ISSN : TELEKONTRAN Jurnal Ilmiah Online Telekomunikasi, Kendali dan Elektronika Terapan

1

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014

ISSN : 2303 - 2901

TELEKONTRAN Jurnal Ilmiah Online Telekomunikasi, Kendali dan Elektronika Terapan

Volume 02, Nomor 1, November 2014 `

Analisa Sistem Power Solar Panel Satelit Ahmad Fauzi

1–6

Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis Ari Tri Overa, Muhammad Aria

7 - 18

Telemonitoring Elektrokardiografi Portabel Uriep Suriepto, Jana Utama

19 - 28

Sistem Pengaman Kendaraan Bermotor Roda Dua Menggunakan Kunci Kontak Wireless Berbasis Mikrokontroler Raden Bayu Zaky Mahardhika

29 - 38

Implementasi Sistem Otomatis pada Robot Kapal Berbasis Komputer Vision Untuk Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional Yogi Adi Nugraha

39 – 52

Rancang Bangun Sistem Printer Tanpa Kabel Berbasis Bluetooth dan WIFI Ahmad Irfan Yusuf

53 – 60

Transceiver Audio Wireless One Point to Multipoint untuk Laboratorium Bahasa Sindie Vini Asyani, Tri Rahajoeningroem

61 – 72

Rancang Bangun Alat Pengisi dan Pemutus Baterai Laptop Otomatis Untuk Berbagai Jenis Laptop Indra Kurnia, Bobi Kurniawan

73 – 81

telekontran.te.unikom.ac.id

Program Studi Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia


Jurnal Ilmiah Telekomunikasi, Kendali dan Elektronika Terapan (TELEKONTRAN) Volume 2 No.1 November 2014 ISSN 2303 - 2901

Pelindung Dr. Ir. H. Eddy Soeryanto Soegoto Rektor Universitas Komputer Indonesia

Pembina Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc

Pemimpin Redaksi Tri Rahajoeningroem, M.T.

Editor Pelaksana Muhammad Aria, M.T. Bobi Kurniawan, S.T., M.Kom Jana Utama, M.T. Rodi H, M.T. Budi Herdiana, M.T.

Jurnal ini terbit dua kali setahun

Alamat Redaksi Program Studi Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Jl. Dipati Ukur 114 Bandung 40132 Telp/Fax : (022) 2504119 / (022) 2533754 e-mail : [email protected] http://telekontran.te.unikom.ac.id

2

i


Pengantar Redaksi Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah S.W.T, atas berkat dan karunia-Nya pada tahun 2014 ini Program Studi Teknik Elektro – Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer - Universitas Komputer Indonesia, telah dapat mempublikasikan Jurnal Ilmiah untuk bidang telekomunikasi, kecerdasan buatan, kendali dan elektronika terapan yang dibernama TELEKONTRAN. Redaksi jurnal TELEKONTRAN mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis yang telah menyampaikan karya tulisnya untuk dimuat dalam Jurnal TELEKONTRAN ini. Pada kesempatan ini juga, redaksi memberi kesempatan kepada para peneliti dari instansi lain yang terkait dengan bidang telekomunikasi, kecerdasan buatan, kendali dan elektronika terapan, untuk dapat ikut menerbitkan hasil penelitiannya pada Jurnal ini. Semoga jurnal ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat memberi kontribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan yang terkait. Akhir kata, jika dalam penyampaian isi jurnal terdapat kekurangan-kekurangan, mohon sekiranya dapat memberikan saran, kritik dan masukan yang membangun guna perbaikan dimasa mendatang. Bandung, November 2014

Redaksi

ii


DAFTAR ISI PENGANTAR REDAKSI

i

DAFTAR ISI

ii

Analisa Sistem Power Solar Panel Satelit (Ahmad Fauzi)

1–6

Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis

7 – 18

(Ari Tri Overa, Muhammad Aria) Telemonitoring Elektrokardiografi Portabel

19 – 28

(Uriep Suriepto, Jana Utama) Sistem Pengaman Kendaraan Bermotor Roda Dua Menggunakan Kunci Kontak Wireless Berbasis Mikrokontroler

29 – 38

(Raden Bayu Zaky Mahardhika) Implementasi Sistem Otomatis pada Robot Kapal Berbasis Komputer Vision Untuk Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional (Yogi Adi Nugraha)

39 – 52

Rancang Bangun Sistem Printer Tanpa Kabel Berbasis Bluetooth dan WIFI (Ahmad Irfan Yusuf, Bobi Kurniawan)

53 – 60

Transceiver Audio Wireless One Point to Multipoint untuk Laboratorium Bahasa (Sindie Vini Asyani, Tri Rahajoeningroem)

61 – 72

Rancang Bangun Alat Pengisi dan Pemutus Baterai Laptop Otomatis Untuk Berbagai Jenis Laptop (Indra Kurnia, Bobi Kurniawan)

73 – 81

1


Analisa Sistem Power Solar Panel Satelit Analysis of Satellite Solar Panel Power System Ahmad Fauzi Pusat Teknologi Satelit-LAPAN Jl. Cagak Satelit KM.04 Rancabungur, Bogor 16310 Email: [email protected]

Abstrak Dewasa ini terdapat beberapa bentuk satelit nano, salah satunya berbentuk kubus. Satelit berbentuk kubus ini tersusun dari beberapa sub sistem, diantaranya sub sistem power yang merupakan sumber energi dan daya satelit untuk dapat beroperasi diorbitnya sesuai dengan misi dan tujuan yang diinginkan. Analisa power satelit dilakukan pada kondisi orbit satelit saat menghadap matahari (daylight ) dan kondisi tidak mendapat cahaya matahari atau satelit berada di daerah bayang-bayang bumi (eclipse). Hasil analisa satelit nano orbit LEO antara ketinggian 300 km – 1500 km dan dengan menggunakan beberapa data asumsi dapat ditampilkan dalam bentuk grafik yang memperlihatkan bahwa besarnya waktu daylight dan waktu eclipse mempengaruhi besarnya jumlah energi dan daya eclipse power end of life satelit rata-rata sebesar 9.16 kJoule dan 4.30 Watt. Kata Kunci : Power, satelit, orbit, daylight , eclipse Abstract Nowadays there are several forms of nano-satellites, one of which is cube shape. The cube-shaped satellites are composed of several sub systems including the power sub system which is the sources of energy and power in order to operate the satellite in its orbit in accordance with the mission and goals desired. Satellite power analysis is performed on the current condition of the satellite‟s orbit to forward face to the sun, it‟s called sunlight or daylight condition and doesn‟t receive of sunlight or the satellites are in the shadow of the earth, and it‟s called eclipse condition. The analysis result for LEO (Low Earth Orbit) satellite with altitude between 300 km‟s to 1500 km‟s and by using some assumptions data are shown in the graph which the mount of daylight time and eclipse time give effect of the energy and eclipse power end of life satellite are average to 9.16 k Joule‟s and 4.30 Watt‟s. Keywords : power, satellite, orbit, daylight , eclipse

I.

PENDAHULUAN

Satelit merupakan benda angkasa yang mengorbit mengelilingi bumi dengan bobot tertentu yang terdiri dari banyak sub sistem, diantaranya sub sistem struktur, ADCS (Attitude Determination Control System), Muatan (payload), OBDH (On Board Data Handling), Power, dan TT&C (Telemetry and Telecommand). Satelit merupakan wahana luar angkasa yang mengorbit pada rotasi bumi. Pergerakan satelit mengelilingi bumi karena satelit mempunyai sumber energi yang tersimpan dalam baterai. Energi yang tersimpan dalam baterai tersebut digunakan oleh satelit pada saat satelit berada dalam bayang-bayang bumi atau disebut juga keadaan eclipse. Energi yang tersimpan dalam baterai merupakan hasil perubahan energi

matahari menjadi energi listrik, yaitu dimana cahaya yang mengenai solar panel satelit akan diubah menjadi energi listrik yang disimpan ke dalam baterai. Pada sub sistem power satelit, terdiri dari beberapa bagian penting diantaranya sumber power dimana energi utama bersumber dari cahaya matahari, penyimpan power (baterai) sebagai penyimpan energi saat satelit berorbit tidak terkena cahaya matahari (eclipse) dan pendistribusi power dan kendali sebagai pemasok energi ke sub sistem satelit lainnya. Sel surya merupakan suatu bahan semikonduktor dioda pn-junction dari silikon kristal tunggal dan dengan menggunakan photoelectric efek dari bahan semikonduktor, sel surya dapat langsung mengubah cahaya matahari menjadi listrik searah (DC). Sesuai dengan

2

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 perkembangan teknologi sel surya dapat digunakan dalam aplikasi angkasa dalam skala besar, yaitu dalam aplikasi panel surya satelit. Panel surya yang digunakan pada satelit besar maupun kecil terdiri dari beberapa sel surya yang saling berhubungan satu sama lain membentuk suatu panel surya dan beberapa panel surya digabungkan menjadi kesatuan yang disebut array, seperti terlihat pada Gambar 1. Pada kajian studi kasus dalam makalah ini akan dipaparkan analisa perhitungan besarnya power dan energi yang dibutuhkan oleh satelit, dalam hal ini satelit nano, saat satelit menghadap arah matahari (daylight ) dan saat satelit dalam keadaan eclipse. Adapun data yang akan digunakan dalam analisa ini adalah data parameter satelit, data sheet solar cell yang digunakan dan data pendukung lainnya. Sehingga besarnya power yang akan digunakan oleh satelit dapat diketahui sebagai operasional satelit jika diluncurkan di orbitnya nanti.

II.

ANALISA POWER DAN STRUKTUR SATELIT

Pada kajian studi ini, satelit nano yang akan dianalisa adalah satelit nano berbentuk kubus satu tingkat atau disebut juga 1U-Cube-sat, dengan spesifikasi dimensi 10 cm x 10 cm x 10 cm dan data struktur satelit, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2 dan Tabel 1.

Gambar 2. Dimensi struktur satelit Banyaknya jumlah solar panel yang digunakan pada satelit ini adalah 5 buah panel. Jumlah panel tersebut akan menentukan daya maksimum yang akan digunakan oleh semua sub sistem[6]. Ketersediaan power pada satelit sangat menentukan kinerja satelit yang akan diluncurkan agar sub sistem elektronika dapat bekerja maka perlu dianalisa ketersediaan power satelit agar

satelit dapat bekerja secara optimal. Ketersediaan power satelit yang dihasilkan dari matahari sangat dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain, faktor orbit satelit, jumlah dan ukuran solar panel, jenis dan efisiensi solar cell dan sudut matahari[1]. Salah satu faktor ketersediaan power satelit yang sangat mempengaruhi dan menjadi pertimbangan kinerja operasi dan umur satelit jika berada di orbitnya adalah jenis solar sel yang digunakan. Pada analisa ini solar sel yang digunakan adalah ATJ cell jenis GaAs (Emcore) yang sudah space improvement digunakan oleh satelit Kari milik Korea, dengan performance seperti yang diperlihatkan pada Tabel 2.

III.

METODE

Metode yang digunakan dalam analisa ini seperti yang ditunjukkan oleh diagram alir pada Gambar 3, dimana data yang ada diolah menggunakan analisa perhitungan secara matematis untuk memudahkan dalam proses perhitungan. Proses perhitungan ini menggunakan rumus dari literatur yang ada dengan didukung oleh data parameter konstanta dan beberapa data asumsi, sehingga dapat diketahui lamanya waktu eclipse dan waktu daylight satelit, dan power serta energi yang dibutuhkan oleh satelit.

IV.

PEMBAHASAN DAN HASIL

Analisa power satelit ini merupakan langkah awal yang digunakan untuk menghitung besarnya power yang dihasilkan oleh solar panel satelit dengan menggunakan beberapa data asumsi, antara lain:  Intensitas matahari, Gs = 1420 W/m2 (worst case)  Efisiensi solar sel BOL, η= 27.5%  Efisiensi solar sel EOL, η=21%  Luas satu permukaan solar panel 8.5 cm x 10 cm, A= 85 cm2  Jumlah solar panel, n= 5 buah Jumlah intensitas matahari yang digunakan dalam perhitungan ini adalah konstansta matahari, dimana nilai rata-ratanya adalah 1367 W/m2 . Dalam analisa ini menggunakan nilai konstanta lainnya yang lebih ekstrim sebesar 1420 W/m2 (worst case). Sehingga persamaan berikut digunakan untuk menghitung power maksimum dan power minimum yang dihasilkan oleh satelit.

3

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 BOL maksimum power output (Poutmax):  Power output = Efisiensi maks x Intensitas matahari (1) Power output = 27.5% x 1420 W/m2 = 390.5 W/m2  Power satelit= Power output x Luas satu permukaan solar panel (2) Power satelit = 390.5 W/m2 x (85 x 10-4 m2 ) = 3.32 W per panel dan EOL minimum power output (Poutmin ) dengan menggunakan persamaan 1 dan 2 diperoleh:  Power output = 21% x 1420 W/m2 = 298.2 W/m2



Power satelit = 298.2 W/m2 x (85 x 10-4 m2 ) = 2.53 W per panel Faktor power EOL satelit harus diperhitungkan agar satelit dapat beroperasi secara optimal sesuai dengan misi ilmiah satelit tersebut. Untuk menghitung besarnya power yang dibutuhkan satelit selama kondisi eclipse harus mencari tahu berapa lamanya satelit ketika menghadap matahari untuk mengumpulkan energi ke dalam baterai. Ketika satelit menghadap matahari, energi yang diserap oleh panel surya akan disimpan dalam baterai dan energi tersebut akan digunakan oleh satelit saat satelit dalam kondisi eclipse.

Gambar. 1 Komponen sistem sel surya (Sumber: http://solareis.anl.gov/guide/solar/pv/index.cfm) Tabel.1 Spesifikasi Al 7075-T6[3] Faktor Physical properties Mechanical properties Thermal Properties

Aluminium 7075-T6 Density 2810 kg/m3 Modulus of Elasticity 71.7 GPa Specific Heat Capacity 960 J/kg°C Thermal Conductivity 130 W/m-K

Tabel. 2 Performance solar sel ATJ (Emcore)[2] Electrical Parameters@AMO (135.3 mW/cm2 ) 28°C BOL Efficiency at Maximum Power 27.5% Voc 2.60 V Jsc 17.1 mA/cm2 Vmp 2.30 V Jmp 16.2 mA/cm7 Fully space-qualified with proven flight heritage in LEO and GEO environments Excellent radiation resistance with P/Po = 0.89 @ 1 MeV, 5E14 e/cm2 fluence

4


Gambar. 3 Diagram proses perhitungan power dan energi satelit Pada study satelit nano ini, yang diorbitkan dengan ketinggian 500 km, satelit bergerak dengan kecepatan 7.6 km/detik (27360 km/jam) dan akan mengorbit pada bumi sebanyak 15.22 kali per hari, artinya satelit membutuhkan waktu, P sekitar 94.62 menit untuk mengelilingi bumi dan waktu maksimum yang dibutuhkan oleh satelit di daerah eclipse (tidak ada cahaya matahari), Te adalah sekitar 35.75 menit, sehingga satelit berorbit dan terkena cahaya matahari, Td sekitar 58.86 menit atau 3531.6 detik. Untuk menghitung besarnya energi yang dibutuhkan oleh satelit pada kondisi siklus eclipse matahari [7] adalah,

Energi yang dihasilkan oleh solar panel satelit pada kondisi normal selama siang hari (daylight ) akan digunakan sebagai daya operasional satelit di orbit [4], dan juga disimpan dalam baterai yang akan digunakan ketika satelit dalam kondisi eclipse. Pada kondisi ini besarnya power yang akan digunakan untuk operasionalnya satelit dapat dihitung dengan persamaan 4[7].

WEOL energy per cycle = P EOL [Watt] x Td [detik] (3)

Berikut hasil analisa power satelit nano 1UCubesat terhadap ketinggian orbit LEO seperti diperlihatkan pada Gambar 4.

WEOL energy per cycle = 2.260 W x 3531.6 s = 7,981.42 Joule

PEP EOL Eclipse Power [W] = WEOL energy per cycle [J] / Eclipse Time, Te [s] (4) PEP EOL Eclipse Power [W] = 7,981.42 J / 2145 s = 3.721 W

5


Gambar.4 Grafik power satelit Pada grafik dapat dilihat bahwa pada ketinggian orbit LEO (Low Earth Orbit) [5] dari 300 km – 1500 km, power eclipse end of life PEP EOL, satelit mengalami power/daya yang semakin besar dan juga energi yang dibutuhkan semakin besar karena dipengaruhi oleh faktor kondisi terkena cahaya matahari dan kondisi eclipse, angular radius bumi, periode orbit dan ketinggian orbit satelit, sedangkan power beginning of life PBOL dan power end of life PEOL secara perhitungan matematis relatif bernilai tetap karena kedua power tersebut tidak dipengaruhi oleh faktor parameter data orbit.

V.

KESIMPULAN

Ketersediaan power satelit yang berasal dari matahari dengan menggunakan solar panel dan tersimpan di dalam baterai sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain faktor daylight dan eclipse satelit, angular radius bumi, periode orbit dan ketinggian orbit, karena faktor-faktor tersebut menentukan batasan umur satelit. Ketersediaan energi dan daya yang dihasilkan oleh solar panel juga mendukung kinerja operasional satelit. Dari hasil analisa diperoleh rata-rata besarnya energi dan daya satelit pada ketinggian orbit LEO antara 300 km – 1500 km adalah 9.16 kJoule dan 4.30 Watt.

DAFTAR PUSTAKA [1] Abdul Karim (2013), “ Rancang Bangun Simulator Satelit”, Seminar Nasional Sistem Informasi Indonesia (SESINDO), pp. 251-158 [2] AT J_datasheet1.pdf, www.emcore.com, diakses: 22/1/2014 [3] Data Sheet Aluminium 7075T 6 available at: http://cdn.shopify.com/s/files/1/0336/6293/files/7075T6Al.pdf , diakses: 10/3/2014 [4] R. Wertz James and J. Larson Wiley, (1999), “ Space Mission Analysis and Design”, T hird Edition, Space T echnology Library, Space T echnology Series. [5] Satelit, http://id.wikipedia.org/wiki/Satelit, diakses: 28/1/2014. [6] Slamet Widodo (2013), “ Proses Manufaktur dan Integrasi Struktur Inasat-1 LAPAN”, Berita Dirgantara, Vol. 14, No.1, pp. 35-43 [7] Solar Panel Design Decision and General information Sheet, available at: http://browncubesat.org/wpcontent/uploads/2013/01/Solar-Panel-Documentation.pdf, diakses: 17/2/2014.

Nomenclature: RE Radius bumi, km σ Konstanta Stefan Boltzmann, 5.67 x 10-8 W/m2 K4 μEarth Konstanta gravitasi bumi, km3 /s2 H Tinggi orbit, km ρ Angular radius bumi, degree Ka Faktor albedo a Semi major axis orbit, km v Kecepatan orbit, km/s P Periode orbit, menit TE Eclipse time, menit Td Daylight time, menit PBOL Power beginning of life, W

6


PEOL WEOL PEP EOL GS

Power end of life, W Energy end of life, kJoule Eclipse power end of life, W Intensitas matahari, W/m2

η A n

Efisiensi solar sel Luas penampang solar panel, m2 Jumlah solar panel


7

Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis Vehicle Guidance System for Automatic Parallel Parking Ari Tri Overa, Muhammad Aria Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : [email protected]

Abstrak Paper ini akan membahas tentang sistem pemandu kendaraan untuk parkir paralel secara otomatis.

Perancangan sistem parkir ini dibuat dalam bentuk prototype mobil yang terdiri dari rangkaian mikrokontroler ATmega 32, sensor ultrasonik SR-04, optocoupler, motor dc dan motor servo. Sensor ultrasonik SR-04 dan optocoupler merupakan masukan dari sistem ini yang akan diproses oleh mikrokontroler ATmega 32 dan nantinya akan menghasilkan keluaran ke motor dc dan motor servo. Sistem parkir otomatis ini diawali dengan prototype mobil mencari ruang parkir yang sesuai dengan ukuran yang ditentukan dan kemudian melakukan manuver parkir masuk ke ruang parkir. Kontrol logika Fuzzy yang digunakan pada sistem parkir ini terdapat pada proses manuver parkir. Masukan dari kontrol logika Fuzzy ini yaitu sensor ultrasonik yang dipasang di prototype mobil bagian kiri-depan dan belakang. Setiap masukan tersebut akan diolah menggunakan logika Fuzzy untuk menentukan besar dan arah putaran dari motor servo sebagai steering dari prototype mobil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertama yaitu sistem pemandu kendaraan parkir paralel secara otomatis ini dapat bekerja cukup baik dengan rata-rata tingkat keberhasilan 85% untuk deteksi space dan 75% untuk proses parkir hingga selesai dengan ukuran space sepanjang 72 cm dan lebar 40 cm. Kedua yaitu algoritma Fuzzy telah berhasil diimplementasikan ke mikrokontroler dan telah dibandingkan dengan hasil perhitungan Matlab serta manual dimana menunjukkan hasil yang sama untuk masukan yang sama pula. Ketiga yaitu hasil pengukuran jarak dari sensor ultrasonik SR-04 menunjukkan hasil yang hampir sama dengan ukuran yang sebenarnya. Keempat yaitu penggunaan optocoupler sebagai counter dapat digunakan. Kelima yaitu duty cycle pada pengujian PWM merupakan bagian utama dalam mengatur kecepatan motor DC. Keenam yaitu sinyal kontrol yang dibuat untuk mengatur motor servo sama dengan dengan sinyal kontrol yang dijadikan acuan. Ketujuh yaitu pengujian sistem secara bertahap mulai dari maju mendeteksi space hingga mundur melakukan proses parkir dilakukan untuk mendapatkan ukuran space serta jarak yang ideal untuk melakukan parkir secara keseluruhan yaitu sepanjang ±72 cm dan lebar ±40 cm. Kata Kunci : Paralel Parkir, Logika Fuzzy, Parkir Otomatis, Pemandu Kendaraan Parkir, Counter Space Parkir Abstract

In this paper will be discussed on an automatic parallel parking system. Parking system design is made in the form of a prototype car which consists of a microcontroller ATmega 32, SR-04 ultrasonic sensors, optocoupler, dc motors and servo motors. SR-04 ultrasonic sensors and optocoupler are input of the system. They are will be processed by the microcontroller ATmega 32 and will produce output to dc motors and servo motors. The automated parking system begins with a prototype car looking for a parking space in accordance with the specified size and then enter the parking maneuver into parking spaces. Fuzzy logic control is used in the parking system was found in the parking maneuver. Input of the fuzzy logic control is the ultrasonic sensors mounted on the left side-car prototype front and rear. Any input will be processed using fuzzy logic to determine the magnitude and direction of rotation of the steering servo motors of the prototype car. The results showed that first is the automatic parallel parking assistance system this can work quite well with the average success rate of 85% for detection of space and 75% for the process to complete the

8


parking space size of 72 cm long and 40 cm wide. Second is Fuzzy Algorithms have been successfully implemented into the microcontroller and has been compared with the results of the calculation of Matlab and manual which shows the same results for the same input as well. Third is the results of the ultrasonic sensor measures the distance from the SR-04 showed almost the same results with the actual size. Fourth is the use of the optocoupler can be used as a counter. Fifth is to test the PWM duty cycle is a major part in regulating the speed of a DC motor. Sixth is The control signal is made to set the servo motor is equal to the control signal is used as a reference. Seventh is the system in stages starting from the advanced detecting space to reverse the process is done to get the size of the parking space and distance are ideal for the overall parking along the ± 72 cm and ± 40 cm wide. Keywords : Parallel Parking, Fuzzy Logic, Automated Parking, Guide Vehicle Parking, Counter Space Parking, AssistanceVehicle For Parallel Parking

VI.

PENDAHULUAN

Banyaknya produksi dan pengguna mobil saat ini menjadikan sarana parkir yang tersedia tidak memadai. Salah satu cara atau metoda parkir kendaraan roda empat adalah parkir secara paralel yaitu, metoda parkir dengan posisi kendaraan dalam satu garis (sejajar) dengan kendaraan lain. Kemampuan melakukan manuver parkir secara paralel ini merupakan salah satu bagian tersulit bagi pengemudi, terutama bagi lansia dan mereka yang baru dalam belajar mengemudi. Lahan parkir yang sempit, batasan pergerakan mobil, serta jarak antara mobil menyulitkan pengemudi untuk melakukan proses parkir ini. Kesulitan - kesulitan tersebut menjadi salah satu alasan menjadikan proses parkir secara paralel ini dilakukan secara otomatis, guna mengurangi resiko serta tekanan bagi pengemudi. Maka pada paper ini akan membahas tentang sistem pemandu kendaraan untuk parkir paralel secara otomatis.

VII.

a. Fuzzification Proses Fuzzification yaitu mengubah nilai suatu masukan menjadi suatu fungsi keanggotaan Fuzzy. Pada proses ini Membership Function ditentukan. Membership Function adalah suatu kurva yang menunjukkan pemetaan titik-titik input data kedalam nilai keanggotaannya.  Representasi Kurva Segitiga Kurva segitiga pada dasarnya merupakan gabungan antara 2 garis linear.

