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
i
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
ii
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 iii
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
iv
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 2cm500m 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.
v
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 1
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 : 5V
0% = AnalogWrite (0)
25% = AnalogWrite (64) 5V
0V
0V 50% = AnalogWrite (127)
75% = AnalogWrite (191)
5V
5V
0V
0V
T hight T low
5V
0V
100% = AnalogWrite (255)
Gambar 2. Visual Perhitungan Kecepatan PWM
2
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.
c.
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.
3
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 a. b. c. d. e. f. g.
Bahan meliputi : Mur Baut. Kabel untuk komponen komponen PCB. Dioda. Solder. Timah. Bahan chasis. Soket.
4
Alat meliputi : a. Obeng b. Tang potong c. Solder d. Alat pemotong bahan body
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.
To Leptop
USB
Arduino
IC 1 X1
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.
5
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
600 500
500
496
Jarak cm
400
400
396
300
300
295
Menggunakan Meteran
200
Di baca sensor Ultrasonik
100
100
98
0 100
300
400
500
Jarak (cm)
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, 6
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.
7
70
126 123 120 117 114 111 108 105 103 100
60
100
PWM
50 40 100
30
(cm)
20 10 0
Waktu (ms)
Gambar 9. Kontrol waktu terhadap pwm 64 jarak 100cm. 140
329 325 321 319 315 312 309 306 304 300
120
PWM
100 300
80
300
60
(cm)
40 20 0
Waktu (ms)
Gambar 10. Kontrol waktu terhadap pwm 127 jarak 300cm.
250 200
423 421 418 416 413 411 409 407 402 400
PWM
150 100
400
(cm) 400
50 0
Waktu (ms)
Gambar 11. Kontrol waktu terhadap pwm 191 jarak 400cm.
8
300 >500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 >500 500 250
PWM
200 150 (cm)
100
500 500
50 0
Waktu (ms)
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).
9
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 Atmega8535.Universitas Sanata Dharma Yokyakarta .
10
Berbasis
Mikrokontrolet
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 .
11
