindo, hal 133 [2] Banzi, Massimo. 2009. Getting Started with Arduino. London:O’Reilly Media [3] Sumardi. 2013. Belajar AVR Mulai Dari Nol, Yogyakarta:Graha Ilmu, hal 114 [4] Tituk Kristanto, Satrio. 2014. Sistem Pengunci Pintu Rumah Memakai Keypad Dengan Password Menggunakan LED Dan Bazzer Sebagai Output. Skripsi Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. [5] Marta Dinata, Yuwono. 2015. Arduino Itu Mudah. PT Elex Media Komputindo. Jakarta. Biodata Penulis
Setelah melakukan pengujian pada setiap komponen, maka dilakukan pengujian pada keseluruhan sistem. Pengujian ini dilakukan dengan cara menggunakan langsung tongkat tuna netra untuk berjalan dan menyesuaikan dengan alat ukur yaitu meteran. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan alat dan melihat pengaruh alat terhadap halangan maupun ketika tidak terdapat halangan. Setelah dilakukan pengujian berulang ulang diketahui alat ini dapat bekerja dengan baik dan benar. 3.
Daftar Pustaka
Ari Kharisma Adi, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2016. Anggit Dwi Hartanto, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom) Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta. Program Pasca Sarjana Magister Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta.
Penutup
3.1 Kesimpulan Berdasarkan pembahasan dan penjelasan keseluruhan materi dengan judul “Alat Bantu Tuna Netra Mengggunakan Sensor Jarak Berbasis Arduino”
5