Gambar 1. Representasi Kurva Segitiga Representasi kurva sebagai berikut:

segitiga

adalah (1)

DASAR TEORI Atau

A. Logika Fuzzy Logika Fuzzy memungkinkan nilai keanggotaan antara 0 dan 1, tingkat keabuan dan juga hitam dan putih, dan dalam bentuk linguistik, konsep tidak pasti seperti "sedikit", "lumayan" dan "sangat" (Zadeh 1965). Tahapan membangun sistem Fuzzy tergantung metoda yang digunakan, karena banyak metoda untuk membangun sistem Fuzzy. Namun secara garis besar dapat disimpulkan sebagai berikut :

(2) Dimana: a = nilai domain terkecil yang mempunyai derajat keanggotaan nol b = nilai domain yang mempunyai derajat keanggotaan satu c = nilai domain terbesar yang mempunyai derajat keanggotaan nol x = nilai input yang akan diubah ke dalam bilangan Fuzzy

9

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 

Representasi Kurva Trapesium Kurva trapesium pada dasarnya seperti bentuk segitiga, hanya saja ada beberapa titik yang memiliki nilai keanggotaan 1.



Operator OR, berhubungan dengan operasi union pada himpunan, α predikat diperoleh dengan mengambil nilai maximum antar kedua himpunan. (6)



Gambar 2. Representasi Kurva Trapesium Representasi kurva sebagai berikut:

segitiga

Operasi NOT, berhubungan dengan operasi komplemen pada himpunan, α predikat diperoleh dengan mengurangkan nilai keanggotaan elemen pada himpunan dari 1. (7)

adalah c. Defuzzification (3)

Atau (4) Dimana: a = nilai domain terkecil yang mempunyai derajat keanggotaan nol b = nilai domain terkecil yang mempunyai derajat keanggotaan satu c = nilai domain terbesar yang mempunyai derajat keanggotaan satu d = nilai domain terbesar yang mempunyai derajat keanggotaan nol x = nilai input yang akan diubah ke dalam bilangan Fuzzy b. Fuzzy Logic Inference Mengaplikasikan aturan (Fuzzy Rule) pada masukan Fuzzy yang dihasilkan dalam proses Fuzzification dan mengevaluasi tiap aturan dengan masukan yang dihasilkan dari proses Fuzzyfikasi dengan mengevaluasi hubungan atau derajat keanggotaannya. Pada bagian ini dilakukan operasi Fuzzy yaitu mengkombinasikan dan memodifikasi 2 atau lebih himpunan Fuzzy. ada 3 operasi dasar yang diciptakan oleh Zadeh:  Operator AND, berhubungan dengan operasi intersection pada himpunan, α predikat diperoleh dengan mengambil nilai minimum antar kedua himpunan. (5)

Proses Defuzzification merupakan pengubahan kembali data-data Fuzzy kembali kebentuk numeric yang dapat dikirimkan ke peralatan pengendalian. Proses Defuzzification dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya:  Centroid Of Area, (8) 

Bisector Of Area, (9)



Mean Of Maximum, (10)

d. Fuzzy Inference System Sistem Inferensi Fuzzy (Fuzzy Inference System/FIS) disebut juga Fuzzy Inference Engine adalah sistem yang dapat melakukan penalaran dengan prinsip serupa seperti manusia melakukan penalaran dengan nalurinya. Terdapat beberapa jenis FIS yang dikenal yaitu Mamdani, Sugeno dan lain sebagainya.

B. Sensor Jarak Ultrasonik SR-04 Prinsip kerja dari sensor SR-04 adalah sebagai berikut :  Gelombang ultrasonik akan dibangkitkan dan dipancarkan melalui transmitter secara menyebar.  Gelombang ultrasonik yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut

10




kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian receiver ultrasonik. Setelah sinyal tersebut diterima kembali, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus : S = 340.t/2

(11)

dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

C. Optocoupler Prinsip kerja dari optocoupler adalah sebagai berikut:  Jika antara photo-transistor dan LED terhalang maka photo-transistor tersebut akan off sehingga output dari kolektor akan berlogika high.  Sebaliknya jika antara photo-transistor dan LED tidak terhalang maka phototransistor dan LED tidak terhalang maka photo-transistor tersebut akan on sehingga output-nya akan berlogika low.

D. PWM Sebagai Pengatur Kecepatan Motor DC

E. PWM Sebagai Pengatur Kecepatan Motor Servo Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pemberian pulsa sebagai pengontrolan motor servo dapat dilakukan dengan metoda PWM. Secara umum untuk mengakses motor servo tipe standard adalah dengan cara memberikan pulsa high selama 1,5 ms dan mengulangnya setiap 20 ms, maka posisi servo akan berada ditengah atau netral (0°). Untuk pulsa 1 ms maka akan bergerak berkebalikan arah jarum jam dengan sudut -90°. Dan pulsa high selama 2 ms akan bergerak searah jarum jam sebesar 90°

F. Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-toDigital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

VIII.

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Salah satu cara untuk menurunkan kecepatan motor yaitu dengan menurunkan rata-rata tegangan yang diberikan. Yaitu dengan cata memutus dan menghubungkan kembali supply tegangan listrik dengan sangat cepat. Cara kerja inilah yang diadopsi oleh PWM. (12)

Cepat lambatnya motor DC dapat diatur berdasarkan duty cycle yang diberikan. Duty cycle merupakan perbandingan atau rasio lamanya suatu sistem bernilai logika high dan low. Variasi duty cycle ini memberikan harga tegangan rata–rata yang berbeda–beda.

PERANCANG AN SISTEM

Pada perancangan sistem pemandu kendaraan untuk parkir paralel secara otomatis ini, secara umum terdiri dari tiga bagian utama, yaitu masukan (input), proses dan keluaran (output). Ketiga proses tersebut akan bekerja jika tombol untuk parkir otomatis ditekan. Gambar 3 menunjukkan blok diagram sistem. Pada blok diagram terdapat tiga bagian utama dari sistem, yaitu pertama masukan berupa data jarak dari sensor ultrasonik dan counter dari optocoupler, kedua proses berupa mikrokontroler yang akan memproses data masukan menggunakan logika Fuzzy, dan ketiga adalah keluaran berupa putaran motor DC maju atau mundur dan perubahan sudut motor servo (steering).


Gambar 3. Blok Diagram Sistem

Gambar 4. Prototype Mobil

Gambar 5. Skematik Sistem

11

12


Start

No

A

  

Tombol Parkir Ditekan

Mobil Mundur Proses Fuzzy Steering (out Fuzzy)

Yes Inisialisasi  Jarak Kiri – Belakang  Jarak Kiri Depan  Jarak Belakang  Jarak Depan  Optocoupler  Motor DC (mobil)  Steering

No

Jarak Belakang <=5 cm

Yes   

Counter = 0

No

Mobil Maju Cek Jarak Kiri-Belakang Steering Normal



Mobil Berhenti Selama 1 Detik Steering Normal



Jarak Kiri-Belakang >=30 cm  

Mobil Maju Steering (Putar Kiri)

Yes  

Optocoupler aktif Counter +1 No

No

Jarak Depan <=8 cm

Counter >=22

Yes

Yes

 

Mobil Berhenti Steering Normal

Mobil Berhenti Selama 2 Detik

End A

Gambar 6. Diagram Alur Sistem

A. Perancangan Perangkat Keras Dalam perancangan sistem parkir otomatis pada paper ini akan dimodelkan pada mobilmobilan remote control. Model mobil-mobilan yang dirancang memiliki 4 buah sensor ultrasonik sebagai pendeteksi jarak, 1 buah optocoupler sebagai penghitung ruang parkir, 1 motor DC sebagai penggerak mobil, 1 buah motor servo sebagai steerring mobil, 1 buah driver motor, dan

1 buah sistem minumum ATmega 32 sebagai pusat pengendalian mobil. Gambar 4 menunjukkan prototipe mobil yang dirancang. Perancangan sistem kontrol yang meliputi pembuatan rangkaian-rangkaian elektronik yang saling terintegrasi membentuk sistem kendali dengan tujuan mengendalikan kerja sistem agar dapat bekerja sesuai dengan keinginan. Gambar 5 menunjukkan skematik rangkaian yang digunakan.

13


B. Perancangan Perangkat Lunak Perancangan perangkat lunak (software) bertujuan untuk menentukan setiap alur eksekusi dari perangkat sistem parkir otomatis yang dirancang. Setiap masukan akan diterima dan diproses oleh perangkat lunak (software) yang nantinya akan menentukan keluaran (output) dari sistem. Berikut alur kerja (flowchart) dari sistem yang dirancang. Gambar 6 menunjukkan diagram alir program yang digunakan.

C. Gambaran Sistem Secara umum cara kerja dari sistem pemandu kendaraan untuk parkir paralel secara otomatis ini adalah pertama-tama mendeteksi ruang parkir yang tersedia. Proses deteksi ini menggukan sensor ultrasonik dan optocoupler untuk menghitung putaran roda kendaraan dengan luas ruang parkir yang tersedia. Jika ruang (space) parkir yang tersedia sesuai dengan ukuran mobil, maka proses parkir akan dijalankan secara otomatis dengan menghitung jarak-jarak antara benda yang ada di sekitar mobil. Sistem parkir secara otomatis ini terdiri dari 2 proses yaitu proses mencari ruang (space) parkir dan proses parkir itu sendiri. Pada proses parkir ini terdiri dari dari 2 tahapan, yaitu proses mobil mundur melakukan manuver parkir dan proses maju di dalam ruang parkir.

Gambar 8. Mobil Maju Mencari Ruang (space) Parkir b. Proses Parkir Pada proses kedua ini terdiri dari 2 tahapan, yaitu mundur melakukan manuver parkir dan maju di dalam ruang parkir itu sendiri, berikut penjelasan dari masing-masing tahapan tersebut.  Mobil Mundur Melakukan Manuver Parkir Tahap kedua, yaitu mobil akan mundur masuk ke dalam ruang parkir, melakukan manuver masuk ke dalam ruang (space) parkir. Pada tahap ini sensor yang aktif adalah sensor kiridepan dan belakang. Proses Fuzzy terjadi pada tahap ini. Arah-arah serta besarnya steering dari prototype mobil pada tahap kedua ini berdasarkan dari input-input dari kedua sensor tersebut dan akan diolah secara logika Fuzzy menghasilkan besarnya puataran steering selama proses pada tahap kedua ini berlangsung.

Gambar 9. Mobil Mundur Melakukan Manuver Masuk Ke Dalam Ruang (space) Parkir

a. Mobil Maju Mencari Space Parkir Tahap pertama yaitu mobil akan maju mencari ruang parkir yang sesuai dengan ukuran mobil. Pada tahap ini, sensor ultrasonik yang akan berkerja hanya sensor di sebelah kiri-belakang. Ruang (space) parkir yang bisa digunakan yaitu sesuai dengan ukuran mobil, seperti pada Gambar 7.

Gambar 7. Ruang (Space) Parkir Jika sensor mendeteksi ruang parkir, maka optocoupler akan aktif menghitung panjang ruang yang akan digunakan. Jika ruang parkir sesuai dengan ukuran mobil, maka mobil akan berhenti dan siap melakukan proses parkir.



Tahap ketiga, yaitu mobil akan maju jika sensor belakang mendeteksi jarak terdekat dengan benda atau halangan yang berada di belakang mobil. Pada tahap ini, sensor yang aktif yaitu sensor depan dan sensor belakang pada mobil.

Gambar 10. Mobil Maju Masuk Ke Dalam

Ruang (space) Parkir

14

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 D.

Logika Fuzzy Pada Sistem Parkir Otomatis Secara Paralel

Logika Fuzzy pada sistem parkir otomatis terdapat pada proses yang kedua, yaitu proses mobil masuk dalam ruang (space) parkir. Input Fuzzy dari sistem parkir ini berupa jarak yang didapat dari 2 buah sensor ultrasonik yaitu kiridepan dan belakang. Sedangkan output dari Fuzzy ini berupa putaran atau besarnya sudut putar motor servo sebagai steering dari prototype mobil ini. Setiap input dari logika Fuzzy ini mempunyai nilai keanggotaan (membership function) yang direpresenatasikan dalam bentuk kurva segitiga dan trapesium. Operator “AND” digunakan untuk mengkombinasikan dan memodifikasi kedua input jarak dari sensor ultrasonik. Berikut membership function dari setiap input-an dan output Fuzzy:

Gambar 11. Membership Function untuk Sensor Kiri-Depan Keterangan:  Jarak dekat dari sensor kiri-depan direpresentasikan dengan kurva trafesium dengan nilai domain diantara 0cm – 15cm.  Jarak sedang dari sensor kiri-depan direpresentasikan dengan kurva segita dengan nilai domain diantara 10cm – 20cm.  Jarak jauh dari sensor kiri-depan direpresentasikan dengan kurva trafesium dengan nilai domain dari 15cm hingga lenih dari 30cm.

Gambar 12. Membership Function untuk Sensor Belakang Keterangan:  Jarak belakang dari sensor kiri-depan direpresentasikan dengan kurva trafesium dengan nilai domain diantara 0cm – 30cm.



Jarak belakang dari sensor kiri-depan direpresentasikan dengan kurva segita dengan nilai domain diantara 10cm – 50cm. Jarak jauh dari sensor belakang direpresentasikan dengan kurva trafesium dengan nilai domain dari 30cm hingga lenih dari 60cm.



Gambar 13. Output Berupa Steering Prototype Mobil Keterangan:  P.Kiri : putar kiri dimana steering pada prototype mobil dapat bergerak maksimal sejauh -72°.  Tetap : dimana steering dari prototype mobil berapa pada posisi normal yaitu sebesar 0°.  P.Kanan : putar kanan dimana steering pada prototype mobil dapat bergerak maksimal sejauh 72°. Sedangkan untuk rule Fuzzy diperoleh dengan dengan cara mengukur dan melakukan percobaan pada sistem parkir ini. Rule pada sistem parkir otomatis ini sebanyak 15 rule dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1. Rule Fuzzy Kiridepan Dekat Sedang Jauh Belakang Dekat

Tetap

P.kiri

P.kanan

Sedang

P.kiri

P.kanan

P.kanan

Jauh

P.kiri

P.kanan

P.kanan

Keterangan dari rule di atas:  Rule 1 : jika jarak kiri-depan “dekat” dan belakang “dekat” maka steering akan “tetap”.  Rule 2 : jika jarak kiri-depan “dekat” dan belakang “sedang” maka steering akan “putar kiri”.

15

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 

Rule 3 : jika jarak kiri-depan “dekat” dan belakang “jauh” maka steering akan “putar kiri”. Rule 4 : jika jarak kiri-depan “sedang” dan belakang “dekat” maka steering akan “putar kiri”. Rule 5 : jika jarak kiri-depan “sedang” dan belakang “sedang” maka steering akan “putar kiri”. Rule 6 : jika jarak kiri-depan “sedang” dan belakang “jauh” maka steering akan “putar kanan”. Rule 7 : jika jarak kiri-depan “jauh” dan belakang “dekat” maka steering akan “putar kanan”. Rule 8 : jika jarak kiri-depan “jauh” dan belakang “sedang” maka steering akan “putar kanan”. Rule 9 : jika jarak kiri-depan “jauh” dan belakang “jauh” maka steering akan “putar kanan”.

     

IX.

B. Pengujian Sensor SR-04 Pengujian dilakukan sebanyak 25 kali dengan menghubungkan sensor dengan mikrokontroler dengan jarak halangan yang berbeda. Jarak yang terukur oleh sensor akan ditampilkan ke LCD dibandingkan dengan jarak yang sebenarnya. Berikut hasil pengujian dari sensor jarak SR-04: Tabel 3. Hasil Pengujian Sensor SR-04 T ampilan di LCD (cm) 4,9 5,7 6,6 8,1 8,9 10,3 11,3 12,2 13 13,9 15 16,2 16,9 18 18,9 19,7 24,9 29,7 35,2 40,2 45 50,1 55,1 60,2

PENGUJIAN DAN ANALISIS

A. Pengujian Logika Fuzzy Pengujian dari logika Fuzzy ini dilakukan dengan membandingkan hasil output yang didapat menggunakan simulasi Matlab, pengujian program yang dibuat menggunakan Codevison AVR dan pengujian perhitungan manual. Dari ketiga pengujian tersebut, dapat lihat perbandingan dari setiap output yang dihasilkan. Tabel berikut menguraikan perbandingan hasil pengujian dari ketiga cara yang telah dilakukan : Tabel 2. Hasil Pengujian Logika Fuzzy No

Input

Output

Belakang (cm)

Simulasi Matlab

1

KiriDepan (cm) 10

Perhitungan Manual

61,2

Program Codevision AVR 61,2

27

2 3

15 12

30 45

0 21,6

0 21,6

0 21,6

61,2

Dari tabel hasil pengujian logika Fuzzy terlihat bahwa output dari program yang dibuat menggunakan Codevision AVR bernilai sama dengan simulasi Matlab maupun perhitungan manual

Jarak sebenarnya (cm) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa kemampuan sensor SR-04 dalam mendeteksi halangan hingga sejauh 60 cm menghasilkan nilai yang hampir sama dengan pengukuran sebenarnya, meskipun dalam pengujian sensor ini sering terjadi error pada jarak-jarak tertentu.

C. Pengujian Optocoupler Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan sebesar 5V pada rangkaian, kemudian memutar roda cacah yang terdapat pada optocoupler. Roda cacah ini berfungsi agar output yang dihasilkan saat roda cacah diputar berupa tegangan yang berlogika high dan low. Tabel 4. Hasil Pengujian Optocoupler T egangan input 5Volt

Posisi roda cacah

T egangan output

Logika biner

Menghalangi cahaya IR LED

4,9Volt

1

Meloloskan cahaya IR LED

0,85Volt

0

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Dari tabel pengujian diatas terlihat bahwa optocoupler yang digunakan menghasilkan tegangan output sebesar 4,9Volt berlogika high dan 0,85Volt berlogika low. Logika high dan low ini akan menjadi input mikrokontroler, sehingga dapat digunakan untuk menghitung panjang ruang parkir yang dilewati oleh prototype mobil.

16 Gambar di atas merupakan sinyal kontrol yang digunakan untuk mengubah sudut motor servo. Sinyal di ataslah yang dijadikan acuan untuk menentukan T high dan T low untuk pengontrolan motor servo ini.

D. Pengujian PWM Sebagai Pengatur Kecepatan Motor DC Berikut hasil pengujian PWM sebgai pengatur kecepatan motor DC ini: Tabel 5. Hasil Pengujian Motor Servo V Full

5 V

T high

T low

T total

Duty Cycle

V=DutyCycle ×Vfull

V ratarata

0 10 20 30 50 30

10 10 10 10 10 15

10 20 30 40 60 45

0 0,5 0,67 0,75 0,83 0,67

0V 2,5 V 3,35 V 3,75 V 4,15 V 3,35 V

0,9V 3,2V 3,7V 3,9V 4V 3,8V

Dari tabel diatas terlihat bahwa semakin besar duty cycle yang diberikan, maka tegangan ratarata motor DC juga semakin besar sehingga kecepatan motor DC juga akan semakin cepat. Duty cycle yang diberikan dapat diaatur dengan mengganti nilai T high atau T low dari lebar pulsa PWM sesuai dengan keinginan.

E. Pengujian PWM Sebagai Pengatur Kecepatan Motor Servo Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dengan menggunakan software Proteus untuk mensimulasikan hasil dari program yang telah dibuat mengunakan software CodeVision AVR untuk mengatur sudut motor servo ini. Berikut hasil dari pengujian motor servo:

Gambar 15. Hasil Pengujian Motor Servo Pertama Pada gambar terlihat lebar pulsa sebesar 20ms dengan T high sebesar 1ms menghasilkan pergerakan motor servo dengan sudut -90.

Gambar 16. Hasil Pengujian Motor Servo Kedua Pada gambar terlihat lebar pulsa sebesar 20ms dengan T high sebesar 1,5ms menghasilkan pergerakan motor servo dengan sudut 0.

Gambar 17. Hasil Pengujian Motor Servo Ketiga

Gambar 14. Sinyal Kontrol Motor Servo Sebagai Acuan Dalam Pengujian

Pada gambar terlihat lebar pulsa sebesar 20ms dengan T high sebesar 2ms menghasilkan pergerakan motor servo dengan sudut +90. Dari ketiga hasil simulasi diatas terlihat bahwa program yang dibuat untuk pengontrolan motor servo ini dapat digunakan, karena lebar pulsa yang dihasilkan dari program yang dibuat telah sama dengan lebar pulsa yang dijadikan

17

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 acuan yaitu dengan cara memberikan pulsa high selama 1,5 ms dan mengulangnya setiap 20 ms, maka posisi servo akan berada ditengah atau netral (0°). Untuk pulsa 1 ms maka akan bergerak berkebalikan arah jarum jam dengan sudut -90°. Dan pulsa high selama 2 ms akan bergerak searah jarum jam sebesar 90°.

F. Pengujian Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis

(a)

(b)

(c) Gambar 18. (a) Sequence Mobil Maju Mencari Ruang (space) Parkir. (b) Sequence Mobil Mundur Melakukan Manuver Masuk Ke Dalam Ruang (space) Parkir. (c) Sequence Mobil Maju Masuk Ke Dalam Ruang (space) Parkir Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemanpuan dari sistem mulai dari mendeteksi space parkir hingga proses parkir selesai dilakukan. Pada pengujian kali ini dilakukan sebanyak 20 kali dengan berbagai jarak posisi start dengan ukuran space yang telah ditentukan

yaitu sebesar panjang 72 cm dan lebar 40 cm. Gambar 18 menunjukkan contoh proses parkir mulai dari mendeteksi space hingga proses parkir selesai dilakukan. Tabel 6 menunjukkan hasil pengujian dari proses secara keseluruan ini. Tabel 6. Hasil Pengujian Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis N Jarak O Start 1 2 3 cm 3 4 5 6 7 5 cm 8 9 10 11 12 13 7 cm 14 15 16 17 18 10 19 cm 20 T otal : Rata-rata :

Deteksi Space Berhasil Gagal                     17 3

Proses Parkir Berhasil Gagal                     15 5

Waktu 10.03 10.98 11.38 10.47 10.36 10.36 10.21 09.77 09.97 10.14 11.00 10.68 10.26 11.26 10.53 157.4

Pada tabel di atas terlihat bahwa proses parkir secara keseluruhan ini dapat dilakukan dengan baik pada jarak posisi start atau jarak prototype dengan mobil yang telah terparkir sebelumnya kecil dari 10 cm dan ukuran space panjang 72 cm dan lebar 40 cm dengan rata-rata tingkat keberhasilan sebesar 85% untuk deteksi space dan 75% untuk proses parkir hingga selesai dilakukan dengan rata-rata waktu selama 7.87 detik. Kegagalan dalam melakukan deteksi maupun proses parkir ini terjadi karena error dari sensor ultrasonik yang digunakan. Meskipun jarak yang terukur dari sensor ultrasonik hampir sama dengan ukuran yang sebenarnya namun pada pengujian sistem secara keseluruhan dimana semua masukan akan diproses secara bersamaan mengakibatkan error akibat sensor ini semakin sering terjadi.

X.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari sistem pemandu

18

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 kendaraan untuk parkir otomatis ini, dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis data yang mengacu kepada tujuan perancangan dan pembuatan sistem parkir otomatis ini. 1. Sistem pemandu parkir paralel secara otomatis ini dapat bekerja cukup baik dengan rata-rata tingkat keberhasilan 85% untuk deteksi space dan 75% untuk proses parkir hingga selesai dengan ukuran space sepanjang 72 cm dan lebar 40 cm. 2. Algoritma Fuzzy telah berhasil diimplementasikan ke mikrokontroler dan telah dibandingkan dengan hasil perhitungan Matlab serta manual dimana menunjukkan hasil yang sama untuk masukan yang sama pula. 3. Hasil pengukuran jarak dari sensor ultrasonik SR-04 menunjukkan hasil yang hampir sama dengan ukuran yang sebenarnya. 4. Penggunaan optocoupler sebagai counter dapat digunakan, karena output dari optcoupler ini menghasilkan logika high dan low ke mikrokontroler. 5. Duty cycle pada pengujian PWM merupakan bagian utama dalam mengatur kecepatan motor DC 6. Sinyal kontrol yang dibuat untuk mengatur motor servo sama dengan dengan sinyal kontrol yang dijadikan acuan. 7. Pengujian sistem secara bertahap dilakukan untuk mendapatkan ukuran space serta jarak yang ideal untuk melakukan parkir secara keseluruhan. Proses deteksi space akan bekerja dengan baik apabila panjang ukuran space lebih dari 70 cm dan lebar 40 cm dengan jarak start kecil dari 15 cm. Sedangkan untuk mundur melakukan proses parkir akan bekerja dengan baik dengan jarak start kecil dari 10 cm dan panjang space parkir diantara 72 cm – 80 cm serta lebar 40 cm.

B. Saran Untuk pengembangan dan peningkatan lebih lanjut dari sistem pemandu kendaraan untuk parkir paralel secara otomatis ini ada beberapa poin yang perlu diperhatikan dalam perancangannya. 1. Menambah membership function dari logika Fuzzy yang digunakan sebagai pusat pengendalian, karena semakin banyak membership function yang dirancang akan menghasilkan output yang lebih baik lagi.

2. Menggunakan jenis sensor jarak yang lebih baik dan lebih banyak bertujuan untuk mengatasi error yang sering terjadi pada sistem yang telah dirancang. 3. Menambah sensor yang digunakan seperti sensor kompas, GPS dan kamera bertujuan agar proses parkir secara otomatis ini dapat bekerja lebih baik dan dalam berbagai posisi awal dari prototype mobil. 4. Penggunaan cukup banyak sensor serta output berupa motor DC dan motor servo membutuhkan konsumsi daya yang cukup besar, sehingga penggunaan baterai yang baik harus menjadi perhatian dalam perancangan.

Perancangan posisi sensor, membership function dari logika fuzzy, serta rule-rule fuzzy didapat berdasarkan percobaan dengan menggunakan prototype mobil yang digunakan. Apabila terdapat perbedaan ukuran dari prototype mobil yang akan digunakan, maka posisi sensor, membership function dari logika fuzzy, serta rule-rule fuzzy harus dilakukan percobaan ulang untuk mendapatkan nilai-nilai yang sesuai dengan ukuran dari prototype tersebut. Karena perbedaan ukuran prototype mobil akan berpengaruh dalam melakukan manuver parkir ini. In the present version of educational simulator of PSO, only unconstrained optimization problems can be solved. The PSO algorithms for constrained optimization problems will be integrated to simultor soon.

DAFTAR PUSTAKA Faizun, Mohammad. 2010. “Pemograman Mikrokontroler AT Mega Dengan CV AVR Dan Simulasi Proteus Edisi Kedua”.Yogyakarta : Edumacs Publisher [2] Yanan Zhao And G.Collins,Jr. 2005. “Robust Automatic Parallel Parking In T ight Spaces Via Fuzzy Logic”. [3] Yanan Zhao And G.Collins,Jr. 2005. “Fuzzy Logic of Autonomous Vehicle for Parallel Parking Maneuver”. [4] Young-Woo Ryu, Se-Young Oh, and Sam-Yong Kim 2008. “Robust Automatic Parking without Odometry Using an Evolutionary Fuuzy Logic Controller”. Monica (2011). “Sejarah Logika Fuzzy.” T erdapat di : http://intanbrilliant-monica.blogspot.com/2011/09/sejarah-logikafuzzy.html, diakses tanggal 25 November 2013. [1]

19


Telemonitoring Elektrokardiografi Portabel Portable Electrocardiograph Telemonitoring Uriep Suriepto, Jana Utama Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : [email protected]

Abstrak Penelitian ini kami melakukan perancangan sebuah sistem perangkat monitoring Elektrokardiografi (EKG), berfungsi untuk dapat melihat atau monitoring dan menganalisis kondisi keadaan jantung seseorang baik dalam masa perawatan atau saat dibutuhkan untuk pengecekan jantung secara berkala. Perangkat monitoring EKG ini bersifat portabel dan nirkabel sehingga dapat memudahkan untuk pemakaian monitoring dibeda ruangan atau kamar perawatan, memanfaatkan perangakat komputer dan smartphone Android sebagai tempat media aplikasi visualisasi hasil rekaman EKG. Selain itu sistem perangkat monitoring EKG ini mempunyai harga yang terjangkau murah dibandingkan dengan perangakat monitoring EKG yang dijual dipasaran, cocok digunakan untuk pemakaian secara mandiri dirumah atau dimanapun tempat pada saat kita butuhkan untuk monitoring jantung seseorang dalam keadaan sakit atau dalam masa perawatan kesehatan, karena penggunaan alat monitoring EKG ini yang mudah dibawa dan mudah digunakan serta mempunyai harga yang relatif murah sehingga dapat dimiliki bagi setiap orang yang membutuhkan untuk melakukan monitoring jantung secara mandiri. Kata kunci: Telemonitoring EKG, Bluetooth , Visualisasi interface PC dan Android

Abstract In this research, we designed of a Electrocardiograph (ECG) monitoring device, function to be able to see or monitoring and analyzing the state of a person's heart condition is being treated or when needed for heart checks periodically. The ECG monitoring device is portable and wireless so it can be easier to use monitoring in different room or treatment room, utilize computers and Android smartphones as a media visualization applications ECG recordings. In addition, ECG monitoring device system has a low affordable price compared to ECG monitoring devices are sold in the market, suitable for use independently at home or any place when we need to monitor a person's heart in sickness or in health care time, due to the use of ECG monitoring equipment is portable and easy to use and has a relatively low cost so it can be held for everyone who need to monitor their own heart. Keywords: ECG Telemonitoring, Bluetooth, PC and Android Visualization interfaces I.

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan saat ini telah mengalami kemajuan yang pesat, salah satunya adalah perkembangan teknologi dalam bidang biomedis. Dalam bidang biomedis perkembangan teknologi yang dapat kita temukan seperti USG, CT-SCAN, MRI, ECG dan sebagainya. Pentingnya penerapan teknologi dalam bidang biomedis sangat berpengaruh besar untuk mendukung kinerja dokter atau ahli medis, salah satunya adalah teknologi Electrocardiograph (ECG) atau alat rekam jantung. Dengan bantuan alat EKG ini akan mempermudah kerja dokter untuk menganalisa dan memonitoring jantung seseorang akibat

adanya kelainan atau perubahan yang tidak normal. Namun selain penggunaan alat EKG di rumah sakit atau instansi medis kebutuhan akan alat EKG ini juga diperlukan untuk pemakaian di rumah atau di daerah yang jauh dari rumah sakit. Sebagai pencegahan dini terhadap kondisi jantung seseorang, sangat penting untuk selalu memonitoring kesehatan jantung secara berkala dengan cara pemeriksaan berdasarkan rekaman EKG secara mandiri. Maka dari itu dibutuhkan alat EKG yang portabel dan praktis (mudah dibawa dan mudah digunakan), dan salah satunya dengan menambahkan sistem monitoring yang nirkabel dan memanfaatkan PC atau Android sebagai visualisasi rekaman EKG sehingga dapat

20

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 mempermudah monitoring dimanapun ruangannya tanpa harus melihat rekaman EKG tersebut pada ruang atau kamar perawatan. II. DASAR TEORI

A. Elektrokardiografi (EKG) Elektrokardiografi (EKG) atau Electrocardiograph (ECG) merupakan suatu alat yang dapat merekam sinyal biologi yang terbentuk sebagai hasil dari aktivitas listrik jantung. Penemuan ini ditemukan oleh Dr. Willem Einthoven pada tahun 1901. ECG diambil dengan memasang elektroda pada titik tertentu tubuh pasien. Sinyal ECG mempunyai tegangan sampai 3 mV dan rentang frekuensi 0.03 - 100 Hz. Sinyal EKG mempunyai bentuk spesifik sehingga dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan kondisi kesehatan jantung seseorang oleh dokter atau ahli jantung. Sinyal ECG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf.

B. Gambaran Sinyal EKG Pada dasarnya EKG terdiri dari banyak gelombang, yang tiap gelombang mewakilkan satu denyut jantung (satu kali aktifitas listrik jantung).

Gambar 1. Gelombang Sinyal ECG Dalam satu gelombang EKG terdiri dari beberapa titik gelombang ada yang disebut interval dan segmen. Titik terdiri dari titik P, Q, R, S, T dan U (kadang sebagian referensi tidak menampilkan titik U) sedangkan Interval terdiri dari PR interval, QRS interval dan QT interval dan Segmen terdiri dari PR segmen, dan ST segmen.

Gambar 2. Komponen Sinyal EKG Penjelasan gambar :  Titik P mempunyai arti bahwa terjadinya denyutan/kontraksi pada atrium jantung (dextra & sinistra)  Titik Q, R dan S mempunyai arti bahwa terjadinya denyutan/kontraksi (listrik) pada ventrikel jantung (dextra & sinistra)  Sedangkan titik T berarti relaksasi pada ventikel jantung.

C. Sensor EKG Fungsi dasar dari elektroda adalah mendeteksi sinyal kelistrikan jantung. Fungsi dari transduser adalah untuk mengkonversi informasi biologis menjadi sinyal elektrik yang dapat diukur. Transduser ini dipakai dengan menggunakan interface jelly electrode-electrolyte. Dengan menggunakan elektroda Ag/AgCl mengurangi noise dengan frekuensi rendah pada sinyal EKG yang terjadi karena pergerakan. Gambar 3 memperlihatkan contoh sensor EKG.

Gambar 3. Sensor EKG

D. Penguat Instrumentasi Penguatan sinyal yang sangat direkomendasikan untuk penguatan biopotensial adalah dengan menggunakan rangkaian instrumentasi amplifier. Hal ini disebabkan karena biopotensial mempunyai amplitudo sinyal yang sangat lemah dengan impedansi sumber yang tinggi sehingga dibutuhkan impedansi input yang cukup tinggi yang dapat dipenuhi dengan menggunakan rangkaian instrumentasi amplifier. Selain itu, rangkaian instrumentasi amplifier juga

21

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 mempunyai Common Mode Rejection Ratio (CMRR) yang cukup tinggi untuk meminimalkan common noise yang terjadi dari perbedaan penguatan kedua sinyal. Rangkaian instrumentasi yang digunakan ini dipilih yang sudah dalam bentuk satu paket IC yaitu AD620 instrumentasi amplifier. AD620 instrumentasi amplifier ini selain harganya yang cukup murah juga mempunyai tingkat akurasi tinggi sampai 40 ppm ketidaklinearan, daya yang rendah sekitar 1.3 mA arus maksimum, impedansi input yang cukup tinggi dan CMRR sampai 100 dB.

III. PERANCANG AN SISTEM Perancangan sistem EKG ini dimulai dengan perancangan blok diagram sistem. Blok diagram sistem dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini. Perangkat keras menggunakan sensor EKG, rangkaian penguat, rangkaian filter, rangkaian clamper, mikrokontroler (ADC terintegrasi), komunikasi serial Bluetooth atau serial USB , visual Interface pada PC atau Android.

E. Noise Sinyal EKG Pada pengukuran dan pembacaan sinyal Electrokardiografi (EKG) terdapat gangguan atau noise yang termasuk kedalam sinyal asli EKG. Secara garis besar, gangguan sinyal EKG dapat diklasifikasikan ke dalam kategori berikut. 1. Power Line Interference 2. Electrode contact noise 3. Motion Artifacts 4. EMG noise 5. Instrumentation noise Noise ini sangat mempengaruhi segmen ST, menurunkan kualitas sinyal, resolusi frekuensi, menghasilkan sinyal amplitudo besar di EKG yang dapat meyerupai metode PQRST bentuk gelombang dan masker fitur kecil yang penting untuk pemantauan klinis dan diagnosis.

F. Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-toDigital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

G. ADC ADC berfungsi untuk mengubah sinyal analog EKG menjadi sinyal yang ekivalen dalam bentuk digital. Resolusi suatu konverter dinyatakan dalam bit. Resolusi menyatakan tingkat ketelitian suatu konverter ADC, semakin tinggi tingkat ketelitiannya, semakin peka ADC terhadap perubahan masukan analognya. Pada ADC terjadi proses digitalisasi yaitu pencuplikan, kuantisasi dan pengkodean

Gambar 4. Blok Diagram Prinsip kerja sistem: Perubahan denyut jantung akan diterima oleh sensor elektroda (1). Kemudian akan diteruskan ke rangkaian penguat awal (2), dimana rangkaian penguat bertujuan untuk memberikan penguatan tingkat pertama, dan rangkaian bandpass filter (3) untuk menghilangkan noise yang didapat oleh sinyal denyut jantung tersebut, digunakan gabungan rangkaian low pass filter dan high pass filter. Setelah proses penguatan awal dan filter maka sinyal akan dikuatkan kembali pada penguatan tahap kedua yaitu pada rangkaian penguat akhir (4). Setelah melalui semua penguatan dan filter maka sinyal EKG yang telah terbaca pada osiloskop akan digeser agar semua sinyal bernilai positif menggunakan rangkaian clamper (5), dan diteruskan ke port ADC pada mikrokontroler (6) untuk diubah kedalam bentuk digital dan diproses agar dapat dikirim dengan media komunikasi modul Bluetooth atau serial USB (7). Setelah itu data akan diterima dan diproses melalui sebuah personal computer (PC) atau Android (8) untuk menampilkan kembali sinyal asli EKG yang telah didigitalisasi.

22


A. Perancanagan Awal

Rangkaian

Penguat

mendapatkan penguatan melalui IC op-amp ke ground.

C. Perancangan Rangkaian Filter

Gambar 5. Rangkaian Penguat Awal Rangkaian penguat sinyal EKG tahap pertama ini mempunyai komponen utama adalah penguat Intrumentasi menggunakan IC AD620N yang dapat mengguatkan 1 – 10.000 kali penguatan. Dengan mengatur resistor R4 maka penguatan dapat diatur untuk menyesuaikan penguatan sinyal yang diharapkan. Pada pengutan sinyal EKG ini akan ditetapkan penguatan sebesar 412 kali, bertujuan untuk mendapatkan amplitudo sinyal EKG yang bernilai di atas 1 Volt agar amplitudo dapat diolah oleh ADC mikrokontroler.

B. Perancangan Akhir

Rangkaian

Penguat

Untuk meloloskan frekuensi sinyal EKG perlu digunakan filter yang digabungkan antara penguat awal dan penguat akhir. Untuk kebutuhan monitoring informasi sinyal EKG maka frekuensi yang dibutuhkan harus tepat agar tidak terjadi kehilangan sinyal informasi yang sebenarnya. Frekeunsi yang dibutuhkan untuk sinyal EKG mempunyai rentang bandwidth sekitar 0.03 – 100 Hz. Dengan menggabungkan antara sebuah rangkaian low pass filter dan rangkaian high pass filter maka didapatkan sebuah rangkaian band pass filter yang digunakan untuk meloloskan rentang bandwidth frekuensi sinyal EKG.

Gambar 7. Rangkaian Highpass Filter 0.03 Hz

Gambar 6. Rangkaian Penguat Akhir Selain penguat intrumentasi digunakan penguatan operasional untuk menguatkan sinyal tahap kedua dengan menggunakan IC LF353. Sinyal EKG harus mempuyai penguatan bertahap untuk menguatkan kembali sinyal yang telah difilter setelah rangkaian penguat awal (pre-amp) agar informasi yang telah dikuatkan tidak hilang. Penguatan pada tahap kedua ditentukan sebesar 2.5 kali, dengan menggunakan nilai resistansi RV2 sebagai variabel resistor feedback atau resistor yang dapat diatur nilainya untuk

Gambar 8. Rangkaian Lowpass Filter 106 Hz

D. Perancangan Rangkaian Clamper Sinyal EKG mempunyai tegangan terukur negatif, hal ini mengakibatkan ADC tidak dapat mengolah sinyal EKG di luar rentangan tegangan 0 - 5 volt. Oleh karena itu rangkaian clamper dibutuhkan untuk menggeser baseline sinyal ECG agar seluruh sinyal EKG dapat diolah ADC. Rangkaian clamper terdiri dari rangkaian summer amplifier dengan masukan non-inverting.

23

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Rangkaian summer amplifier akan menjumlah sinyal tegangan keluaran dari rangkaian penguat akhir dan rangkaian tegangan pembagi (divider voltage).

Gambar 9. Rangkaian Clamper

E. Perancangan Transmiter Data Via Bluetooth

didigitalisasi, pembacaan ADC sangat rentan terkontaminasi noise yang sangat kecil sekalipun dari rangkaian analog, walaupun telah di filter pada rangkaian analog tersebut, maka diperlukan suatu fungsi transfer dari filter digital untuk meredam data yang termasuk interferensi frekuensi lain atau noise pada aplikasi EKG ini yaitu EMG, jala-jala listrik 50 Hz, baseline wander, dan frekuensi gelombang P T. Digunakan sebuah band pass filter dengan frekuensi 5 – 11 Hz. Band pass filter terdiri dari sebuah low pass filter orde ke-2 dengan frekuensi 11 Hz dan high pass filter dengan frekuensi 5 Hz. 1.

Low Pass Filter 11 Hz

Fungsi transfer dari filter low pass orde ke-2, ditunjukan pada persamaan (1) H(z) =

…………..

Dari persamaan (1), persamaan tunjukan pada persamaan (2)

(1)

beda bisa

y(n) = 2y(n-1) - y(n-2) + x(n) - 2x(n-6) + x(n-12) …… (2)

Gambar 10. Rangkaian Transmiter Bluetooth Modul Bluetooth HC-05 digunakan untuk mengirim data secara serial yang akan diterima oleh PC dan melakukan proses plotting / rekaman sinyal EKG digital. Mikrokontroler ATmega8535 bertugas memproses data analog menjadi data digital dan melakukan eksekusi proses pengiriman data per bit ke modul Bluetoth HC-05. Modul Bluetooth HC-05 menggunakan tegangan supply 5 VDC yang diambil dari modul mikrokontroler ATmega8535.

dengan x(n) adalah hasil masukan berupa sinyal rekaman asli EKG yang telah di digitalisasi dan y(n) adalah hasil keluaran filter low pass. Frekuensi cut-off yang didapatkan sekitar 11 Hz dengan delay sebanyak 6 sampel dan penguatan sebesar 36 kali. Persamaan (1) merupakan persamaan yang direalisasikan dalam sistem. 2.

High Pass Filter 5 Hz

Filter high pass diimplementasikan dengan mengurangi filter low pass orde ke-1 dari filter all pass dengan delay. Filter high pass ditunjukan pada persamaan (3). H(Hpf ) =

….... (3)

Dari persamaan (3), persamaan tunjukan pada persamaan (4)

beda bisa

F. Perancangan Filter Digital (Software) Dalam pengolahan sinyal EKG dibutuhkan berbagai filter untuk meredam sinyal yang tidak diinginkan atau noise baik filter analog maupun digital. Pada rangkaian analog noise dapat dikurangi dengan menggunakan rangkaian filter yang terdiri dari kapasitor dan resistor, namun untuk pengolahan sinyal EKG yang telah

y(n) = y(n-1) - x(n) / 32 + x(n-16) - x(n-17) + x(n-32) / 32 …… (4)

Dengan x(n) adalah hasil masukan berupa sinyal hasil filter low pass dan y(n) adalah hasil keluaran filter high pass. Frekuensi cut off didapatkan sekitar 5 Hz dengan delay sebanyak 16 sampel dan penguatan sebesar 1 kali. Persamaan

24

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 (4) merupakan persamaan yang direalisasikan dalam sistem.

4.

G. Metode Perhitungan Heart Rate (HR)

5.

Untuk dapat menghitung Heart Rate atau detak jantung seseorang berdasarkan sinyal EKG yang direkam maka digunakan interval suatu gelombang sinyal EKG yaitu gelombang R atau puncak gelombang paling tertinggi dari gelombang PQRST sinyal EKG. Dengan menghitung interval jarak antara gelombang puncak R-R maka kita bisa daptkan detak jantung seseorang dengan menggunakan rumus, HR = 60 / Interval R-R (S) (bpm).

6. 7.

Menu Variabel Prioda Dan Amplitudo Untuk mengatur prioda dan amplitude sinyal EKG. BPM Untuk menampilkan hasil perhitungan detak jantung / Heart beat. Menu Save Data Untuk menyimpan hasil rekaman ECG yang dilakukan. Menu Test Data Untuk melihat rekaman data EKG yang telah disimpan dengan format data desimal.

IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS

A. Pengujian Rangkaian Penguat Awal 412 kali

Gambar 11. Gelombang Interval R-R

H. Perancangan (Software)

Perangkat

Lunak

Penguatan sebesar 412 kali pada rangkaian intrumentasi ini bertujuan untuk menaikan tegangan yang masih bersatuan mili volt (mV) pada tubuh hingga mendapatkan tegangan dengan nilai diatas 1 Volt, untuk melakuakan proses pengolahan data analog pada ADC pada mikrokontroler maka dibutuhkan tegangan yang dapat menjangkau tegangan kerja pada mikrokontroler tersebut sebesar yaitu 0 – 5 Volt. Berikut merupakan data hasil pengamatan sinyal yang telah melalui rangkaian penguat 412 kali. Tabel 1. Hasil Pengujian Penguat Intrumentasi Percobaan

Gambar 12. Tampilan Aplikasi EKG Gambar 12 diatas adalah tampilan aplikasi rekaman EKG pada penelitian ini. Terdiri dari beberapa menu yaitu. 1.

2.

3.

Menu Inisialisasi komunikasi serial (COM) Untuk menentukan komunikasi data berada pada COM berapa. Menu Inisialisasi baudrate Untuk menyesuaikan baudrate yang telah diatur sesuai dengan baudrate mikrokontroler. Menu Filter Untuk melakukan proses filter digital dengan mencentang check box menu filter.

1 2 3 4 5

Amplitudo Maks Jantung (Vp-p) Jantung Objek Jantung Objek Jantung Objek Jantung Objek Jantung Objek

1 2 3 4 5

Amplitudo Keluaran (Vp-p) 1.20 Volt 1.24 Volt 1.60 Volt 1.20 Volt 1.60 Volt

Dengan menggunakan acuan parameter sinyal EKG yaitu untuk gelombang R atau tegangan maksimum jantung saat berdetak maka dengan penguatan 412 kali seharusnya didapatkan tegangan, 412 x 3 mV = 1.20 Volt. Dari perbandingan hasil penguatan yang terjadi kita bisa simpulkan bahwa dengan penguatan 412 kali dapat terjadi penguatan berlebih atau berkurang karena banyak faktor, dalam faktor rangkaian hal tersebut terjadi akibat nilai toleransi resistor yang tidak murni 1% seperti yang seharusnya, dan faktor tubuh karena kondisi tubuh yang berbeda-beda maka terjadi penurunan atau kenaikan tegangan acuan yaitu gelomabang R puncak atau tegangan maksimum jantung.

25

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Namun hasil beda penguatan yang didapatkan dalam percobaan ini mempunyai nilai perubahan tidak lebih dari 0.5 Volt.

B. Pengujian Rangkaian Bandpass Filter

Gambar 13. (a) Sinyal EKG tanpa filter, (b) Sinyal EKG dengan Bandpass Filter Seperti terlihat pada gambar 13 di atas fungsi dari band pass filter dalam rangkaian EKG ini adalah untuk mengurangi noise yang terjadi akibat interferensi frekuensi lain yang dapat merubah tampilan karakteristik asli sinyal EKG, walaupun masih terdapat gangguan seperti pegerakan pada saat perekaman EKG atau gangguan dari komponen elektronika yang kurang stabil. Pada hakikatnya noise atau gangguan pada suatu sistem memang tidak dapat dihilangkan namun noise atau gangguan tersebut dapat dikurangi atau diminimalisir.

(Tegangan acuan penguat instrumentasi) x 2.5 = 3 Volt. Dari perbandingan hasil penguatan yang terjadi kita bisa simpulkan bahwa dengan penguatan 2.5 kali dapat terjadi penguatan berlebih atau berkurang karena faktor yang sama seperti rangakaian penguat instrumentasi, karena masukan tegangan rangkaian op-amp ini berasal dari rangkaian penguat instrumentasi. Namun hasil beda penguatan yang didapatkan tidak lebih dari 0.5 Volt yang berarti masih dalam toleransi normal agar tidak terjadi kelebihan tegangan untuk dapat diproses ADC pada mikrokontroler.

D. Pengujian Rangkaian Clamper Pengujian rangkaian clamper ini dilakukan dengan cara memberi sinyal masukan terhadap rangkaian clamper yaitu rangkaian op-amp kemudian mengukur nilai pergeseran dan penguatan yang terjadi agar dapat menganalisis bentuk sinyal keluaran dari rangkaian tersebut sehingga seharusnya bentuk sinyal keluaran adalah sama dengan sinyal masukannya hanya saja offset tegangannya yang berubah.

C. Pengujian Rangkaian Penguat Akhir 2.5 kali Rangkaian op-amp dengan penguatan 2.5 kali ini digunakan untuk menguatkan kembali sinyal EKG yang telah diproses pada rangkaian penguat instrumentasi dan rangkaian filter.

(a)

(b)

Tabel 2. Hasil Pengujian Penguat Op-amp 2.5

Percobaan 1 2 3 4 5

Amplitudo Masukan Penguat Instrumentasi (Vp-p) 1.20 Volt 1.24 Volt 1.60 Volt 1.20 Volt 1.60 Volt

Amplitudo Keluaran (Vp-p) 3.03 Volt 2.96 Volt 2.98 Volt 3.03 Volt 2.98 Volt

Dengan penguatan 2.5 kali dirasa cukup agar pada rangakaian clamper tidak akan mengalami kelebihan tegangan dari tegangan kerja mikrokontroler 0 – 5 Volt untuk proses ADC. Penguatan tegangan yang seharusnya didapatkan pada rangkaian op-amp ini adalah 1.20 Volt

(c)

Gambar 14. (a) Sinyal Masukan Rangkaian Opamp, (b) Hasil Penguatan 1.4 kali Rangkaian Clamper, (c) Hasil Pergeseran Sinyal Dari Titik Nol Rangkaian Clamper Dari gambar hasil percobaan 14 di atas terlihat bahwa rangkaian clamper dapat bekerja sesuai dengan fungsinya yaitu menggeser sinyal yang berada dari titik nol sejauh dengan nilai offset yang diinginkan dan tidak merubah sinyal hasil keluaran rangkaian. Pada hasil percobaan rangkaian clamper ini juga terjadi penguatan sebesar 1.4 kali, karena untuk proses pergeseran

26

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 nilai offset sinyal menggunakan IC op-amp LF353 hasil keluaran akan terjadi penguatan sesuai dengan resistor yang diatur pada rangkaian tersebut.

E. Pengujian Aplikasi Rekaman dan Filter Digital Pengujian filter digital ini dilakukan untuk melihat respon transformasi yang digunakan dalam proses filter sinyal digital pada sinyal EKG dapat diolah dengan baik sebagai hasil rekaman EKG, digunakan 2 buah filter yaitu lowpass filter dan highpass filter yang dikombinasikan untuk mendapatakan bandpass filter, filter ini berfungsi untuk mendapatkan sinyal EKG yang lebih baik dan bersih dari interferensi frekuensi lain atau gangguan noise rangkaian analog yang dapat merusak karakteristik sinyal EKG pada saat sinyal EKG telah didigitalisasi melalui ADC. Berikut data sinyal EKG sebelum dan sesudah melalui proses filter.

rekaman sinyal EKG yang baik serta menggurangi gangguan atau interferensi frekuensi lain yang terbaca pada rangkaian analog EKG (hardware). Untuk aplikasi rekaman EKG ini dapat dipilih mode filter yang ingin digunakan karena berdasarkan pengujian yang dilakukan baik low pass atau band pass yang terdiri dari gabungan low pass filter dan high pass filter mempunyai hasil rekaman yang sama baik dan stabil.

F. Pengujian Heart Beat (Bpm) Pengujian detak jantung atau heart beat pada aplikasi EKG ini dilakukan untuk melihat hasil respon dari perhitungan detak jantung seseorang (Bpm) (beat per minute) pada aplikasi EKG yang telah dibuat ini berdasarkan hasil rekaman sinyal EKG dan perbandingan dengan data asli jantung. Berikut hasil metode perhitungan detak jantung (Bpm) dan tabel hasil perbandingan detak jantung atau heart beat (bpm) dari pengujian yang dilakukan.

(a)

Gambar 16. Proses Perhitungan Detak Jantung (Bpm

(b)

(c)

Gambar 15. (a) Hasil Rekaman EKG tanpa filter, (b) Hasil rekaman EKG dengan lowpass filter, (c) Hasil rekaman EKG dengan highpass filter Seperti yang terlihat pada gambar 15 diatas penggunaan filter dalam aplikasi rekaman sinyal EKG ini harus dilakukan untuk mendapatkan

Seperti yang terlihat pada gambar 16 di atas, proses perhitungan detak jantung (Bpm) dilakuakan dengan mengambil sampel berdasarkan interval gelombang R-R dalam waktu 5 detik, didapatkan interval berdasarkan garfik sebesar 71.0 – 66.1 = 4.9 detik, dengan nilai ratarata interval gelombang R-R yang didapatkan dalam 5 detik adalah 4.9 / 5 = 0.98 detik, berarti jantung berdetak setiap interval 0.98 detik. Dengan menggunakan perhitungan detak jantung (Bpm) berdasarkan rumus metode yang digunakan yaitu, 60 / interval R-R (S), maka didapatkan, 60 / 0.98 detik = 61.2 Bpm. Untuk hasil detak jantung (Bpm) yang terbaca pada aplikasi mempunyai nilai sebesar 61.6 Bpm. Proses pehitungan detak jantung yang terbaca pada aplikasi dan perhitungan manual berdasarkan metode yang digunakan mempunyai nilai yang mendekati yaitu sekitar 61 Bpm.

27

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 V.


A. Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari sistem aplikasi “Telemonitoring EKG Poratbel” yang dibahas pada penelitian ini, dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis data yang mengacu kepada tujuan perancangan dan pembuatan sistem aplikasi Telemonitoring EKG ini. 1. Pada setiap bagian hardware rangkaian EKG ini diantaranya rangakaian penguat awal, rangkaian penguat akhir, rangkaian filter, rangkaian DC konverter dan rangkaian clamper sudah bekerja sesuai fungsinya dengan cukup baik seperti yang diharapkan dalam perancangan alat. 2. Pada setiap bagian software pada aplikasi EKG ini diantaranya, aplikasi rekaman EKG sudah dapat menampilkan hasil rekaman sinyal EKG dari alat EKG dengan cukup baik. Untuk proses filter digital telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan seperti dalam perancangan alat, mengurangi noise atau gangguan interferensi frekuensi lain agar dapat memunculkan rekaman lebih baik dan stabil dan dapat memfokuskan frekuensi pada gelombang sinyal QRS untuk melakukan proses perhitungan detak jantung, dan untuk proses perhitungan detak jantung atau heart beat (bpm) aplikasi EKG sudah dapat menghitung berdasarkan meotde yang digunakan yaitu interval antara gelombang R-R jantung dan memunculkan hasilnya pada tampilan aplikasi EKG ini. 3. Dari perancangan alat monitoring EKG yang telah dibuat ini mempunyai ukuran dimensi alat kecil yang mudah dibawa dan digunakan, selain menggunakan koneksi kabel serial untuk monitoring, alat monitoring EKG ini juga memanfaatkan sistem monitoring nirkabel dengan koneksi melalui media Bluetooth sehingga monitoring dapat dilakukan dibeda ruangan, dengan batasan jarak berdasarkan kemampuan modul Bluetooth yang digunakan, serta memanfaatkan personal computer (PC) atau Smartphone sebagai media hasil rekaman EKG sehingga dapat memudahkan dan praktis untuk pemakaian secara mandiri. 4. Hasil analisis harga yang dilakukan pun menunjukan bahwa untuk mempunyai alat

monitoring EKG secara pribadi dan pemakaian mandiri tidak perlu membeli alat monitoring EKG dengan harga belasan juta yang dijual dipasaran, dengan alat monitoring EKG yang telah dibuat pada penelitian ini dapat menekan biaya harga alat monitoring EKG sehingga dapat terjangkau untuk siapa pun yang ingin mempunyai alat monitoring EKG sendiri dirumah dengan harga yang relatif murah, dengan syarat sudah memiliki PC atau Smartphone sendiri karena sistem monitoring EKG ini memanfaatkan media PC atau Smartphone untuk melihat hasil rekaman EKG tersebut. 5. Terdapat kekurangan dari alat monitoring EKG yang telah dirancang ini, yaitu kemampuan kecepatan transfer menggunakan modul Bluetooth kurang stabil dan terbatas jarak karena dipengaruhi oleh kemampuan dan spesifikasi modul Bluetooth itu sendiri, selain itu pembacaan detak jantung atau heart beat (Bpm) kurang stabil, selain faktor kondisi tubuh objek, heart beat juga dapat terpengaruhi banyak faktor eksternal seperti sadapan lead EKG tidak pas, pergerakan sensor elektroda atau pergerakan objek pada saat proses perekaman. Untuk mendapatkan sinyal EKG berdasarkan metode monitoring sadapan bipolar ini membutuhkan referensi ground dengan cara menempelkan kedua kaki ke ground / lantai agar sinyal EKG dapat keluar terbaca pada osiloskop. Selain kekurangan yang dijabarkan sebelumnya di atas kekurangan aplikasi rekaman sinyal EKG pada android hanya dapat menampilkan perubahan sinyal denyut jantung yang terjadi yang dikirim dari alat EKG tanpa bisa memunculkan karakter sinyal EKG dan menghitung detak jantung (Bpm) seperti aplikasi yang telah dibuat untuk PC.

B. Saran Untuk pengembangan dan peningkatan lebih lanjut dari alat Telemonitoring EKG portabel ini ada beberapa poin yang perlu diperhatikan dalam perancangannya. 1. Untuk dapat melakukan monitoring EKG dengan jarak yang lebih jauh sebaiknya digunakan media komunikasi WIFI atau bahkan dengan jaringan internet dengan tetap memanfaatkan PC atau smartphone Android sebagai pengolah data rekaman EKG.

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 2. Untuk monitoring jantung menggunakan metode sadapan vektor bipolar atau unipolar yang membutuhkan referensi ground sebaiknya ditambahkan alat grounding pada objek agar monitoring dapat dilakukan pada keadaan apapun tanpa harus menempelkan kedua kaki objek agar mendapatkan hasil rekaman sinyal EKG. 3. Agar dapat menambahkan perhitungan detak jantung atau heart beat (Bpm) pada aplikasi EKG Android.

DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4]

T ompskin, W. J, (1993). “Biomedical Signal Processing”, Prentice Hall, New Jersey Webster, J. G, (1998). “Medical Instrumentation Application and Design”, John Wiley & Son,Inc, New York Webster, J. G, (2004). “Bioinstrumentation”, John Wiley & Son,Inc, Singapore Jiapu Pan And Willis J. T ompkins, (1985). A Real T ime QRS Detection Algorithm”.

28

29


Sistem Pengaman Kendaraan Bermotor Roda Dua Menggunakan Kunci Kontak Wireless Berbasis Mikrokontroler Security System of Motorcycle Using Wireless Ignition Key Based Microcontroller Raden Bayu Zaky Mahardhika Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : [email protected] m

Abstrak Paper ini mempresentasikan perancangan sebuah sistem pengaman kendaraan bermotor roda dua dengan mengganti kunci kontak kendaran menggunakan RFID dan bluetooth. Alat ini dirancang untuk menggantikan kunci kontak konvensional untuk mengurangi terjadinya pembobolan kendaraan melalui kunci kontak, juga mengatasi kecerobohan pengguna dalam penggunaan kunci kontak konvensional. Sistem ini dibangun menggunakan sensor saklar magnet pada beberapa titik kendaraan kemudian solenoid sebagai kunci dan relay sebagai pengganti saklar utama, mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega328 dengan menggunakan bahasa pemrogram Arduino. Dengan demikian, perangkat ini akan menggantikan fungsi dari kunci konvensional pada kendaraan, dan menghindarkan pengguna tertinggal kunci pada kendaraan karena kunci tidak terpasang pada kendaran. Kata Kunci : Atmega328, RFID, Bluetooh, Arduino Abstract This paper presented the design of a system of two-wheeled motor vehicle sacurity by replacing ignition key vehicles using RFID and bluetooth. This tool is designed to replace the conventional ignition key to reduce the occurrence of vehicle break -ins through the ignition, also overcome user carelessness in the use of conventional ignition. The system is built using a magnetic switch sensor at some point of vehicle then solenoid as a vehicle lock and relay as a replacement main switch, microcontroller used is ATmega328 microcontroller by using the Arduino programming language. So, this devices can replace the function of a vehicle konventional k ey, and avoid users left the key on the vehicle because the key is not mounted on vehicle. Keyword – Atmega328, RFID, Bluetooth, Arduino

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Pesatnya jumlah kendaraan roda dua baik di kota-kota besar maupun di daerah berbanding lurus dengan kenaikan angka kehilangan pada kendaraan roda dua. Hal ini dipicu oleh dampak dari era globalisasi yang menuntut seseorang untuk bekerja dengan cepat sehingga membuat seseorang menjadi ceroboh yaitu lupa untuk mencabut kunci pada kontak kendaraan bermotornya sehingga hilangnya kendaraan tidak terhindarkan. Radio Frequency Identification (RFID) adalah suatu metoda penyimpan dan mengambil kembali data melalui gelombang radio menggunakan suatu

peralatan yang disebut RFID tags atau transponders. Data yang ditransmisikan dapat berupa kode-kode yang bertujuan untuk mengidentifikasi suatu obyek tertentu. Bluetooth merupakan sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) mampu menyediakan layanan komunikasi data secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan yang terbatas. Dari hal-hal tersebut, didapatkan ide untuk membuat sebuah switch kontrol pada kontak kendaraan bermotor roda dua dengan memanfaatkan mikrokontroller, RFID, dan Bluetooth. Di dalam aplikasinya, switch kendaraan bermotor roda dua akan otomatis

30

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 menjadi on apabila teridentifikasi RFID tags yang telah terprogram di kendaraan dan pengendara. Pengguna dapat menyimpan perangkat ini di mana pun, di area cakupan RFID. Selain itu dapat menggunakan telepon genggam sebagai kontrol manual layaknya remote dengan memanfaatkan teknologi bluetooth di dalamnya.

B. Tujuan Tujuan dari pembuatan penelitian ini, yaitu : 1. membuat sebuah sistem yang dapat menggantikan kunci kontak pada kendaraan bermotor roda dua saat ini dengan menggunakan teknologi wireless, 2. membuat sebuah sistem yang dapat mengatasi kecerobohan seseorang yang lupa mencabut kunci pada kendaraan roda dua.

3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output. 4. 32 x 8-bit register serba guna. 5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS. 6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader. 7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

B. RFID Readers

C. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dari penelitian ini, yaitu : 1. teknologi wireless yang digunakan adalah bluetooth dan RFID, 2. kendaraan yang digunakan adalah scootermatic, 3. pengamanan kendaraan berfokus pada bagian kunci kontak kendaraan, 4. RFID tags yang digunakan adalah RFID tags berbentuk gelang, 5. jarak baca RFID reader 0 – 100 cm, 6. bluetooth digunakan dari telepon pintar dengan sistem operasi android,

II.

LANDASAN TEORI

A. Mikrokontroler ATMega328 ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain: 1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. 2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

Gambar 1 RFID Readers RFID merupakan suatu peranti yang dapat digunakan untuk identifikasi. Aplikasi yang umum digunakan adalah kartu parkir/jalan tol berlangganan, presensi karyawan atau murid, dan pendeteksian barang di gudang. RFID memiliki dua bagian, yaitu reader dan transponder. Setiap transponder memiliki nomor sendiri-sendiri. Dan, nomor inilah yang digunakan untuk identifikasi mobil atau karyawan pada contoh di atas. Setiap pengemudi membawa transponder-nya sendirisendiri atau setiap karyawan yang memasuki gerbang perusahaan membawa transponder-nya sendiri-sendiri. Gambar 1 menunjukkan RFID Readers.

C. RFID Tags

Gambar 2 RFID Tags Transponder pasif hanya terdiri atas kumparan. Jika kumparan tersebut terinduksi oleh medan listrik yang ditimbulkan oleh reader, maka nomor identifikasi akan dikirimkan ke

31

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 penerima/reader. Jarak antara reader dan transponder untuk jenis ini tidak terlalu jauh, bahkan hanya beberapa sentimeter. Bentuk transponder pasif bermacam-macam, diantaranya wrist band (seperti jamtangan), card (kartu), tag (kancing).

solenoida. Solenoida disebut ideal bila medan magnet di dalam solenoida bersifat homogen dan diluarnya nol.

F. Bluetooth

D. Switch Magnetic Gambar 5 Bluetooth Module

Gambar 3 Saklar Magnetik Electromagneticswitch merupakan switch yang bekerja berdasarkan ada tidaknya medan magnet yang mempengaruhi switch. Switch ini didalamnya mempunyai dua buah lempengan logam yang terbuat dari nikel dan besi (NiFe) dimana secara umum keadaan electromagnetic door switch ini adalah normaly open. Ketika magnet diletakkan di dekat Electromagnetic door switch maka dua lempengan logam akan menempel dan switch ini akan tersambung sehingga keadaanya adalah normally closed. Ketika magnet dijauhkan dari switch ini, maka reed switch akan kembali ke posisi semula yaitu normally open. Electromagnetic door switch dapat dilihat pada Gambar.

E. Solenoid

Bluetooth adalah sebuah teknologi nirkabel dengan menggunakan media gelombang radio yang bekerja pada frekuensi 2.4 GHz. Bluetooth menggunakan sistem Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) yang mempunyai kecepatan maksismum 1 Mbps. Bluetooth terbagi menjadi 2 kelas yaitu kelas 1 yang mempunyai jangkauan maksismum 100 m dan kelas 2 yang mempunyai jangkauan maksimum 15 m. Pada awalnya teknologi bluetooth dipromosikan untuk penggunaan LAN. Namun, mengingat jangkauan maksimum yang tidak terlalu luas, bluetooth kemudian dipromosikan untuk penggunaan persnal area network (PAN).

III.

HASIL PERCOBAAN

A. Pengujian Saklar Magnet Pada perancangan sistem ini, penempatan posisi antara magnet dan switch berada berdekatan. Tidak terdapat toleransi jarak penempatan posisi antara magnet dan switch. Hal ini dikarenakan magnet bergerak tidak tegak lurus dengan switch. Sehingga jarak pendeteksian magnet terhadap switch akan semakin pendek. Terdapat tiga penempatan saklar magnet pada sistem ini, dapat dilihat pada Gambar 6 – 8.

Gambar 4 Solenoid Solenoida merupakan kawat berbahan konduktor yang disusun sehingga membentuk kumparan (koil) dan dapat dialiri arus listrik. Kuat medan magnet di dalam (sumbu) solenoida jauh lebih besar bila dibanding dengan di luar

Gambar 6 Saklar Magnetik Standar Samping

32


pasangannya. Dimana tegangan masukan kepada mikrokontroler adalah sebesar 5,02-5,03 V.

B. Pengujian Saklar Magnet Tabel 2. Pengujian Arah Baca terhadap Jarak Baca dan Respon Waktu Tanpa Penghalang Arah Baca Percobaan ke

Gambar 7. Saklar Magnetik Kemudi

Gambar 8. Saklar Magnetik Standar Tengah Berikut adalah hasil pengukuran toleransi jarak saklar magnet dengan jarak pengujian 1-5 cm untuk mengetahui besarnya tegangan masukan pada mikrokontroler serta respon dari saklar magnet. Tabel 1. Pengukuran Tegangan Masukan Mikrokontroler dan Respon dari Saklar Magnet Tegangan Jarak Masukan Respon (cm) Mikrokontroler (Volt) Tidak 1 0,58-0,59 Aktif 2 5,02-5,03 Aktif 3 5,02-5,03 Aktif 4 5,02-5,03 Aktif 5 5,02-5,03 Aktif Dari hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat dianalisis bahwa sensor saklar magnet akan mulai aktif ketika berjarak 2 cm dari

Atas

Kiri

Kanan

Bawah

Jarak Baca (cm)

Respon Waktu (sekon)

Jarak Baca (cm)


Jarak Baca (cm)


Jarak Baca (cm)


1

10

±1

10

±1

10

±1

10

±1

2

20

±1

20

±1

20

±1

20

±1

3

30

±1

30

±1

30

±1

30

±1

4

40

±1

40

-

40

-

40

±1

5

50

±1

50

-

50

-

50

±1

6

60

±1

60

-

60

-

60

±1

7

70

-

70

-

70

-

70

-

8

80

-

80

-

80

-

80

-

9

90

-

90

-

90

-

90

-

10

100

-

100

-

100

-

100

-

Dari hasil pengujian pada Tabel 2 jarak baca maksimal RFID readers tanpa penghalang yaitu dari arah atas dan bawah dengan maksimal jarak baca 60cm. Sedangkan dari arah samping yaitu 30 cm. Pada penerapan pada sistem RFID readers terhalangi oleh body kendaraan yang terbuat dari plastik dengan ketebalan 2mm. Pada Tabel 4.3 pengujian arah baca terhadap jarak baca dan respon waktu dilakukan kembali menggunakan penghalang plastik dengan ketebalan 2 mm. Tabel 1 Pengujian Arah Baca terhadap Jarak Baca dan Respon Waktu Dengan Penghalang Percobaan ke

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Arah Baca Kiri Kanan

Atas

Bawah

Jarak Baca (cm)


Jarak Baca (cm)


Jarak Baca (cm)


Jarak Baca (cm)


10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

±1 ±1 ±1 ±1 ±1 ±1 -

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

±1 ±1 ±1 -

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

±1 ±1 ±1 -

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

±1 ±1 ±1 ±1 ±1 ±1 -

Dari hasil pengujian pada Tabel 3 dapat terlihat bahwa penghalang tidak berpengaruh terhadap jarak baca dan respon waktu RFID readers pada uji coba ini. Sehingga jarak baca maksimal RFID readers tidak berubah yaitu untuk atas dan bawah pada 60 cm sedangkan dari samping 30 cm.

33


C. Pengujian Saklar Magnet Pengujian bluetooth ini dilakukan untuk mengukur jarak kerja. Selain itu pengaruh penghalang pada jarak kerja bluetooth juga pengaruh pada respon waktu. Tabel 2. Pengujian Pengiriman Data pada Bluetooth Jarak (meter) 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20

Tanpa halangan Respon Waktu Respon (sekon) ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal

Dengan halangan Respon Waktu Respon (sekon) ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil ±1 Berhasil Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal

Dari pengujian diatas didapatkan jarak maksimal komunikasi bluetooth adalah 10m pada kondisi tanpa halangan, sedangkan dengan halangan adalah 5 m . Selain pengujian diatas tujuan dari pengujian ini adalah untuk melihat proses komunikasi bluetooth berjalan dengan baik. Berikut adalah hasil pengujian pengiriman pesan singkat yang terlihat dalam program Hyper Terminal pada Personal Computer.

(B) Hasil Pengujian pada Smartphone sebagai Pengirim Pengujian dilakukan dengan mengirim data ASCII. Dengan menekan tombol “On” berisi kode “*1#” dapat dilihat pada kedua sisi baik smartphone (pengirim) maupun hyperterminal (penerima). Kemudian menekan tombol “Off” berisi kode “*2#” juga dapat dikirim dan diterima dengan baik. Hal ini membutikan bahwa komunikasi melalui bluetooth berjalan dengan baik.

D. Push Button Tabel 3. Pengujian Respon Berdasarkan Kondisi Push Button Kondisi Ditekan Tidak ditekan

Tegangan Masukan Mikrokontroler (Volt) 0-0 5,00

Respon Aktif Tidak Aktif

Dari hasil pengujian diatas push button dapat bekerja dengan baik memberikan logika pada mikrokontroler. Saat push button ditekan, menghubungkan port PC0 dengan GND sehingga port PC0 berlogika 0. Sedangkan ketika tidak ditekan port PC0 berlogika 1.

E. Pengujian Proses Dari hasil pengujian yang dilakukan, logika 1 pada pin mikrokontroler berkisar antara 4,86 V – 4,87 V dan logika 0 pada pin mikrokontroler adalah sebesar 0,00V – 0,01 V. Sehingga hasil pengujian rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega328 bekerja dengan baik.

F. Pengujian Relay

(A)

(B)

Gambar 9. (A) Hasil Pengujian pada Hyperterminal sebagai Penerima

Tujuan dari pengujian relay adalah untuk mendapat tegangan masuk pada relay agar berfungsi dengan baik. Pada perancangan sistem pengaman kendaraan bermotor roda dua menggunakan kunci kontak wireless berbasis mikrokontroler, relay berfungsi sebagai pengganti saklar yang biasanya berupa kunci motor. Relay bertugas memutus dan menghubungkan jalur pelistrikan dan mesin pada kendaraan roda dua ini. Relay diberi masukan dari port PB1 mikrokontroler ATmega328, ketika port PB1 mengirim logika 1 maka relay akan mengalirkan

34

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 tegangan 12V dari ACCU ke sistem pelistrikan dan mesin pada kendaraan roda dua, sehingga mengubah kondisi kendaraan roda dua menjadi menyala. Sedangkan apabila port PB1 mengirim logika 0 maka relay akan memutuskan tegangan tersebut, dan menyebabkan kondisi kendaraan roda dua menjadi mati. Tabel 4. Pengujian Respon Relay Code Bahasa Arduino digitalWrit e(relay1,1) digitalWrit e(relay1,0)

Tegangan Ke luaran Pada Mikrokontroler (Volt)

Respon Relay

Tegangan Beban Re lay (Volt)

0,58-0,59

T erhubung

12

5,02-5,03

T erputus

0

Dari hasil pengujian yang dilakukan, relay dikatakan bekerja dengan baik. Hal ini dikarenakan relay akan mengalirkan tegangan 12 V ketika diberi logika 1 atau high, sedangkan ketika masukan relay diberi logika 0 atau low maka relay tidak mengalirkan tegangan.

Gambar 11. Solenoid Kunci Jok Solenoid tersebut bekerja pada tegangan 9-12 V. Terdapat 2 kabel pada solenoid yaitu kabel berwarna biru dan hijau. Kabel berwarna biru dan hijau dihubungkan dengan driver relay untuk mengatur terhubung atau putusnya tegangan sebesar 10 V. Sedangkan driver relay mendapat masukan dari port I/O mikrokontroler. Port yang dihubungkan dengan driver relay untuk solenoid kemudi yaitu port PD6 dan PD7, sedangkan untuk solenoid jok menggunakan port PB0. Tabel 5. Pengujian Respon Solenoid

G. Pengujian Solenoid Solenoid

Code Bahasa Arduino

Solenoid kemudi

digitalWrite(relay1,0); digitalWrite(relay2,1); digitalWrite(relay1,1); digitalWrite(relay2,0);

Solenoid jok

Gambar 10. Solenoid Kunci Kemudi

Respon Solenoid Mendorong Menarik

digitalWrite(relay1,0);

Normal

digitalWrite(relay1,1);

Menarik

Dari hasil pengujian yang dilakukan pada solenoid, ketika tegangan output 5 V mikrokontroler port PD6 terhubung ke rangkaian driver relay maka mengubah posisi relay sehingga kabel biru mendapat tegangan 12 V dan kabel hijau menjadi GND sehingga mekanik solenoid bergerak mendorong. Ketika tegangan output 5 V mikrokontroler port PD7 terhubung ke rangkaian driver relay maka mengubah posisi relay sehingga kabel biru menjadi GND dan kabel hijau mendapat tegangan 12Vdc sehingga mekanik solenoid bergerak sebaliknya. Pada solenoid jok, ketika tegangan output 5 V mikrokontroler port PB0 terhubung ke rangkaian driver relay maka mengubah posisi relay sehingga kabel biru menjadi GND dan kabel hijau mendapat tegangan 12 V sehingga mekanik solenoid bergerak menarik. Ketika port PB0 diberi logika low maka hubungan tegangan 12 V ke solenoid akan terputus.

H. Pengujian LED

35


I. Pengujian Buzzer Dari hasil pengujian yang dilakukan, buzzer dikatakan bekerja dengan baik. Hal ini dikarenakan buzzer akan aktif ketika PC1 diberi logika 1 atau high, sedangkan ketika PC1 diberi logika 0 atau low maka buzzer tidak akan aktif. Tabel 9 menunjukkan hasil pengujian respon Buzzer. Tabel 8. Pengujian Respon LED Warna LED

Code (Bahasa Arduino)

T egangan Keluaran Mikrokontroler (Volt)

Respon LED

digitalWrite(LED3,0)

0,58-0,59

T idak aktif


5,02-5,03

Aktif


0,58-0,59

T idak aktif


5,02-5,03

Aktif


0,58-0,59

T idak aktif


5,02-5,03

Aktif


0,58-0,59

T idak aktif


5,02-5,03

Aktif

Biru

Putih

Hijau

Merah

Kondisi standby merupakan kondisi dimana kendaraan dalam kondisi mati. Pada saat ini kondisi standar samping diturunkan ke bawah sehingga sensor saklar magnet dalam kondisi high. Pada kondisi ini terdapat dua kemungkinan yang berpengaruh terhadap output yaitu kondisi 1 kemudi dalam keadaan mengunci dan kondisi 2 kemudi dalam keadaan terbuka. Hasil pengujian kondisi standby dapat dilihat pada Tabel 4.10. Pada kondisi pertama sensor saklar magnet yang terdapat pada kemudi terhubung sehingga secara otomatis menggerakan solenoid untuk mengunci kemudi, indikator LED akan menyalakan LED berwarna merah sebagai indikator sistem yang mati. Kondisi ini tergolong kondisi mati sempurna karena selain sistem mesin dan listrik yang sudah mati, kemudi kendaraan sudah terkunci. Sedangkan pada kondisi kedua kondisi sensor saklar magnet yang terdapat pada kemudi tidak terhubung sehingga hal tersebut digolongkan pada kondisi tidak sempurna karena kemudi tidak bisa terkunci, sehingga menyalakan LED berwarna merah sebagai indikator sistem yang mati dengan diikuti bunyi buzzer untuk mengingatkan pengguna bahwa masih ada kondisi yang belum sempurna. Tabel 10. Pengujian Sistem pada Kondisi Standby

Input

Dari hasil pengujian yang dilakukan, ketika port mikrokontroler yang dihubungkan dengan rangkaian LED diberi logika 1 atau high, maka LED mendapat tegangan 5 V mengakibatkan LED dalam kondisi aktif. Sedangkan saat diberi logika 0 atau low, maka akan mengakibatkan LED dalam kondisi aktif. Tabel 8 menunjukkan hasil pengujian respon LED.

Tabel 9. Pengujian Respon Buzzer

digitalWrite(buzzer,0) digitalWrite(buzzer,1)

J.

Respon Buzzer Tidak Aktif Aktif

Pengujian Sistem

Setelah menguji bagian input, proses dan output selanjutnya perlu diuji coba sistem secara keseluruhan. Pengujian sistem bertujuan untuk menguji dan menganalisis apakah input dan output dapat diproses sesuai dengan sistem yang diharapkan. Kondisi Standby

Relay Kontak

Output

Code (Bahasa Arduino)

Tegangan Keluaran Pada M ikrokontroler (Volt) 0,58-0,59 5,02-5,03

Komponen Saklar M agnet Standar Samping Bluetooth RFID Saklar M agnet Standar Tengah Saklar M agnet Kemudi Push Button

Relay Kontak RFID Solenoid Kemudi Solenoid Jok LED Buzzer

Kondisi 1

Kondisi 2

High

High

Tidak aktif Tidak aktif Tidak berpengaruh

Tidak aktif Tidak aktif Tidak berpengaruh

Low

High

Tidak berpengaruh

Tidak berpengaruh

Off

Off

Off

Off

M engunci

Terbuka

M engunci Jok M erah Diam

M engunci Jok M erah Berbunyi

Kondisi Menyala Kondisi menyala merupakan kondisi dimana kendaraan dalam kondisi menyala secara keseluruhan. Pada saat ini kondisi standar samping naik sehingga sensor saklar magnet dalam kondisi low. Pada kondisi ini terdapat dua

36

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 input yang dapat mengaktifkan kendaraan yaitu bluetooth dan RFID.

Kemudi Solenoid Jok LED

Mengaktifkan Menggunakan Bluetooth

Buzzer

Tabel 11. Pengujian Sistem pada Kondisi Kendaraan Menyala menggunakan Bluetooth Kondisi 1

Kondisi 2

Kondisi 3

Low

Low

Low

#1 Tidak aktif Tidak berpenga ruh Tidak berpenga ruh

#1 Tidak aktif Tidak berpenga ruh Tidak berpenga ruh

Push Button

Low

High

Relay Kontak Relay Kontak RFID Solenoid

On

On

#2 Tidak aktif Tidak berpenga ruh Tidak berpenga ruh Tidak berpenga ruh Off

Off

Off

Off

Terbuka

Terbuka

Terbuka

Komponen Saklar M agnet Standar Samping Bluetooth

Input

RFID Saklar M agnet Standar Tengah

Output

Saklar M agnet Kemudi

M engunc i Jok Hijau + Biru Diam

M engunc i Jok M erah Diam

Mengaktifkan Menggunakan RFID Pada mode RFID kontak akan aktif apabila RFID readers mendeteksi adanya tags ID yang dikenali. Jika tags ID dikenali maka program akan mengirim logika high pada relay kontak untuk menyalakan kendaraan. Setelah relay menyala maka program akan mengirim logika low pada relay ID untuk mematikan RFID readers selama 30 detik. Selanjutnya ketika RFID readers aktif akan mencari kembali tags ID yang dikenali, jika tidak menemukan tags ID maka sistem mematikan kendaraan, tetapi jika ditemukan maka sistem mengulang proses sebelumnya. Kondisi Memanaskan Kondisi memanaskan merupakan kondisi dimana kendaraan dalam kondisi menyala tidak secara keseluruhan. Pada saat ini kondisi standar samping naik sehingga sensor saklar magnet dalam kondisi low, namun kondisi standar tengah diturunkan sehingga sensor saklar magnet dalam kondisi high. Pada kondisi ini terdapat dua input yang dapat mengaktifkan mode memanaskan kendaraan yaitu bluetooth dan RFID. Memanaskan Menggunakan Bluetooth Kondisi 1 adalah kondisi ketika bluetooth telah mengirim perintah untuk memanaskan kendaraan. Setelah kendaraan aktif kemudian pengguna menekan push button jok untuk membuka jok kendaraan, maka output yang dihasilkan adalah kondisi relay menjadi terhubung sesuai perintah bluetooth, solenoid kemudi tetap terkunci karena pada standar tengah berlogika high, LED indikator menyala berwarna putih sebagai indikator kendaraan on dan biru sebagai indikator komunikasi yang digunakan adalah bluetooth. Solenoid kunci jok menjadi terbuka karena push button ditekan. Tabel 12. Pengujian Sistem pada Kondisi Kendaraan Dipenaskan menggunakan Bluetooth Input

Kondisi 1 adalah kondisi ketika bluetooth telah mengirim perintah untuk menyalakan kendaraan kemudian kendaraan aktif kemudian pengguna menekan push button jok untuk membuka jok kendaraan, maka output yang akan dihasilkan adalah kondisi relay menjadi terhubung sesuai perintah bluetooth, solenoid kemudi membuka kunci karena pada kondisi relay on, LED indikator menyala berwarna putih sebagai indikator kendaraan on dan biru sebagai indikator komunikasi yang digunakan adalah bluetooth. Solenoid kunci jok menjadi terbuka karena push button ditekan. Kondisi 2 adalah kondisi ketika bluetooth telah mengirim perintah untuk menyalakan kendaraan kemudian kendaraan aktif, namun pengguna tidak menekan push button jok. Sehingga kondisi yang dihasilkan sama dengan perbedaan pada solenoid jok yang posisinya mengunci. Kondisi 3 adalah kondisi ketika bluetooth telah mengirim perintah untuk mematikan kendaraan sehingga relay kontak menjadi terputus sesuai perintah bluetooth, tetapi kunci kemudi tetap terbuka karena koneksi bluetooth masih tetap terhubung. Led indikator berwarna merah dan biru sebagai indikator bahwa kendaraan dalam posisi mati namun koneksi bluetooth tetap terhubung. Pada kondisi ini apabila push button ditekan tidak akan membuka kunci solenoid jok.

M embuk a Jok Hijau + Biru Diam

Komponen Saklar Magnet Standar Samping Bluetooth

Kondisi 1

Kondisi 2

Kondisi 3

Low

Low

Low

#1

#1

#2

37

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 RFID Saklar Magnet Standar T engah Saklar Magnet Kemudi Push Button

T idak aktif

T idak aktif

T idak aktif

High

High

High

Low

Low

Output

Relay Kontak Relay Kontak RFID Solenoid Kemudi Solenoid Jok LED Buzzer

Low

On

On

T idak berpengar uh Off

Off

Off

Off

T erkunci

T erkunci

T erkunci

Membuka Jok Hijau + Biru Diam

Mengunci Jok Hijau + Biru Diam

Mengunci Jok

Low

High

Melakukan Pairing

Merah Diam

Kondisi 2 adalah kondisi ketika bluetooth telah mengirim perintah untuk memanaskan kendaraan kemudian kendaraan aktif, namun pengguna tidak menekan push button jok. Sehingga kondisi yang dihasilkan sama, dengan perbedaan pada solenoid jok yang posisinya mengunci. Pada kondisi 1 dan 2 jika standar tengah diturunkan dan mengubah logika sensor saklar magnet pada standar menjadi low, hal tersebut akan langsung mengubah kondisi relay kontak yang semula terhubung menjadi terputus.

Gambar 12. Tampilan Hasil Pengujian Pencarian Perangkat Menggunakan Bluetooth Smartphone Samsung Galaxy Ace Dari hasil ujicoba ditemukan perangkat dengan nama HC-05 yang merupakan perangkat sistem pegaman kendaraan bermotor menggunakan kunci kontak wireless berbasis mikrokontroler. Setelah perangkat ditemukan, pengujian dilanjutkan dengan pairing kedua perangkat tersebut.

Memanaskan Menggunakan RFID Memanaskan kendaraan menggunakan RFID, pengguna harus mengaktifkan sistem terlebih dahulu seperti ketika mengaktifkan sistem pada umumnya. Perbedaan terletak pada sensor tambahan yang dibutuhkan yaitu sensor saklar magnet yang terletak pada standar tengah. Ketika standar tengah berlogika 1 (dibuka/tidak terhubung) maka menghentikan pencarian tags ID oleh RFID reader. Sehingga pada kondisi ini walaupun user tidak berada didekat kendaraan, hal tersebut tidak akan mematikan sistem. Ketika standar tengah kembali dinaikan dan menghubungkan saklar tengah sehingga berlogika 0, akan kembali mengidentifikas tags ID ada berada disekitar kendaraan. Pengaturan Sistem pengaman kendaraan bermotor roda dua menggunakan kunci kontak wireless berbasis mikrokontroler ini memiliki sistem pengaturan yang dilakukan menggunakan komunikasi bluetooth, diantaranya melakukan pairing devices dan mengganti tags ID.

Gambar 13. Tampilan Hasil Pengujian Permintaan Pairing Dari hasil ujicoba permintaan pairing diatas perangkat meminta PIN dengan pin default 1234. Indikasi proses pairing telah berhasil dilakukan dapat dilihat pada daftar paired devices pada Smartphone Samsung Galaxy Ace. HC-05 sudah terdaftar didalamnya menunjukan uji coba pairing devices telah berhasil dan berjalan dengan baik. Percobaan selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan aplikasi Bluetooth Serial N7 dengan

38


Gambar 14. Tampilan Hasil Pengujian Menghubungkan Devices ke Perangkat Dari hasil ujicoba menghubungkan devices ke perangkat sistem pegaman kendaraan bermotor menggunakan kunci kontak wireless berbasis mikrokontroler dapat dilihat bahwa percobaan berjalan lancar dengan indikator pada aplikasi Bluetooth Serial N7 muncul pop up “Connected to HC-05”. Dengan demikian kinerja sistem untuk menerima pairing berjalan dengan baik. Mengganti dan Menyimpan RFID tags Dalam pengujian ini penggantian kode lama diganti menjadi “009192512”. Saat sistem dalam keadaan aktif, lalu menekan “Reset ID” kemudian dilanjutkan dengan menekan “009192512” pada dan menekan kembali “Reset ID”. Command yang terkirim dapat dilihat pada communication logs untuk cek kembali apa yang telah dikirim ke perangkat. Hasil dari ujicoba dapat dilihat pada Gambar 4.9. Tags ID lama telah berhasil diganti menjadi tags ID dan tersimpan di EEPROM.

Gambar 15. Hasil Pengiriman Command untuk Mengganti Tags ID

IV.


A. Kesimpulan Dari hasil pengujian dan analisis pada bab sebelumnya dapat diambil beberapa kesimpulan

yang berkaitan dengan hasil analisis tersebut, diantaranya sebagai berikut. 1. Sistem pengaman ini dapat menggantikan fungsi kunci kontak secara keseluruhan, karena setiap fungsi kunci kontak sudah digantikan oleh perangkat. Fungsi ignition switch dan kontak listrik digantikan oleh relay, sedangkan kunci pengaman kemudi digantikan oleh solenoid. Kunci pada jok kendaraan digantikan oleh push button dan solenoid. 2. Teknologi wireless yang digunakan yaitu bluetooth dan RFID dapat menjadi pengontorol yang baik bagi sistem pengaman ini. Berdasarkan percobaan dan analisis pada bab v, baik bluetooth maupun RFID dapat menjadi input yang memberi perintah untuk menggerakan perangkat pada kendaraan.

B. Saran 1. Penggunaan komunikasi bluetooth perlu kembangkan pada bagian PIN sebagai pengaman dalam akses komunikasi/pairing. Agar dalam mengganti PIN tidak perlu dilakukan 2. Pemilihan RFID readers perlu diperhatikan kembali dari segi ukuran dengan dimensi 260x260x35 mm mempersulit penempatan mekanik pada kendaraan. Selain itu dari segi daya tahan perangkat kurang baik.

DAFTAR PUSTAKA [1] Jama, Jalius., & Wagino. ---- Teknik Sepeda Motor Jilid 1 untuk SMK, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. [2] Jama, Jalius., & Wagino. ---- Teknik Sepeda Motor Jilid 2 untuk SMK, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. [3] Jama, Jalius., & Wagino. ---- Teknik Sepeda Motor Jilid 3 untuk SMK, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. [4] Kurniawan, Deddy., M.B. , Sulistiyo., & Budikarso, A. ---Rancangan Bangun Sistem Penganti Kunci Kontak Kendaraan Bermotor Roda Dua Berbasis Bluetooth. Institut T eknologi Sepuluh Nopember, http://repo.eepisits.edu/246/1/7207030047_m .pdf, 10 Oktober 2013 [5] Permana, Cresta. (2013). Rancang Bangun Brankas Pengaman Otomatis Berbasis Multimedia Message Service (MMS) Menggunakan ATMEGA 32. Skripsi. T eknik dan Ilmu Komputer/S1. Universitas Komputer Indonesia. Bandung. [6] Delta Electronic Article. (2008). Identifikasi Menggunakan RFID. RF – RFID. http://delta-electronic.com/article/wpcontent/uploads/2008/09/an0104.pdf, 6 Oktober 2013. [7] Bitar, Hazim. (2012). HC-03/05 Embedded Bluetooth Serial Communication Module AT Command Set. Cheap 2-Way Bluetooh Connection Betwen Arduino and PC. http://www.techbitar.com/bluetooth-comm -for-arduino-andpc.html.. 17 Januari 2014.


39

40


Implementasi Sistem Otomatis pada Robot Kapal Berbasis Komputer Vision Untuk Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional Implementation of Autonomous System in Computer Vision-Based Robotic Boat to Contest Nasional Unmanned Speedboat Yogi Adi Nugraha Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, UNIKOM Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : [email protected]

Abstrak Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional (KKCTBN) merupakan kontes yang diselenggarakan oleh Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (DitLitabmas), kontes acara tahunan ini di ikuti peserta dari berbagai universitas yang ada di Indonesia. Kontes ini terdiri dari 3 kategori yang diperlombakan, yaitu : kategori sistem otomatis (autonomous), kategori manual (remote control), dan kategori mesin (fuel engine). Dengan mengikuti kategori otomatis (autonomous), perancangan kapal diharuskan dapat berdiri sendiri tanpa adanya bantuan operasi manual. Sistem kapal menggunakan sistem pengolahan citra, dengan menggunakan software LabVIEW 2012, perangkat kamera dan mikrokontroler. Tujuan dari perlombaan ini yaitu, merancang sistem kapal agar dapat melewati rintangan bola. Kata Kunci : KKCTBN, pengolahan citra, LabVIEW 2012 Abstract “Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional” (KKCTBN) is a contest organized by the Directorate of Research and Community Service “ Direktorat Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat” (DitLitabmas), the contest is an annual event in the follow participants from various universities in Indonesia. This contest consists of 3 category that is, namely: the category of automated systems (autonomous), the category of manual (remote control), and the category of the engine (engine fuel) . By following categories of automatically (autonomous), the design of the vessel is required to be able to stand alone without the help of manual operation. Ship system uses image processing system, using the LabVIEW 2012 software, camera and microcontroller devices. The purpose of this race is, design the system so that ships can pass through obstacles ball. Keywords : KKCTBN, image processing, LabVIEW 2012

I.

PENDAHULUAN

Fungsi dari sebuah kapal tak berawak ini sudah banyak dikembangkan oleh negara-negara maju. Kapal tersebut di fungsikan sebagai alat pertahanan militer dengan tujuan untuk mengurangi korban jiwa saat perang. Kapal yang akan dirancang ini difungsikan berbeda, yaitu merancang sistem kapal yang bersifat otomatis yang bertujuan agar kapal dapat melewati rintangan bola warna, sebagai navigasi sistem kapal dilengkapi sensor kompas sebagai nilai referensi untuk masukan pengontrol proportional dan derivatif (PD). Pengontrol PD tersebut difungsikan untuk menstabilkan posisi kapal ketika lintasan lurus. Untuk mendeteksi bola warna, terpasang perangkat kamera yang

terhubung dengan software LabVIEW 2012 sebagai navigasi ketika kapal akan belok. Di LabVIEW tersebut terinstal toolkit vision dari produk National Instrument (NI), dengan toolkit tersebut untuk mempermudah pengguna untuk mengolah data gambar yang akan diproses.

II.

DASAR TEORI

A. Model Warna Hue Saturation Value (HSV) Model warna HSV merupakan kepanjangan dari Hue Saturation dan Value. Dari pengertian tersebut memiliki fungsi masing-masing yang berbeda. Hue merupakan suatu ukuran panjang gelombang dari warna utama, hue mempunyai

41

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 ukuran berkisar antara 0-255. 0 mewakili warna merah hingga melalui suatu spektrum kembali bernilai 256. Saturation merupakan suatu proses untuk meningkatkan kecerahan warna yang di dasari dari jumlah hue murni pada warna akhir. Value merupakan sebuah ukuran seberapa besar kecerahan dari suatu warna. Apabila warna itu memiliki ukuran 100% maka akan terlihat sangat cerah, dan ketika 0% maka akan terlihat gelap. Berikut ilustrasi dari model warna HSV terlihat pada Gambar 1.

f(x,y) T disebut object point

C. Pengontrol Proportional dan Derivative Pengontrol PD merupakan pengontrol sistem umpan balik yang banyak digunakan di sistem kontrol. Tujuannya untuk mengurangi nilai error dan menghasilkan nilai output sesuai dengan set point. Berikut blok diagram pengontrol PD yang diperlihatkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Blok diagram pengontrol PD

Gambar 1. Model Warna HSV Untuk mendapatkan nilai HSV ini dapat di konversi dari nilai RGB  HSV dengan persamaan sebagai berikut : (

{

)

(

)

(

)

{

dan

(1)

Blok diagram di atas merupakan sistem pengontrol Proportional dan Derivative (PD) yang menggunakan sistem close loop artinya saat nilai error muncul sistem akan memperkecil nilai error tersebut, kemudian menjalankan penggerak aktuator, dan mengeluarkan hasil output proses. Dari hasil output tersebut di umpan balikan ke sensor yang akan diproses kembali untuk mencapai nilai set point yang telah ditentukan. Sehingga persamaan pengontrol PD adalah sebagai berikut : (3) Keterangan : : output dari pengontrol PD : gain proportional dan derivative : gain derivative e(t) : nilai error

(2)

B. Metode Threshold Threshold merupakan salah satu metode proses pemisahan citra dari nilai derajat keabuan menjadi nilai biner (hitam putih), sehingga akan memudahkan proses identifikasi. Citra yang di threshold g(x,y) dapat didefinisikan sebagai berikut :

Pout u(t)= Kp.e(t)

(3)

(4)

dan Dout u(t)= Kd.

{ T = Threshold

Persamaan (3) apabila didiskritisasi maka akan menjadi :

–

Pada dasarnya aksi kontrol P dan D bertujuan untuk menggabungkan kelebihan komponenkomponen dasar P dan D, komponen dasar tersebut antara lain:

(5)

42


Gambar 3. Blok diagram sistem 1. Kontrol Proportional (KP), berfungsi sebagai kontrol untuk mempercepat respons mencapainya set point. 2. Kontrol Derivative (KD), berfungsi sebagai kontrol untuk mengurangi nilai overshot.

III.

PERANCANG AN

cepat. Untuk ukuran maksimal panjang kapal keseluruhan LOA (Length Over All) = 130 cm, Lebar kapal maksimal = 70 cm, dan tinggi kapal maksimal = 90 cm. Sedangkan untuk berat kapal dibatasi sebesar 30 kg. Gambar dari kapal yang akan dirancang ditunjukan pada Gambar 4 dan Gambar 5.

Perancangan ini akan terbagi menjadi lima bagian utama, yaitu : blok diagram sistem, pemilihan komponen, anggaran rincian biaya, perancangan mekanik, perancangan hardware dan perancangan software.

D. Blok Diagram Sistem Gambaran dari blok diagram sistem yang akan dirancang ditunjukkan pada Gambar 3. Berdasarkan blok diagram tersebut untuk input sistem digunakan perangkat kamera webcam yang berfungsi untuk mendeteksi adanya bola, kamera tersebut terhubung dengan laptop yang berfungsi sebagai pemrosesan untuk pengolahan data gambar. Dari laptop tersebut akan mengirimkan karakter ke mikrokontroer untuk memberikan pulsa ke Electronic Speed Control (ESC) dan selanjutnya akan menjalankan motor brushless. Sebagai nevigasi kapal digunakan perangkat sensor kompas untuk mengetahui posisi kapal. Licuid Crystal Diode (LCD) berfungsi untuk menampilkan karakter keluaran dari mikrokontroler.

Gambar 4. Ukuran kapal yang akan dirancang

E. Perancangan Mekanik Kapal Jenis dari kapal yang akan dirancang yaitu berjenis monohull, dimana jenis monohull kapal memiliki kelebihan dalam bermaneuver yang

Gambar 5. Tampak atas keseluruhan kapal

43


Gambar 6. Skematik rangkaian modul arduino uno

F. Perancangan Hardware Pada perancangan perangkat keras (hardware) ini meliputi pembahasan mengenai: mikrokontroler, sensor, aktuator, ESC, kamera webcam, catu daya dan LCD 2X16. 1) Mikrokontroler Arduino uno Mikrokontroler arduino uno merupakan modul kontroler dalam perancangan sistem kapal. Mikrokontroler arduino uno memiliki fasilitas USB sebagai jalur komunikasi antara perangkat PC/Laptop dengan mikrokontroler dengan eksekusi data sebesar 16000 instruksi/detik dan memiliki pin ADC. Gambar 6 menunjukkan skematik rangkaian dari modul arduino uno rev 3.

Gambar 7. Skematik rangkaian HMC5883L 3) Kamera Webcam C310 Modul kamera yang digunakan di perancangan ini adalah webcam C310 untuk mengambil data berupa gambar/citra analog yang diolah menjadi citra digital. Berikut konfigurasi dari kamera webcam C310.

2) Modul sensor kompas (HMC5883L) Pada perancangan ini sensor kompas HMC5883L digunakan untuk mengetahui posisi sudut, dengan tujuan sebagai navigator untuk pergerakan kapal. Berikut skematik dari rangkaian HMC5883L : Gambar 8. Skematik konektor webcam

44


G. Perancangan Software 4) Electronic Speed Control (ESC) ESC yang digunakan di perancangan ini adalah ESC Brushless Pro 30A. ESC ini digunakan sebagai penguat sinyal pulsa dari mikrokontroler dan mengeluarkan arus yang besar digunakan untuk menjalankan motor brushless.

Aplikasi komputer vision sendiri dibuat menggunakan software LabVIEW dengan bantuan toolkit image processing yang sudah tersedia di National Instrument. Gambar 12 menunjukkan tampilan front panel navigasi control. Gambar 13 dan Gambar 14 menunjukkan alir program LabVIEW yang disajikan dalam bentuk flowchart.

IV.

PENGUJIAN

A. Pengujian Tuning Pengontrol PD

Gambar 9. Skematik konektor ESC 5) Motor Brushless BL 2212/13B Motor Brushless yang digunakan di perancangan ini adalah motor brushless BL 2212/13B. Motor ini digunakan sebagai aktuator (penggerak) kapal agar kapal bisa melaju dengan baik,

Gambar 10. Skematik konektor motor brushless 6) Licuid Crystal Diode (LCD) 2x16 LCD ini digunakan sebagai indikator keluaran dari mikrokontroler yang menampilkan data kompas dan data pulsa motor. Berikut skematik rangkaian dari LCD 2x16.

Tuning ini bertujuan untuk menentukan konstanta parameter aksi kontrol proportional dan derivative. Proses tuning yang dilakukan menggunakan metode tuning trial and error artinya melakukan percobaan pengulangan berkali-kali dengan memberikan nilai konstanta proportional dan derivative hingga diperoleh hasil yang diinginkan. Tabel 1 menunjukkan hasil uji coba tuning kontrol P dan D.

B. Pengujian Kamera Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa sensitif kamera saat menangkap objek bola berwarna dalam keadaan kondisi tertentu, dengan mengacu pada nilai particle yang ditangkap yang diolah dengan software LabVIEW 2012. Gambar 15 menunjukkan hasil uji coba threshold dan Tabel 2 menunjukkan pengujian threshold di segala kondisi pencahayan. Sedangkan Tabel 3 menunjukkan hasil pengujian kamera dan LabVIEW.

C. Pengujian Speed Test Speed test ini bertujuan agar kapal dapat melewati batas bola tengah yang sudah ditentukan dengan jarak panjang kolam sebesar 8 meter. Gambar 16 menunjukkan ilustrasi lintasan uji speed test, bola yang dideteksi yaitu menggunakan bola berwarna hijau. Gambar 17 menunjukkan hasil pengujian speed test. Dan Tabel 4 menunjukkan hasil pengujian speed test.

Gambar 11. Skematik rangkaian LCD 2x16

45


Gambar 12. Front panel navigasi kontrol

Start

Inisialisasi nilai HSV

Inisialisasi I/O

Apakah Speed Test

T

T Apakah Maneuver Test Y

Y Speed test

Maneuver test

Selesai

Gambar 13. Flowchart utama Labview

46


mulai Prosedur Speed test

mulai Prosedur Maneuver test

Cam R ON

T

T

Cam L ON

Cam R ON

Y

Grab Cam R RGB

Y

Grab Cam L RGB

Grab Cam R RGB

Skala di perkecil

Skala di perkecil

Threshold mode HSV

Threshold mode HSV

Filter objek

Filter objek

Skala di perkecil

Threshold mode HSV

Filter objek

Apakah Cam R deteksi Hijau?

T

Apakah Cam L deteksi Hijau?

Y

 

Indikator 2 Menyala Kirim karakter 2

Apakah Cam R deteksi Hijau?

T

Y  

Y

 

Indikator 1 Menyala Kirim karakter 1a

Indikator 2 Menyala Kirim karakter 1b

Tunggu 3 detik

Return

T

Return

Gambar 14 Flowchart prosedur LabVIEW speed test dan maneuver test

47

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Tabel 1. Hasil uji coba tuning kontrl P dan D No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Parameter Kontrol Kp Kd 1 0 1 1 2 0 2 1 2 2 3 0 3 1 3 2 3 3 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5

Error Kanan 43 47 11 4 14 17 6 26 11 21 11 7 13 9 15 7 4 3 4 11

Kiri -2 -5 -29 -12 -35 -25 -8 -40 -20 -43 -18 -14 -23 -13 -21 -6 -4 -3 -2 -12

Waktu

Keterangan

11,08 12,84 10,85 10,63 10,16 10,18 10,79 11,36 10,56 11,44 12,45 10,38 11,18 10,59 12,22 10,51 11,01 11,2 10,53 11,16

Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Tidak Stabil Stabil Stabil Stabil Stabil Tidak Stabil

Gambar 15 Hasil uji coba threshold

Gambar 16. Ilustrasi lintasan uji speed test

48

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Tabel 2. Pengujian threshold di segala kondisi pencahayaan No

Kondisi Penerangan

Batas Particle

Nilai Particle Analisis

Gambar Asli

Hasil Threshold

Keterangan Malam Hari

1

Lampu Menyala

10

10 Jam (21.04) WIB

Malam Hari 2

Lampu Menyala

16

18 Jam (23.00) WIB

Pagi Hari 3

Lampu Menyala

27

29 Jam (06.25) WIB

Pagi Hari 4

Lampu Padam

20

23 Jam (08.00) WIB

Siang Hari 5

Lampu Menyala

25

25 Jam (13.50) WIB

Siang Hari 6

Lampu Padam

21

23 Jam(14.00)WIB

Sore Hari 6

Lampu Padam

20

21 Jam (15.00) WIB

Sore Hari 7

Lampu Menyala

18

19 Jam (16.15)WIB

49

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Tabel 3. Hasil pengujian kamera dan LabVIEW

Kondisi Malam Hari (lampu hidup) Pagi Hari (lampu hidup) Pagi Hari (lampu mati) Siang Hari (lampu hidup) Siang Hari (lampu mati) Sore Hari (lampu hidup) Sore Hari (lampu mati) Total

Jumlah

Keberhasilan

Persentase Keberhasilan

10

9

90%

10

10

100%

10

9

90%

10

9

90%

10

9

90%

10

9

90%

10

7

70%

70

52

88,50%

Gambar 17. Pengujian speed test


Tabel 4. Hasil pengujian Speed test

Gambar 18. Ilustrasi lintasan uji maneuver test

50


Gambar 19. Pengujian maneuver test

51

52

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Tabel 5. Hasil pengujian maneuver test

D. Pengujian Maneuver test Pengujian maneuver test ini bertujuan agar kapal dapat bermaneuver melewati bola-bola yang tersusun dengan susunan jarak bola sekitar -/+ 1,5 meter, bola warna yang akan di deteksi yaitu menggunakan bola warna hijau dengan jumlah susunan 3 buah bola. Gambar 18 menunjukkan ilustrasi lintasan maneuver test dengan 4 bola warna yang tersusun. Gambar 19 menunjukkan contoh hasil pengujian maneuver test. Tabel 5 menunjukkan hasil pengujian maneuver test.

V.


A. Kesimpulan Berikut ini merupakan kesimpulan dari penelitian ini yang telah dilaksanakan beberapa pengujian. 1. Sistem robot kapal sudah berhasil untuk dikendalikan secara otomatis, dengan tingkat keberhasilan untuk speed test sebesar 80% dan maneuver test sebesar ?%.

2. Hasil data uji speed test, didapatkan kondisi kapal lebih stabil saat nilai pulsa motor diberi nilai 1200, serta tingkat persentase yang didapat lebih baik sebesar 80%. 3. Hasil data uji software LabVIEW telah berhasil dilakukan, dengan mengatur nilai Hue Saturation Value (HSV) secara tetap. Di dapatkan persentasi keberhasilan 88,5%, dari tingkat pencahayaan yang berbedabeda. 4. Hasil dari data pengujian tuning kontrol P dan D, hasil data menunjukan nilai overshot membesar ketika diberi nilai konstanta kecil, sehingga membuat kondisi kapal tidak stabil. Dengan memberi nilai Kp =5 dan Kd=3, overshot yang didapat bisa diredam.

B. Saran Adapun saran bagi pengembangan penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Merubah masukan nilai referensi dari sensor kompas menggunakan Global Positioning System (GPS), sehingga arah

53

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 dan pergerakan kapal dapat diposisi yang tepat. 2. Merubah aktuator motor brushless out runner dengan aktuator brushless in runner karena torsi rpm yang dihasilkan brushless in runner lebih besar sehingga untuk pengontrolan kapal lebih mudah dikendalikan saat maneuver test.

DAFTAR PUSTAKA [1]

Darma Putra.(2010). Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta : Penerbit Andi Offset.

[2]

Shapiro, Linda & Stockman, George.(2000). Computer Vision, paper 13. [3] https://lecturer.eepisits.edu/~nana/indexfiles/referensi/computervision/Comput e%20Vision.pdf diakses pada 18-04-2014. [4] National Instruments, NI-IMAQ for USB Cameras User Guide, Januari 2005 [5] National Instruments, NI-Vision for LabVIEW User Manual, November 2005 [6] Syahrul.(2014).Pemrograman Mikrokontroler AVR. Penerbit Informatika. [7] Kadir, Abdul. (2012). Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrograman menggunakan Arduino. Andi Offset [8] Panduan Kontes Kapal Cepat T ak Berawak Nasional 2013

54


Rancang Bangun Sistem Printer Tanpa Kabel Berbasis Bluetooth dan WIFI Communication System Design Wireless Printer Based on Bluetooth and WI-FI Ahmad Irfan Yusuf Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : [email protected]

Abstrak Paper ini mempresentasikan perancangan sebuah sistem komunikasi printer tanpa kabel dengan menggunakan komunikasi bluetooth dan Wi-Fi. Sistem ini dirancang untuk menggantikan penggunaan kabel pada printer yang saat ini diakses melalui kabel, juga memanfaatkan fasilitas laptop/PC (Personal Computer) yang saat ini rata-rata sudah dilengkapi dengan fitur bluetooth dan Wi-Fi. Kata kunci : Bluetooth, Wi-Fi

Abstract This paper presented the design of a communication system printer wirelessly using Bluetooth communication and Wi-Fi. The system is designed to replace the use of cables to the printer that is currently accessed via a cable, also avail the facility of a laptop / PC (Personal Computer) is the current average is equipped with Bluetooth features and Wi-Fi. Keyword –Bluetooth, Wi-Fi

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Printer adalah salah satu hardware (perangkat keras) yang terhubung ke komputer dan mempunyai fungsi untuk mencetak tulisan, gambar dan tampilan lainnya dari komputer ke media kertas atau sejenisnya. Perangkat elektronik ini menggunakan kabel sebagai media transmisinya. Seiring berkembangnya zaman, sistem komunikasi nirkabel kini telah berkembang pada perangkat elektronika, komunikasi tersebut adalah Bluetooth dan Wi-Fi (Wireless Fidelity). Teknologi komunikasi nirkabel tersebut umumnya telah terpasang pada laptop dan PC (Personal Computer), ataupun Bluetooth sebagai perangkat tambahan yang harganya kini relatif murah. Dengan memanfaatkan teknologi tersebut pada printer, maka akan meminimalkan penggunaan kabel dan dalam melakukan pencetakan.

B. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Untuk merancang sistem yang memiliki fitur Bluetooth dan Wi-Fi untuk komunikasi dari komputer ke printer. 2. Untuk memanfaatkan fasilitas yang ada pada laptop atau PC (Personal Computer) yang rata-rata sudah dilengkapi dengan fasilitas Bluetooth dan Wi-Fi.

C. Batasan Masalah Dalam perancangan alat pada penelitian ini penulis membatasi beberapa batasan masalah sebagai berikut. 1. Perancangan sistem hanya pada perangkat untuk komunikasi Bluetooth dan Wi-Fi. 2. Jenis printer yang akan digunakan adalah printer standar dalam artian printer yang sebelumnya belum dilengkapi dengan

55

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 fasilitas Bluetooth ataupun Wi-Fi. Contohnya printer merk Canon iP2770. 3. Koneksi hanya melalui PC (Personal Computer) atau laptop dan menggunakan Operating System Windows.

II.

DASAR TEORI

3.

4.

A. Raspberry Pi Raspberry Pi (juga dikenal dengan RasPi) adalah sebuah SBC (Single Board Computer) yang menggunakan system on a chip (SoC) dari Broadcomm BCM2835, juga sudah termasuk prosesor ARM1176JZF-S 700 MHz, GPU Video Core IV dan RAM sebesar 256 MB (untuk Rev. A) dan 512 MB (untuk Rev. B). Raspberry Pi menggunakan sistem operasi berbasis kernel Linux.Raspbian merupakan Sistem operasi berbasis Debian yang dapat bebas dioptimalkan untuk perangkat keras Raspberry Pi.

5.

6.

7.

B. Bluetooth Bluetooth adalah sebuah teknologi nirkabel dengan gelombang radio yang bekerja pada frekuensi 2.4 GHz. Bluetooth menggunakan sistem Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) yang mempunyai kecepatan maksimum 1 Mbps. Bluetooth memiliki lapisan-lapisan yang mempunyai fungsi berbeda sehingga secara umum digambarkan seperti Gambar 1 di bawah ini.

8.

objek antar aplikasi yang berjalan dengan menggunakan Bluetooth. Service Discovery Protocol (SDP) merupakan sebuah protokol yang berfungsi untuk memberikan layanan pencarian service terhadap Bluetooth device yang berada disekitarnya. RFCOMM adalah protokol yang mempunyai fungsi untuk melakukan emulasi koneksi serial antar device Bluetooth. Logical Link Control and Adaption Protocol (L2CAP) merupakan suatu lapisan dalam arsitektur Bluetooth yang dapat membuat paket-paket yang siap untuk digunakan oleh lapisan-lapisan yang berada di atasnya. Human Computer Interface (HCI) adalah layer antar muka antara perangkat keras Bluetooth dengan perangkat lunak atau platform. Link Manager (LM) adalah protokol yang berfungsi untuk melakukan membangun kanal hubungan antara device Bluetooth setelah melakukan mekanisme sistem keamanan serta melakukan negosiasi berapa besar paket baseband yang akan dikirimkan. Layer baseband mempunyai fungsi untuk melakukan sinkronisasi pengiriman data antar device Bluetooth.

Radio mempunyai fungsi untuk membuat gelombang radio yang mempunyai frekuensi 2.4 GHz sesuai dengan data yang akan diterima maupun dikirimkan

Application and Profiles OBEX SDP

RFCOMM L2CAP HCI Link Manager

Baseband/Link controller Radio

Gambar 1. Arsitektur Bluetooth 1. Profiles adalah aplikasi yang dibuat pada arsitektur Bluetooth. 2. Object Exchange (OBEX) adalah protokol yang berfungsi untuk melakukan transfer

C. Wi-Fi Wi-Fi merupakan singkatan dari Wireless Fidelity, memiliki pengertian yaitu sekumpulan standar yang digunakan untuk Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area Network , WLAN) yang didasari pada spesifikasi The Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE) 802.11. Wi-Fi (atau WLAN) diciptakan terperinci untuk mengoperasikan sebagai ethernet tanpa kawat. Ini adalah satu teknologi open-standard yang memperbolehkan koneksi nirkabel di antara area alat-alat perlengkapan dan lokal jaringan. Akses publik jasa WLAN didesain untuk menghubungkan dan melayani jaringan LAN dengan jarak radius 50 sampai 150 meter dari titik akses.

56


dalam sebuah perusahaan, setiap departemen memiliki tugas yang berbeda, dan hanya terfokus padahal tertentu sesuai pembagian tugas. Gambar 2. Logo Wi-Fi Wi-Fi dirancang berdasarkan spesifikasi IEEE 802.11. Sekarang ini ada empat variasi dari 802.11, yaitu: 802.11a, 802.11b, 802.11g dan 802.11n. Spesifikasi b merupakan produk pertama Wi-Fi.

D. Protokol Protokol merupakan persetujuan antara dua entitas atau lebih tentang bagaimana entitasetintas tersebut akan berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Persetujuan –persetujuan yang dimaksud antara lain: a. Bagaimana entitas-entitas akan memulai komunikasi atau mengakhiri komunikasi. b. Proses sinkronisasi antara pengirim dan penerima. c. Deteksi dan perbaikan kesalahan. d. Format dan encoding data.

E. OSI Layer Model referensi OSI terdiri dari 7 lapisan, mulai dari lapisan fisik hingga aplikasi. Model referensi ini tidak hanya berguna untuk produkproduk LAN saja, tetapi juga sangat diperlukan dalam membangun jaringan Internet.

F. TCP/IP TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) adalah sekumpulan protokol yang didesain untuk melakukan fungsifungsi komunikasi data pada Wide Area Network (WAN). TCP/IP terdiri dari sekumpulan protokol yang masing-masing bertanggung jawab atas bagian-bagian tertentu dari komunikasi data. Berkat prinsip ini, tugas masing-masing protokol menjadi jelas dan sederhana. Protokol yang satu tidak perlu mengetahui cara kerja protokol yang lain, sepanjang masih bisa saling mengirim dan menerima data. Berkat penggunaan prinsip ini, TCP/IP menjadi protokol komunikasi data yang fleksibel. TCP/IP dapat diterapkan dengan mudah di setiap jenis komputer dan interface jaringan, karena sebagian besar isi kumpulan protokol ini tidak spesifik terhadap satu komputer atau peralatan jaringan tertentu. Alamat IP adalah alamat yang diberikan ke jaringan dan peralatan jaringan yang menggunakan protokol TCP/IP. Pembagian kelaskelas alamat IP didasarkan pada dua hal yaitu network ID dan host ID. Setiap alamat IP merupakan sebuah pasangan dari network ID (identitas jaringan) dan host ID (identitas host dalam jaringan tersebut). Tabel 1. Jenis IP Address Kelas A B C

III.

Network ID W w.x Wx.y

Host ID x.y.z y.z Z

Default Subnet Mask 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0

PERANCANG AN ALAT

A. Perancangan Sistem Gambar 3. OSI Layer OSI menjelaskan bagaimana data dan informasi jaringan berkomunikasi dari sebuah aplikasi pada sebuah komputer berjalan melalui jaringan, menuju ke aplikasi di komputer lain. OSI menjelaskan melalui pendekatan pemecahan menjadi lapisan-lapisan (layer). Analogi konsep layer adalah seperti dalam departemen/bidang

Perancangan sistem ini terdiri dari beberapa bagian, berikut ini adalah gambaran umum (blok diagram) keseluruhan dari sistem komunikasi tanpa kabel pada printer. Dari blok diagram dijelaskan terdapat dua macam perangkat yang berfungsi untuk memberikan masukan untuk SBC (Single Board Computer). Sebelum terkoneksi dengan sistem, pengguna harus masuk ke jaringan

57

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Wi-Fi untuk koneksi Wi-Fi atau pairing dengan Bluetooth untuk memilih komunikasi menggunakan Bluetooth. Setelah terkoneksi, pengguna memilih printer yang telah disediakan sistem dan kemudian pengguna sudah dapat melakukan print out data yang akan dicetak. Input yang diterima berupa data-data dokumen, gambar dan yang sejenisnya. INPUT

OUTPUT

PROSES

Laptop dan PC (1) Laptop dan PC (2)

PRINTER1 (PRINT OUT) Modul Wi-Fi Dan Modul Bluetooth

MINIKOMPUTER

Laptop dan PC (3)

PRINTER2 (PRINT OUT)

otomatis, namun pada saat print out data yang pertama yang akan dieksekusi terlebih dahulu sedangkan data yang kedua dan seterusnya akan disimpan dahulu sampai data yang pertama selesai di print out. Kemudian data selanjutnya yang akan dieksekusi dan seterusnya.

IV.

PNGUJIAN DAN ANALISA

A. Pengujian Konektivitas Pengujian dilakukan terhadap konektivitas bluetooth dan Wi-Fi berdasarkan jarak. Pengujian konektivitas dilakukan untuk mengetahui jarak maksimal koneksi Wi-Fi dan bluetooth pada masing-masing yang sudah ditentukan. Tabel 2. Pengujian Konektivitas

Gambar 4. Blok Diagram Sistem Ke-

Jarak (meter)

Persentase keberhasilan Wi-Fi

1

5

100%

T anpa Halangan 100%

2

10

100%

100%

3

20

100%

100%

0%

0%

4

40

0%

100%

0%

0%

50

0%

100%

0%

0%

Halangan

B. Perancangan Perangkat Lunak Perancangan perangkat lunak dibahas dengan menggunakan diagram alir (flowchart). Spesifikasi fungsional perangkat lunak yang dirancang harus dapat ditentukan melalui fungsi masukan (input) dan keluaran (output) program. Pada penelitian ini rancangan perangkat lunak dimulai dengan pembuatan sebuah flowchart seperti yang terlihat pada Gambar 5. Pada awal diagram alir, SBC (Single Board Computer) membaca hardware yang terpasang, contohnya modul Bluetooth, modul Wi-Fi dan printer yang terpasang pada sistem. Setelah kondisi sistem siap SBC (Single Board Computer) secara otomatis akan menjadi printer server, modul Wi-Fi yang dijadikan akses poin oleh sistem akan standby untuk menerima client yang akan masuk pada jaringan yang disediakan oleh sistem printer nirkabel. Pada rancang bangun sistem printer tanpa kabel ini, modul bluetooth juga dijadikan akses poin oleh sistem, walaupun dijadikan akses poin sistem hanya dapat menerima satu user saja dikarenakan komunikasi Bluetooth point to point. Sistem menerima semua data yang dikirimkan melalui Bluetooth ataupun jaringan Wi-Fi, kemudian mengeksekusi data tersebut untuk di print out. Sistem akan menerima semua data yang masuk dan melakukan print out secara

Persentase Keberhasilan Bluetooth T anpa Halangan Halangan 100% 100% 0% 100%

5

B. Pengujian Print Out Berdasarkan Jarak dan Jenis File Melalui Komunikasi Wi-Fi Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui persentase keberhasilan pada komunikasi Wi-Fi dan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan eksekusi print out berdasarkan jarak, jenis file dan sistem operasi yang digunakan. Pengujian dilakukan dengan cara melakukan print pada jarak yang sudah ditentukan.

C. Pengujian Print Out Secara Bersamaan Pada Satu Printer Melalui Komunikasi Wi-Fi Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui urutan eksekusi print out, waktu yang diperlukan dan keberhasilan sistem untuk melakukan print out. Selain itu, pengujian dilakukan berdasarkan jarak dan jenis file yang dikirimkan dengan halangan maupun tanpa halangan.

58


Mulai

Inisialisasi Perangkat

Cek Data Input

N

Koneksi Wi-Fi?

N

Koneksi Bluetooth?

Y

Y

Connecting

Sudah Pair?

N

Masukkan Password

Y Koneksi Wi-Fi lain?

Y Connecting

N N

Menggunakan Printer A?

N

Y

Sukses Pairing?

Y

Menggunakan Printer B? Y

Data Diterima

Print Out

Masih terkoneksi?

Y

N

Gambar 5. Diagram Alir Sistem Rancang Bangun Komunikasi Tanpa Kabel Pada Printer

N

59


D. Pengujian Print Out secara Bersamaan Pada Dua Printer Melalui Komunikasi Wi-Fi Pengujian ini dilakukan ketika user/client yang menggunakan sistem operasi Windows yang berbeda melakukan print out secara bersamaan pada dua buah printer berbeda yang terpasang pada sistem. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui urutan eksekusi print out, waktu yang diperlukan dan keberhasilan sistem untuk melakukan print out.

E. Pengujian Print Out Berdasarkan Jarak dan Jenis File Melalui Komunukasi Bluetooth Pengujian eksekusi print out berdasarkan jarak dan jenis file yang akan dikirimkan kepada sistem melalui komunikasi bluetooth. Pada pengujian menggunakan sistem operasi Windows yang berbeda. Pengujian dilakukan pada jarak 5 meter hingga 50 meter dengan halangan dan tanpa halangan. Selain itu pada setiap masing-masing jarak dilakukan pengiriman file dengan jenis file yang berbeda yaitu berupa teks, gambar dan file yang memiliki teks dan gambar.

F. Pengujian Print Out Bersamaan Pada Satu Printer dengan Komunikasi Berbeda Pengujian eksekusi print out apabila user/client yang menggunakan sistem operasi Windows yang berbeda melakukan print out secara bersamaan pada satu buah printer menggunakan kedua komunikasi, yaitu melalui bluetooth dan Wi-Fi yang terpasang pada sistem. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui eksekusi print out, waktu yang diperlukan dan keberhasilan sistem untuk melakukan print out dengan menggunakan komunikasi yang berbeda.

G. Pengujian Print Out Bersamaan Pada Dua Printer Menggunakan Komunikasi Wi-Fi dan Bluetooth Pengujian eksekusi print out dilakukan ketika user/client yang menggunakan sistem operasi Windows yang berbeda dan juga menggunakan media komunikasi yang berbeda melakukan print out secara bersamaan pada dua buah printer yang berbeda melalui komunikasi

bluetooth dan Wi-Fi yang terpasang pada sistem. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui keberhasilan eksekusi print out dan waktu yang diperlukan.

V.

PENUTUP

A. Kesimpuan Berdasarkan hasila analisis yang dilakukan di bab sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1. Jarak kerja Wi-Fi sampai dengan 50 meter dengan kondisi tanpa halangan dan 40 meter dengan halangan. Sedangkan bluetooth saat kondisi hanya sampai 5 meter dan kondisi tanpa halangan hanya sampai pada jarak 10 meter. 2. Pada komunikasi Wi-Fi jumlah user lebih banyak karena komunikasinya point to multipoint, sedangkan bluetooth komunikasinya point to point sehingga yang dapat mengakses printer hanya satu user. 3. Media komunikasi bluetooth dan Wi-Fi dapat dijadikan media penghubung antara laptop/PC (Personal Computer) user dengan printer yang akan digunakan dengan cara menjadikan kedua media komunikasi tersebut sebagai akses poin. Printer yang terpasang pada sistem akan di share oleh sistem sehingga user/client dapat mengakses printer tersebut melalui media komunikasi Wi-Fi dan bluetooth. 4. Kecepatan print out dipengaruhi oleh jarak dan besarnya kapasitas file/jenis file. Semakin jauh jarak maka waktu yang dibutuhkan akan semakin banyak sedangakn semakin dekat jaraknya maka akan lebih cepat sistem melakukan print out. Begitu juga dengan besar kapasitas file, semakin besar file nya maka akan membutuhkan waktu yang banyak dibandingkan dengan kapasitas file yang lebih kecil. 5. File yang dikirimkan melalui WI-Fi akan lebih cepat di print out oleh sistem dibandingkan dengan file yang dikrimkan melalui komunikasi bluetooth. Hal tersebut dikarenakan data rate Wi-Fi lebih besar dibandingkan dengan bluetooth yang memiliki data rate 2-3 Mbps.

60


B. Saran Berikut adalah saran-saran yang diharapkan dapat memberikan pengembangan terhadap sistem yang telah dirancang untuk saat ini. 1. Untuk pengembangan perangkat lebih dikembangkan dengan ditambahkan LCD untuk mengetahui status kondisi sistem dan perancangan perangkat lunak lebih dikembangkan agar tidak terjadi bug. 2. Pemilihan komponen lebih dikembangkan agar sistem bisa lebih cepat dalam pengeksekusian print out.

DAFTAR PUSTAKA

[5]

Ladyada. (2014). Setting up a Raspberry Pi as a WIFI access point.http://learn.adafruit.com/setting-up-a-raspberry-pi-as-awifi-access-point.pdf, (8 Februari 2014) [6] Santos, RA., & Block, AE. (2012). Embedded Systems and Wireless Technology [7] Hakim, MAI. (2013). Pemanfaatan Mini PC Raspberry Pi Sebagai Pengontrol Lampu Jarak Jauh Berbasis Web Pada Rumah. Skripsi. T eknik dan Ilmu Komputer/S1. Universitas Komputer Indonesia. Bandung [8] Simanungkalit, S. (2013). Studi Komparasi Pengontrol Robot Mobil Pada Smartphone Android Berbasis Teknologi Nirkabel. Skripsi. T eknik dan Ilmu Komputer/S1. Universitas Komputer Indonesia. Bandung [9] Membrey Peter., & Hows David. -----. Learn Raspberry Pi with Linux. http://itebooks.info/book/1970/learn_raspberry_pi_with_linux.pdf, (7 Februari 2014) [10] Richardson Matt., Wllace Shawn. (2013). Getting Started with Raspberry Pi. http://it-ebooks.info/book/1354. (7 Februari 2014) [11] Wibowo, AS., Wardhani, KS. (2008). E-book Tutorial PERINTAH DASAR LINUX. ftp://167.205.50.45/pub/ISOIMAGES/linux/filenya-putu-shinoda/PerintahDasarLinux.pdf. (8 Februari 2014)


61

62


Transceiver Audio Wireless One Point to Multipoint untuk Laboratorium Bahasa Transceiver Audio Wireless One Point to Multipoint for Language Laboratory Sindie Vini Asyani, Tri Rahajoeningroem Jurusan Teknik Elektro, Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipatiukur 114-117, Bandung Email : [email protected]

Abstrak Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem transceiver audio wireless one point to multipoint yaitu perangkat yang dapat mengirim suara dari satu perangkat ke banyak perangkat. Perangkat yang dibuat terdiri dari dua bagian yaitu instruktur dan pengguna, perangkat pengguna terdiri dari 3 buah pengguna. Alat ini dirancang untuk dapat digunakan pada laboratorium bahasa, menggunakan komunikasi secara full duplex yang artinya bahwa dua perangkat transceiver dapat berkomunikasi secara dua arah. Perangkat instruktur yang dirancang dapat berkomunikasi dengan 1 pengguna, 2 pengguna dan semua pengguna. Pada saat instruktur mengirim ke lebih dari 1 pengguna, pengguna hanya dapat menerima suara tanpa dapat mengirim balik. Perangkat yang dirancang pada saat pemanggilan pada 1 pengguna, 2 pengguna dan 3 pengguna berhasil dengan baik. Perangkat instruktur dapat berkomunikasi dengan semua pengguna secara privat dan broadcast tebukti pada saat pengukuran sinyal suara oleh osiloskop, sinyal pengirim dan penerima yang keluar pada osiloskop sama, artinya perangkat transceiver dapat mengirim dan menerima suara dengan baik. Kata kunci : transceiver audio, one point to multipoint

Abstract In this research, we designed a system transceiver audio wireless one point to multipoint that is equipment which is can transmitting audio from one equipment to many equipment. Equipment made one which is consist 2 part is instructor and user, user equipment consist of 3 user. This equipment designed for use in language laboratory, using communication full duplex which is meaning two equipment can communication in two direction. Instructor equipment made one is can communication with 1 user, 2 user dan all user. When instructor transmitted to more than 1 user, user just can receive voice without can transmitted back. This equipment designed while calling to 1 user,2 user and 3 user has been good. Instructor equipment can communication with private and broadcast to all user proved when signal measuring with oscilloscope, same transmitter signal and receiver signal output in oscilloscope, it‟s meaning that transceiver equipment can trasmitt and receive signal with good. Keyword : transceiver audio, one point to multipoint

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Saat ini kemajuan teknologi berkembang dengan pesat, berbagai macam teknologi praktis banyak bermunculan di pasaran dunia. Dengan menggunakan jaringan wireless dapat membuat suatu produk tanpa menggunakan kabel dan satu jaringan transmitter wireless dapat dipakai untuk semua pengguna produk yang berkaitan. Wireless network merupakan sekumpulan komputer yang saling terhubung antara satu dengan lainnya

sehingga terbentuk sebuah jaringan komputer dengan menggunakan media udara/gelombang sebagai jalur lintas datanya. Salah satu produk yang dapat menggunakan jaringan wireless adalah headset, dengan memanfaatkan jaringan wireless ini kita dapat menggunakan lebih dari dua headset dengan satu jaringan sebagai server. Pemakaian headset wireless ini akan membuat nyaman pengguna daripada harus mendengarkan lewat speaker yang terkadang suaranya tidak jelas, selain itu pengguna akan merasa lebih berkonsentrasi untuk mendengarkan perintah.

63

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Kondisi laboratorium bahasa UNIKOM sampai saat ini masih menggunakan speaker saat belajar atau pada saat test TOEFL, dari inilah maka didapatkan ide untuk mencoba membuat alat ini dengan memanfaatkan media wireless menggunakan radio frekuensi sebagai sumber jaringan yang dapat digunakan oleh satu kelas laboratorium bahasa yang pasti dipakai oleh lebih dari dua orang. Radio frekuensi lebih mudah digunakan untuk pengiriman suara dan dapat dipakai untuk jangkauan yang sangat luas bila dibandingkan dengan Bluetooth. Diharapkan dengan dibuatnya alat ini dapat bermanfaat khususnya untuk laboratorium bahasa UNIKOM sendiri.

B. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah merancang sistem audio wireless menggunakan transceiver radio frekuensi dengan metode point to multipoint yang dapat digunakan untuk laboratorium bahasa, khususnya laboratorium bahasa UNIKOM yang masih memakai speaker saat belajar dan test TOEFL.

C. Batasan Masalah Perancangan dan pembuatan alat ini memiliki beberapa batasan masalah, di antaranya : 1. perancangan dan pembuatan rangkaian elektronika sebagai penunjang sistem transceiver audio wireless menggunakan radio frekuensi. 2. jumlah instruktur = 1, jumlah pengguna = 3 3. perancangan transceiver audio wireless yang dapat digunakan komunikasi dua arah antara transceiver innstruktur dengan transceiver pengguna 4. menggunakan modulasi FM dengan frekuensi kerja 15,356 MHz.

II.

LANDASAN TEORI

A. Laboratorium Bahasa UNIKOM Tempat belajar khusus untuk Fakultas sastra, dipakai oleh jurusan Sastra Inggris dan Sastra Jepang yang terletak di kampus 1 lantai 1 ruangan 3. Memiliki luas ruangan kurang lebih 3x4 meter Laboratorium bahasa umumnya digunakan untuk pembelajaran mata kuliah listening untuk Sastra Inggris dan mata kuliah chokai untuk Sastra Jepang.

Gambar 1. Laboratorium bahasa UNIKOM

B. Transceiver audio Transceiver berasal dari kata „transmitter‟ yang berarti pengirim dan „receiver‟ yang berarti penerima. Audio adalah suara/bunyi yang dihasilkan oleh getaran suatu benda. Agar dapat tertangkap telinga manusia, getaran tersebut harus cukup kuat yaitu minimal 20 kali per detik.

B.1. Transmitter Transmitter adalah sebuah perangkat komunikasi yang dapat menyalurkan sumber informasi ke sistem komunikasi. Transmitter wireless adalah Perangkat yang dirancang untuk bertukar data tanpa menggunakan kabel memerlukan dua komponen dasar, pemancar nirkabel sekaligus penerima yang dipasangkan. Pemancar wireless disiarkan menggunakan frekuensi (RF) gelombang radio. AUDIO AMPLIFIER

SPEAKER

MODULATOR

IF AMPLIFIER

CATU DAYA

MIXER

RF AMPLIFIER

LOCAL OSCILATOR

Gambar 2. Blok diagram transmitter

B.2. Receiver Receiver berfungsi untuk menerima sinyal dari sistem transmisi dan menggabungkannya ke dalam bentuk tertentu yang dapat ditangkap dan digunakan oleh penerima. RF AMPLIFIER

MIXER

LOCAL OSCILATOR

IF AMPLIFIER

DEMODULATOR

AUDIO AMPLIFIER

CATU DAYA

Gambar 3. Blok diagram receiver

SPEAKER

64

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Transceiver dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu full duplex dan half duplex. Half duplex merupakan sebuah mode komunikasi dimana data dapat ditransmisikan atau diterima secara dua arah tapi tidak dapat secara bersama-sama. Dalam komunikasi full duplex, dua pihak yang saling berkomunikasi akan mengirimkan informasi dan menerima informasi dalam waktu yang sama, dan umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi.

sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan tegangan sinyal informasi.

C. Radio Frekuensi Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz (Hz). Frekuensi terbagi dalam beberapa spektrum, seperti pada tabel 1. Tabel 1. Spektrum Frekuensi Nama Band Very Low Frequency (VLF) Low Frequency (LF) Medium Frequency (MF) High Frequency (HF) Very High Frequency (VHF) Ultra High Frequency (UHF) Super High Frequency (SHF) Extremely High Frequency (EHF)

Frekuensi 3-30 kHz 30-300 kHz 3003000kHz 3-30 MHz 30-300 MHz 300-3000 MHz 3-30 GHz 30-300 GHz

Gambar 4. Modulasi AM

D.2. Frequency Modulation (FM) Frequency modulation didefinisikan sebagai deviasi frekuensi sesaat sinyal pembawa (dari frekuensi tak termodulasi) sesuai dengan amplitudo sesaat sinyal pemodulasi.

Panjang Gelombang 100 km-10 km 10 km-1 km 1 km-100 km 100 m-10 m 10 m-1 m 1 m- 100 mm 100 mm-10 mm 10 mm-1 mm

D. Modulasi

Gambar 5. Modulasi FM

D.3. Phase Modulation (PM) Modulasi ini menggunakan perbedaan sudut (phase) dari sinyal analog untuk membedakan kedua keadaan sinyal digital. Pada modulasi jenis ini, amplitudo dan frekuensi dari sinyal analog adalah tetap, yang berubah adalah phase sinyal analognya.

Modulasi adalah proses pencampuran dua sinyal menjadi satu sinyal. Biasanya sinyal yang dicampur adalah sinyal berfrekuensi tinggi dan sinyal berfrekuensi rendah. Dengan memanfaatkan karakteristik masing-masing sinyal, maka modulasi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal informasi pada daerah yang luas atau jauh.

D.1. Amplitude Modulation (AM) Amplitude Modulation (AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa

Gambar 6. Modulasi PM

65


E. Metode One Point to Multipoint Transmisi radio one point to multipoint dapat berupa simplex, half duplex dan full duplex. Untuk jaringan transceiver komunikasi yang digunakan adalah komunikasi dua arah (full duplex). Transmisi radio full duplex adalah komunikasi yang banyak digunakan saat ini, dalam metode one point to multipoint bagian instruktur dapat mengirim dan menerima informasi dalam waktu yang bersamaan, bagian instruktur dapat mengirim informasi ke 3 pengguna sekaligus, mengirim hanya ke 2 pengguna saja, dan mengirim ke 1 pengguna saja dalam waktu bersamaan. Contohnya adalah penyiaran radio dari stasiun pemancar yang dihubungkan dengan banyak radio penerima lainnya, telepon dimana penggunanya dapa mengirim dan menerima secara bersamaan. Pengguna 1

Instruktur

Pengguna 2

Pengguna 3

ALU (ARITHMETIC AND LOGIC)

I/O PORT

TIMER/COUNTER

ACCUMULATOR REGISTER

I/O PORT

INTERNAL ROM

INTERNAL RAM

INTERRUPT CIRCUIT

CLOCK CIRCUIT

STACK POINTER

PROGRAM COUNTER

Gambar 8. Blok Diagram Mikrokontroler

G. Uno Arduino Uno Arduino adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328. Board ini memiliki 14 digital input/output pin (dimana6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya.

Gambar 7. Metode One Point to Multipoint

F. Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan umtuk suatu kontroler yang sudah dikemas dalam satu keeping, biasanya terdiri dari Central Processing Unit (CPU), Random Access Memory (RAM), EEPROM/EPROM/PROM/ROM, I/O (serial dan parallel), timer dan interrupt controller. Mikrokontroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis.

Gambar 9. Board Uno Arduino

III.

PERANCANG AN ALAT

A. Perancangan Sistem Perancangan sistem ini terdiri dari beberapa bagian, berikut ini adalah gambaran umum (blok diagram) keseluruhan dari sistem transceiver audio wireless yang akan dirancang. Transceiver audio wireless terdiri dari 2 bagian yaitu, bagian instruktur dan bagian pengguna.

66


A.1. Blok Diagram Sistem Blok diagram terdapat dua bagian penting dalam perancangan perangkat yang akan dibuat, yaitu bagian instruktur dan pengguna. 1. Blok diagram sistem instruktur Bagian instruktur berfungsi untuk mengirimkan suara melalui mikrofon secara full duplex yang dapat diterima oleh 3 pengguna secara bersamaan atau hanya pada 1 atau 2 pengguna saja. Bagian ini terdiri dari 5 saklar, 3 saklar yang berfungsi sebagai saklar panggil dan 2 saklar sebagai on dan off, dan 3 LED yang akan menyala apabila ada panggilan dari pengguna.

SPEAKER

DTMF

LOW POWER NARROW BAND FM IF

PENGUAT IF

PENGUAT RF

TRANSCEIVER

SAKLAR 1 MIKROFON SAKLAR 2 SAKLAR 3

MIKROKONT ROLLER

LED 1

LED 2 SAKLAR 4 LED 3 SAKLAR 5

Gambar 10. Blok Diagram Sistem instruktur 2. Blok diagram sistem pengguna Bagian pengguna terdiri dari 3 pengguna, bagian pengguna hanya terdiri dari 1 tombol panggil yang berfungsi untuk memanggil bagian instruktur dan 1 LED yang akan menyala apabila ada panggilan dari instruktur.

PENGUAT RF

LOW POWER NARROW BAND FM IF

PENGUAT IF

SWITCH ANALOG

SPEAKER

TRANSCEIVER

Catatan : pengguna 2 dan 3 sama dengan pengguna 1

DTMF

MIKROFON

MIKROKONT ROLLER

SAKLAR

LED 1

Transceiver pengguna 2

Transceiver pengguna 3

Gambar 11. Blok Diagram Sistem Pengguna

A.2. Cara Kerja Sistem Cara kerja dari sistem perangkat ini adalah dengan menyalakan tombol power pada perangkat

transceiver instruktur dan pengguna kemudian setelah perangkat menyala headset dipasangkan pada semua perangkat. Dalam perangkat bagian instruktur terdapat 2 lubang jack audio untuk mikrofon dan speaker pada headset dan untuk menghubungkan dengan laptop/telepon genggam untuk mengirimkan rekaman. Dengan memasangkan headset pada perangkat, bagian instruktur dan pengguna dapat berkomunikasi secara full duplex. Pada bagian instruktur terdapat 3 saklar untuk memanggil pada masing-masing pengguna. Kendali secara penuh berada pada bagian instruktur, bagian ini dapat memutuskan hubungan komunikasi. Saat rekaman sedang diputar, komunikasi tidak dapat dilakukan. Saat ada pengguna memanggil instruktur LED pada perangkat akan menyala, untuk pengguna 1 yang akan menyala adalah LED 1, untuk pengguna 2 maka LED 2 yang akan menyala, dst. Bagian pengguna terdiri dari 3 buah, pada masing-masing perangkat pengguna ini terdapat 1 tombol panggil untuk memanggil instruktur dan bagian pengguna hanya dapat memanggil tanpa dapat memutuskan komunikasi karena kendali penuh ada pada induk, pada bagian pengguna hanya dapat mendengarkan rekaman dan tidak dapat mengirimkan rekaman. Sesama pengguna tidak dapat saling memanggil untuk mencegah terjadi kecurangan saat test atau ujian.

B. Perancangan (software)

Perangkat

Lunak

Perancangan perangkat lunak dibahas dengan menggunakan diagram alir (flowchart). Spesifikasi fungsional perangkat lunak yang dirancang harus dapat ditentukan melalui fungsi masukan (input) dan keluaran (output) program. Melalui deskripsi perangkat keras dapat diketahui bahwa data input harus dimengerti dan akan diproses oleh program yaitu, data yang berasal dari rangkaian input. Pada penelitian ini rancangan perangkat lunak dimulai dengan pembuatan sebuah flowchart seperti yang terlihat pada gambar berikut. Flowchart ini dibagi menjadi 2 bagian, yaitu bagian instruktur dan bagian pengguna.

B.1. Flowchart Instruktur Flowchart bagian instruktur dapat dilihat pada Gambar 12. Gambar 12 menunjukkan proses kerja perangkat transceiver bagian instruktur, dimulai dengan menekan saklar on pada

67

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 perangkat dan masukkan headset untuk dapat berkomunikasi dengan pengguna, dalam flowchart instruktur dapat mengirimkan rekaman yang akan dikirim ke semua bagian pengguna. Jika ada panggilan masuk dari pengguna maka lampu LED pada perangkat akan menyala, jika pengguna 1 yang memanggil maka lampu LED 1 menyala, jika pengguna 2 yang memanggil maka lampu LED 2 menyala, dan jika pengguna 3 yang memanggil maka lampu LED 3 yang menyala. Jika bagian instruktur menerima panggilan tersebut harus menekan saklar on pada saklar dan berkomunikasi dengan pengguna, untuk mengakhiri panggilan bagian instruktur harus menekan saklar off dan jika bagian instruktur tidak menerima panggilan maka mikrokontroller akan kembali pada inisialisasi modul RF. Jika instruktur akan memanggil pengguna tekan 3 saklar khusus untuk memanggil pengguna, saat instruktur menekan tombol ini maka pengguna akan otomatis menerima dan dapat langsung berkomunikasi dengan instruktur. Untuk mengakhiri panggilan tekan tombol off pada saklar. Untuk mengakhiri rekaman yang dikirimkan pada pengguna, bagian instruktur harus mematikan perangkat dan tekan off pada power perangkat.

B.2. Flowchart Pengguna Flowchart bagian instruktur dapat dilihat pada Gambar 13. Gambar 13 merupakan diagram alir mikrokontroller pada sistem perangkat pengguna, bagian pengguna dapat memanggil instruktur dengan saklar untuk memanggil yang terdapat pada masing-masing pengguna. Untuk dapat memakai perangkat ini tekan tombol on terlebih dahulu pada perangkat. Pengguna dapat mendengarkan rekaman yang dikirim oleh instruktur. Pada saat instruktur memanggil pengguna maka secara otomatis pengguna langsung terhubung dan dapat berkomunikasi tanpa harus menekan tombol on terlebih dahulu. Karena perangkat ini akan diimplementasikan untuk laboratorium bahasa, untuk sesama pengguna tidak dapat saling berkomunikasi, hal ini untuk menghindari saling memberitahukan jawaban. Koneksi atau komunikasi dapat dimatikan hanya oleh bagian instruktur, karena bagian instruktur yang berperan sebagai pengendali.

Mulai B

Inisialisasi Switch

Menerima Panggilan

N

Memanggil Induk

Y

N B

Y N

Komunikasi Dengan Instruktur

Diterima Y

Komunikasi diputus Switch Off

B

Gambar 13. Diagram Alir Utama Sistem Transceiver Pengguna

IV.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan diuraikan tentang proses pengujian sistem yang meliputi pengukuran parameter-parameter dari setiap komponen dalam setiap blok sistem maupun sistem secara keseluruhannya dan melakukan uji coba terhadap alat yang dibuat yang diharapkan dapat berjalan sesuai dengan perancangan pada bab sebelumnya.

A. Pengujian Catu Daya Tujuan dari pengujian rangkaian catu daya yang digunakan adalah untuk mengetahui kinerja catu daya dalam mensuplai perangkat dan mengetahui apakah catu daya yang digunakan membebani perangkat transceiver khususnya bagian instruktur. Pengujian dilakukan dengan melakukan pengukuran besarnya tegangan output dari catu daya yang digunakan, kemudian dari input tegangan transceiver yang sudah diberi tegangan dari catu daya.

68


Mulai B

Inisialisasi switch call, modul RF

Ada panggilan?

Memanggil semua pengguna?

N

N

Memanggil dua pengguna?

B

Y

Y

Y

Y

N

Memanggil satu pengguna?

N

N Hubungi switch 4?

Hubungi switch 1?

Y

N

Hubungi switch 2?

Y

N

Hubungi N switch 3?

Y

Hubungi switch 1dan 2? Y

N

Hubungi switch 2 dan 3?

Y

Y

Komunikasi

Komunikasi

Komunikasi

Akhiri komunikasi Switch OFF


Akhiri komunikasi Switch OFF B

N

Pengguna 1

N

Pengguna 2

Y

Y

LED 1 Nyala?

LED 2 Nyala?

Pengguna 3

N

Y LED 3 Nyala?

N Terima Panggilan?

B

Y

Switch 1 ON ? Y

N

N

Switch 2 ON ?

N

Y

Switch 3 ON ?

N

Y

Komunikasi dengan pengguna


Gambar 12. Diagram Alir Utama Sistem Transceiver Instruktur

Hubungi switch 1 dan 3? Y

N


Gambar 14. Pengukuran Tegangan Catu Daya Gambar 14 menunjukkan keluaran tegangan dari catu daya yang digunakan, tegangan yang digunakan adalah 9 sampai dengan 12 volt. Apabila setelah perangkat instruktur diberi tegangan 9 volt tetapi keluaran yang diukur kurang dari 9 volt maka catu daya membebani perangkat. Hasil pengukuran tegangan output dari perangkat instruktur dapat dilihat pada Gambar 15.

69 terdapat noise pada perangkat transceiver. Pada saat jarak transceiver terlalu jauh sampai tidak dapat menerima dan mengirim suara maka sinyal yang dihasilkan adalah garis lurus dan frekuensi tidak terbaca pada osiloskop. Gambar 16 menunjukkan sinyal suara yang diukur oleh osiloskop, sinyal yang berwarna kuning adalah sinyal suara yang dikirim dari perangkat instruktur dan sinyal yang berwarna biru adalah sinyal yang diterima oleh perangkat pengguna. Sinyal pengirim diukur dari input mikrofon perangkat instruktur dan sinyal penerima diukur dari output speaker perangkat pengguna.

Gambar 16. Sinyal Perangkat Instruktur sebagai Pengirim Suara dan Perangkat Pengguna sebagai Penerima Suara Saat Jarak 20 cm. Gambar 15. Tegangan Output Perangkat Instruktur Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa catu daya yang digunakan tidak membebani rangkaian baik untuk pemakaian sebentar maupun pemakaian secara terus-menerus. Apabila tegangan output yang dihasilkan berkurang lebih dari 2 volt maka catu daya yang digunakan membebani perangkat.

Pada Gambar 16 menunjukkan sinyal suara pengucapan huruf A dengan suara perlahan, sinyal tersebut dikirim pada saat jarak perangkat 20 cm. Sinyal yang dikirim perangkat instruktur sama dengan sinyal yang diterima perangkat pengguna, hal ini menunjukkan perangkat transceiver instruktur dan pengguna sudah berhasil mengirim suara dengan baik.

B. Pengukuran Perangkat Transceiver Pengukuran perangkat transceiver bertujuan untuk melihat apakah transceiver yang dirancang sudah sesuai dengan kondisi yang diinginkan yaitu perangkat dapat mengirim dan menerima suara secara bersamaan. Untuk dapat mengetahui hasil rancangan dapat diukur menggunakan osiloskop dengan input mikrofon pada perangkat instruktur dan output speaker pada perangkat pengguna atau sebaliknya. Pada saat instruktur mengirim suara maka sinyal yang diterima oleh pengguna harus sama, apabila sinyal suara yang dikirim berbeda maka

Gambar 17. Sinyal Perangkat Instruktur sebagai Penerima Suara dan Perangkat Pengguna sebagai Pengirim Suara Saat Jarak 20 cm. Gambar 17 menunjukkan kebalikan dari Gambar 16 yaitu perangkat instruktur sebagai

70

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 penerima dan pengguna sebagai pengirim. Sinyal instruktur yang berwarna kuning dan sinyal pengguna yang berwarna biru, sinyal pengirim diukur dari input mikrofon perangkat pengguna dan sinyal penerima diukur dari output speaker perangkat instruktur. Sinyal pada Gambar 17 juga adalah sinyal pengucapan huruf A dengan suara perlahan pada jarak 20 cm. Pada saat jarak antar perangkat transceiver instruktur dan pengguna bertambah, akan ada noise pada pengiriman suara pada kedua perangkat. Proses pengiriman dengan jarak jauh dapat dilihat pada Gambar 18, sinyal yang berwarna kuning adalah sinyal suara yang dikirim dari perangkat instruktur dan sinyal yang berwarna biru adalah sinyal yang diterima oleh perangkat pengguna.

berwarna biru menunjukkan sinyal pengucapan huruf B dengan suara kecil. Pada Gambar 19 dapat dilihat sinyal yang diterima instruktur tidak sama dengan yang dikirim pengguna. Gambar 20 menunjukkan sinyal pada saat perangkat instruktur dan pengguna tidak dapat saling mengirim dan menerima suara. Sinyal yang dihasilkan berupa garis lurus, hal ini terjadi karena jarak antara perangkat instruktur dan pengguna terlalu jauh sehingga tidak dapat terbaca oleh osiloskop.

Gambar 20. Sinyal Pada Jarak 430 cm

C. Pengujian Transceiver Instruktur Gambar 18. Sinyal Perangkat Instruktur sebagai Pengirim Suara dan Perangkat Pengguna sebagai Penerima Suara Saat Jarak 300 cm. sinyal pada Gambar 18 menunjukkan sinyal pengucapan huruf B dengan suara keras tanpa jeda. Sinyal yang dikirim dan diterima memiliki amplitudo yang berbeda dapat dilihat dari tinggi sinyal, sinyal pada instruktur lebih pendek dari sinyal yang diterima pengguna, hal ini terjadi karena kurang kuatnya pemancar pada perangkat instruktur.

Gambar 19. Sinyal Perangkat Instruktur sebagai Penerima Suara dan Perangkat Pengguna sebagai Pengirim Suara Saat Jarak 300 Cm. Pada Gambar 19 sinyal instruktur yang berwarna kuning dan sinyal pengguna yang

Pengujian transceiver instruktur dilakukan untuk melihat apakah sistem yang dibuat sesuai dengan yang ditulis dalam bab sebelumnya. Pengujian transceiver instruktur terdiri dari pemanggilan pada 1 pengguna, 2 pengguna dan 3 pengguna secara bersamaan. C.1. Transceiver Instruktur Memanggil 1 Pengguna Pengujian pada 1 pengguna adalah perangkat instruktur memanggil dan berkomunikasi dengan 1 pengguna, baik pengguna 1, pengguna 2 maupun pengguna 3. Pertama headset dipasangkan pada semua perangkat, untuk dapat berkomunikasi pengujian dilakukan dengan cara menekan saklar 1 untuk pengguna 1, saklar 2 untuk pengguna 2 dan saklar 3 untuk pengguna 3 disusul saklar on pada perangkat instruktur dan pada perangkat pengguna LED akan menyala. Untuk memutus komunikasi dilakukan dengan cara menekan saklar 1 untuk pengguna 1, saklar 2 untuk pengguna 2 dan saklar 3 untuk pengguna 3 disusul saklar off dan LED pada pengguna akan mati. Pada Gambar 21 memperlihatkan saat perangkat instruktur memanggil 1 pengguna yaitu

71

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 pengguna 1, saat perangkat instruktur memanggil suatu pengguna maka LED pada perangkat tersebut akan menyala.

saklar on kemudian menekan saklar 2 dan saklar on dan menekan saklar 3 dan switch on secara berurutan. Saat semua LED pada pengguna menyala maka instruktur dapat mengirim suara ke semua pengguna secara bersamaan.

Gambar 21. Instruktur Memanggil 1 Pengguna C.2. Transceiver Instruktur Memanggil 2 Pengguna Pengujian pada 2 pengguna adalah perangkat instruktur memanggil 2 pengguna secara bersamaan. Instruktur dapat berkomunikasi dengan pengguna 1 dan 2, pengguna 1 dan 3 atau pengguna 2 dan 3. Untuk dapat berkomunikasi dengan pengguna 1 dan 2 pengujian dilakukan dengan cara menekan saklar 1 lalu saklar on kemudian menekan saklar 2 dan saklar on berurutan.

Gambar 23. Instruktur Memanggil Semua Pengguna Kondisi pada saat instruktur memanggil semua pengguna sama dengan pada saat memanggil 2 pengguna yaitu pengguna hanya dapat menerima suara tanpa dapat mengirimnya.

D. Pengujian Transceiver Pengguna Pengujian transceiver pengguna bertujuan untuk melihat saat perangkat pengguna memanggil instruktur, cara memanggil instruktur adalah dengan menekan saklar yang ada pada pengguna. Saat saklar ditekan lampu pada perangkat instruktur akan menyala. Untuk pengguna 1 maka saklar 1 yang akan menyala, untuk pengguna 2 saklar 2 yang menyala dan untuk pengguna 3 maka saklar 3 yang akan menyala.

Gambar 22. Instruktur Memanggil 2 Pengguna Pada Gambar 22 memperlihatkan perangkat instruktur memanggil 2 pengguna secara bersamaan, dapat dilihat dari LED kedua pengguna tersebut menyala, namun saat instruktur memanggil 2 pengguna, pengguna hanya dapat menerima suara tanpa dapat mengirim suara. C.3. Transceiver Instruktur Memanggil 3 Pengguna

Gambar 24. Pengguna Memanggil Instruktur

Pengujian pada 3 pengguna adalah perangkat instruktur memanggil dan berkomunikasi dengan 3 pengguna secara bersamaan. Untuk dapat berkomunikasi dengan semua pengguna pengujian dilakukan dengan cara menekan saklar 1 dan

Pada saat pengguna memanggil instruktur, komunikasi dapat dilakukan apabila instruktur menekan saklar on dan saat komunikasi berakhir, komunikasi hanya dapat diputus oleh induk, kendali penuh ada pada instruktur.

72


E. Pengujian Jarak Jangkau Komunikasi Pengujian jarak bertujuan untuk mengetahui berapa jarak maksimal yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara instruktur dan pengguna. Pada setiap transceiver, baik dalam FM, AM maupun PM jarak sangat berpengaruh dalam setiap pengiriman dan penerimaan. Pengujian jarak antara perangkat transceiver instruktur dan perangkat transceiver pengguna dapat dilihat pada Tabel 2.

terdengar sampai jauh, tetapi saat terhubung dengan lebih dari 1 pengguna jarak komunikasi tanpa noise akan semakin dekat. semakin jauh jarak perangkat instruktur dan pengguna suara yang terdengar akan semakin bertambah noise yang mengganggu. Saat perangkat istruktur mengirim ke 1 pengguna pengiriman dapat mencapai jarak lebih dari 400 cm. Perangkat akan tetap dapat berkomunikasi meskipun berbeda ruangan atau terhalang tembok, hal ini dikarenakan perangkat memakai modulasi FM.

V. Tabel 2. Tabel Jarak Komunikasi Antar Transceiver Kondisi suara Transceiver Jarak (cm)

10 40 70 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430

1 Pengguna

2 Pengguna

Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Mati

Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Mati

3 Penggun a Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Tanpa Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Sedikit Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Banyak Noise Mati

LED

Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Nyala Mati

Dari hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat dianalisis jarak maksimal dari transceiver untuk berkomunikasi adalah 430 cm, saat perangkat instruktur terhubung dengan 1 pengguna jarak komunikasi tanpa noise dapat

PENUTUP

A. Kesimpulan Dari hasil pengujian dan analisis pada bab sebelumnya dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis tersebut, diantaranya sebagai berikut. 1. Saat pengukuran sinyal suara oleh osiloskop, sinyal pengirim dan penerima yang keluar pada osiloskop sama, artinya perangkat transceiver dapat mengirim dan menerima suara dengan baik. 2. Catu daya yang digunakan sudah baik karena tidak membebani perangkat instruktur. 3. Pemanggilan pada 1 pengguna, baik pengguna 1, pengguna 2, maupun pengguna 3 berhasil dengan baik. Perangkat instruktur dapat berkomunikasi dengan semua pengguna secara privat. 4. Pada saat komunikasi dengan hanya 1 pengguna, komunikasi dilakukan secara full duplex. 5. Pemanggilan pada 2 pengguna dan 3 pengguna dapat berjalan dengan baik. Instruktur dapat berkomunikasi secara broadcast. 6. Jarak antara perangkat instruktur dan pengguna sangat berpengaruh dalam pengiriman suara, semakin jauh jarak perangkat maka akan semakin banyak noise.

B. Saran Sistem yang dibuat dalam penelitian ini masih terdapat kekurangannya. Untuk itu, penulis akan memberikan saran bagi yang akan mengembangkan penelitian ini. Adapun saran dari penulis adalah sebagai berikut: 1. Pada penggunaan jumlah saklar diminimalisir lagi agar saat penambahan jumlah pengguna tidak terlalu banyak saklar.

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 2. Pada perancangan transceiver dikembangkan lagi untuk menghilangkan noise pada saat komunikasi dan pada saat jarak antar perangkat bertambah.

DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

fahmizaleeits.wordpress.com marausna.wordpress.com http://www.inzarsalfikar.com www.wikipedia.com www.datasheet.com http://akatellaboratoriumtedantd.blogspot.com www.elib.unikom.ac.id Roberto. Tugas Akhir "FM Portable". Bandung : UNIKOM Bandung [9] Library.binus.ac.id?/teori umum arduino/2011

73

74


Rancang Bangun Alat Pengisi dan Pemutus Baterai Laptop Otomatis Untuk Berbagai Jenis Laptop Design and Construction Auto Stop and Fill Charger For Various Types of Laptop Indra Kurnia, Bobi Kurniawan Fakultas Teknik dan Ilmu Komunikasi Universitas Komputer Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : papiphu_ [email protected]

Abstrak Kemajuan teknologi yang terjadi di sekitar kita saat ini membuat kita untuk berusaha mengikutinya. Berdasarkan hal tersebut, kini telah banyak orang yang menggunakan laptop sebagai perangkat untuk membantu pekerjaannya. Kemajuan teknologi yang terjadi itu juga harus diimbangi dengan pemahaman pengguna dalam merawat segala perangkat yang ada di laptopnya. Berdasarkan dari pengalaman yang terjadi bahwa banyak pengguna yang sering kali lalai dalam melakukan pencabutan charger dari laptop ketika baterai laptop sudah penuh. Bila charger tidak dicabut dari laptop maka daya akan tetap dikirimkan ke baterai walaupun baterai sudah penuh. Hal tersebut dapat membuat baterai laptop menjadi rusak. Melihat hal diatas, perangkat alat pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis merupakan salah satu jawaban untuk menanggulangi hal tersebut. Dengan performa yang maksimum maka akan membantu dalam perawatan baterai dan menghindari terjadinya kerusakan baterai. Sehingga charger laptop akan otomatis berhenti memberi daya ke laptop ketika baterainya sudah penuh, dan akan otomatis mengisi baterai ketika baterai laptop kita hendak kosong. Pada rancang ini yang akan dilakukan meliputi pembuatan software configuration dan hardware yang berfungsi sebagai pemutus dan penyambung tegangan yang dikirimkan dari charger ke laptop. Kata Kunci : baterai, otomatis, charger Abstract Advances in technology are happening around us today makes us to try to follow it. Based on that, now more people are using laptops as a tool to assist their work. Now users with very diverse, ranging from young children to the elderly. Advances in technology that occurred must also be balanced with an understanding of users in the care of all the devices on the laptop. Based on the experience that happened a lot of users that are often negligent in performing revocation charger from the laptop when the laptop battery is full. When the charger is not disconnected from the laptop then the power will still be delivered to the battery while the battery is full. This can make laptop batteries become damaged. Seeing the above, the device auto-stop and fill charger is one answer to solve the problem. With the maximum performance will be helped in the treatment of batteries and to avoid any battery that is damaged. So the charger will automatically stop power to the laptop when the battery is full, and will automatically charge the battery when we want to empty your laptop battery. In the design of this will include software and hardware configuration that serves as a breaker and junction voltage that is sent from the charger to the laptop. Keyword – battery, auto, charger

I.

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi berjalan seiring dengan peningkatan kebutuhan manusia akan perangkat yang dapat membantu pekerjaannya sehari – hari. Berdasarkan hal tersebut, banyak yang kita jumpai orang memilih laptop sebagai perangkat bantu kerja mereka untuk

meningkatkan kinerja dan efisiensi waktu. Laptop diharapkan mampu memberikan kontribusi yang maksimal dibidang yang ditekuni oleh para penggunanya. Oleh karena itu perawatan yang baik terhadap perangkat di laptop sangatlah berpengaruh terhadap performa kerja dari laptop tersebut.

75

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Dari hal diatas, salah satu peforma baik yang sering dinilai dari sebuah laptop adalah berapa lama laptop tersebut dapat bertahan dengan menggunakan baterainya. Karena laptop adalah komputer yang bisa dibawa kemana saja, jadi sangat diharapkan agar laptop tersebut dapat bertahan lama menggunakan baterai tanpa dihubungkan dengan listrik dari PLN. Maka pemahaman pengguna dalam perawatan baterai laptop juga sangat diperlukan agar baterai dapat terjaga. Dari pengalaman yang terjadi bahwa banyak pengguna yang lalai dalam hal pencabutan charger dari laptop ketika baterai sudah penuh. Hal tersebut dapat membuat baterai manjadi cepat kehabisan daya dari waktu normal. Dan satu hal yang paling fatal adalah meledaknya laptop dan terjadinya kebakaran. Pada penelitian ini, akan dirancang sebuah alat pengisi yang bisa mengisi dan menghentikan secara otomatis tanpa harus menyalakan dan mematikan charger pada umumnya yang dapat digunakan untuk berbagai tipe laptop. Dengan alat ini pengguna tidak perlu khawatir jika sedang mengisi baterai karena bila baterai sudah terisi penuh maka dengan otomatis charger tersebut akan menghentikan pengisiannya dan akan otomatis mengisi baterai ketika baterai laptop kita hendak kosong. Pada rancang bangun alat ini yang akan dilakukan meliputi pembuatan software dan hardware yang berfungsi sebagai pemutus dan penyambung tegangan yang dikirimkan dari charger ke laptop.

II.

TINJAUAN TEORI

A. Sistem Pengisian Baterai Laptop

Gambar 1. Sistem Pengisian Baterai Konsep kerja charger baterai adalah charger mengubah tegangan AC dari PLN (biasanya 220 V) menjadi tegangan DC yang lebih besar dari pada tegangan baterai. Dengan adanya beda tegangan antara charger dengan baterai maka listrik akan mengalir. Misal, pengguna (user) ingin mengisi baterainya yang memiliki tegangan 10,8 V, maka tegangan yang digunakan untuk

charger harus lebih besar dari pada tegangan baterai tersebut misalnya 18 V. Sistem pengisian baterai laptop pada umumnya sama saja antara satu laptop dengan laptop yang lain. Membutuhkan suatu charger yang memiliki tegangan yang lebih tinggi dibanding dengan tegangan baterai laptop itu. Baterai laptop akan diisi hingga penuh (100%). Ketika baterai sudah penuh, tidak ada perubahan yang terjadi pada charger. Charger akan terus mengisi baterai walaupun baterai sudah penuh (100%). Perubahan yang terjadi hanyalah peringatan bahwa baterai sudah penuh (bisa berupa indikator lampu ataupun berupa peringatan dari software), namun jika charger belum dicabut dari laptop maka baterai akan terus diisi. Ada laptop yang sudah menggunakan sistem otomatis menghentikan pengisian baterai ketika baterai sudah penuh, namun output dari charger yang keluar masih mengeluarkan arus dan tegangan. .

B. Mikrokontroler Suatu kontroler digunakan untuk mengontrol suatu proses atau aspek-aspek dari lingkungan. Satu contoh aplikasi dari mikrokontroler adalah untuk memonitor rumah kita. Ketika hari gelap kontroler akan menyalakan lampu dan begitu pula sebaliknya. Pada masanya, kontroler dibangun dari komponen-komponen logika secara keseluruhan, sehingga menjadikannya besar dan berat. Setelah itu barulah dipergunakan mikroprosesor sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB yang cukup kecil. Hingga saat ini masih sering kita lihat kontroler yang dikendalikan oleh mikroprosesor biasa (Zilog Z80, Intel 8088, Motorola 6809, dsb). Proses pengecilan komponen terus berlangsung, semua komponen yang diperlukan guna membangun suatu kontroler dapat dikemas dalam satu keping. Maka lahirlah computer keping tunggal (one chip microcomputer) atau disebut juga mikrokontroler. Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keeping.

C. Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau

76

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian2 digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Pada umumnya , transistor memiliki dua macam, yaitu transistor bipolar (dikenal dengan singkatan BJT) dan field effect (dikenal dengan singkatan FET) dimana masing-masing jenis ini bekerja secara berbeda-beda. a) Bipolar Transistor merupakan transistor yang memiliki dua macam muatan mengalirkan arus listrik, yaitu elektron dan hole, oleh sebab itu disebut bipolar. Dalam transistor jenis ini, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas yang dinamakan zona depletion, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. Transistor bipolar memiliki kategori tambahan yaitu homojunction untuk satu jenis semikonduktor (semua silikon), dan heterojunction yang memiliki lebih dari satu jenis semikonduktor (terutama silikon dan silicongermanium, Si/Si1-xGex/Si). Saat ini homojunction silikon, biasanya disebut BJT, adalah jenis silikon yang paling umum digunakan. Namun, kinerja tertinggi (frekuensi dan kecepatan) adalah hasil dari transistor bipolar hetero (HBT). b) Field Effect Transistor, merupakan transistor jenis kedua yang disebut juga transistor unipolar. Transistor jenis ini hanya menggunakan satu pembawa muatan yaitu elektron saja atau lubang saja tergantung dari tipe FET-nya. Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu saluran konduksi sempit dengan zona depletion di kedua sisinya. Bandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama. Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang

diberikan, untuk mengubah ketebalan saluran konduksi tersebut. Jika dilihat dari banyak kategorinya, maka transistor bisa dikelompokkan sebagai berikut : a) Berdasarkan materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide b) Berdasarkan kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain c) Berdasarkan tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. d) Berdasarkan polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel e) Berdasarkan maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power f) Berdasarkan maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain g) Berdasarkan Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi Setelah diketahui pengelompokkan transistor berdasarkan kategorinya, kita juga akan mengetahui fungsi-fungsi dari kegunaan transistor secara umum : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sebagai penguat amplifier. Sebagai pemutus dan penyambung (switching). Sebagai pengatur stabilitas tegangan. Sebagai peratas arus. Dapat menahan sebagian arus yang mengalir. Menguatkan arus dalam rangkaian. Sebagai pembangkit frekuensi rendah ataupun tinggi.

D. Relay

Gambar 2. Relay Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Sebuah relay tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close dan normally open).

77

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Normally open (NO) adalah keadaan ketika saklar terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka. Normally close (NC) adalah keadaan dimana saklar terhubung dengan kontak ini saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup. Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.

sehingga kita tidak perlu melihat datasheet untuk sekedar mengonfigurasi mikrokontroler.

F. USB to RS-232 USB to RS-232 adalah konektor yang dapat menghubungkan antara komputer yang menggunakan USB dengan perangkat elektronik lainnya yang menggunakan RS-232.

Gambar 4. USB to RS 232

Gambar 3. Sistem kerja relay saat NO dan NC

E. Code Vision AVR CodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler yang sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya di download ke dalam mikrokontroler menggunakan downloader. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C. CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan kita gunakan. CodeVision telah menyediakan konfigurasi yang bisa diatur pada masing-masing chip mikrokontroler yang akan kita gunakan,

USB adalah singkatan dari Universal Serial Bus dan pada dasarnya merupakan standar antarmuka eksternal untuk komunikasi komputer dengan berbagai perangkat lain. Perangkat USB yang umum digunakan sekarang adalah keyboard, mouse, pen drive, kamera digital, CD & DVD Writer eksternal, printer, dll. Saat ini ada dua versi USB yang digunakan, yakni USB 2.0 dan USB 3.0. Karena USB selalu memiliki kompatibilitas ke belakang dengan versi-versi sebelumnya, USB 3.0 juga kompatibel dengan USB 2.0. Perangkat-perangkat USB baru biasanya kompatibel dengan USB 2.0. USB 2.0 memiliki kecepatan transmisi data maksimal sebesar 480 Mbps atau 60 MBps dan inilah yang menjadi perbedaan paling mendasar antara kedua standar ini. Kelebihan lain dari USB adalah, perangkat-perangkatnya hot-pluggable, yang berarti anda tidak perlu me-restart sistem anda untuk menggunakannya. Standar RS-232 mendefinisikan kecepatan 256 kbps atau lebih rendah dengan jarak kurang dari 15 meter. Dengan susunan pin khusus yang disebut null modem cable, standar RS-232 dapat juga digunakan untuk komunikasi data antara dua komputer secara langsung.

III.

PERANCANG AN ALAT

A. Perancangan Sistem Pada perancangan Alat pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis ini secara umum sistem terdiri dari input, proses, dan output. Setiap

78

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 bagian mempunyai fungsi masing-masing yang berkaitan dalam sistem sehingga alat ini dapat

berjalan sesuai keinginan.

Gambar 5. Blok diagram sistem Gambaran secara umum cara kerja sistem alat pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis ini berdasar Gambar 3.1 adalah pertama-tama input tegangan AC dari PLN untuk menyalakan charger laptop, tetapi kondisi pada saat charger baru dinyalakan adalah tidak mencharge laptop, dikarenakan mikrokontroler belum mendapat perintah yang dikirimkan dari software. Pada software dapat dilakukan pengaturan set point low dan set point full yang diinginkan. Pengaturan set point bertujuan sebagai acuan untuk mengaktifkan pengisian dan pemutusan charger otomatis. Pada saat level baterai mencapai set point low yang ditentukan, software mengirimkan logika bit “1” ke mikrokontroler untuk mengaktifkan relay dan charger mulai mengisi baterai laptop, setelah mencapai level baterai mencapai set point full yang ditentukan, software mengirimkan logika bit “0” ke mikrokontroller untuk memberi perintah relay off dan charger memutuskan tegangan yang mengalir ke baterai laptop.

B. Perancangan Alat Perancangan alat terbagi kedalam dua bagian yaitu perancangan hardware yang akan membahas segala sesuatu mengenai hardware hingga pengontrol switch pada relay. Kemudian perancangan perangkat lunak (software) yang akan membahas tentang alir program yang tersinkronisasi dengan perangkat kerasnya. Berikut ini akan dibahas secara detail perancangan hardware yang berupa rangkaian elektronik dan juga perancangan software.

C. Perancangan Software Perangkat lunak digunakan untuk mengatur kerja dari mikrokontroler pada sistem tersebut agar dapat berjalan sebagaimana mestinya. Pada Gambar 7 merupakan diagram alir sistem pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis. Pada awal diagram alir menginisialisasi port serial yang dipakai pada laptop. Kemudian menginisialisasi kapasitas baterai laptop yang dipakai, kemudian memeriksa kondisi level baterai. Pada alat dan software sudah diatur default, jika kondisi level baterai yang diperiksa kurang dari 30%, maka charger akan menyala dan memulai mengisi baterai sampai kondisi penuh, yaitu kondisi default saat penuh pada alat dan software adalah 100%. Jika kondisi level baterai masih di atas 30%, mikrokontroler akan terus membaca kondisi baterai dan memberi perintah charger off. Dan jika pada saat kondisi charger sedang on atau charger sedang off, mikrokontroler mendapat informasi laptop off, maka charger akan on sampai waktu pengisian yang sudah ditentukan berdasarkan rumus, yaitu lama waktu pengisian = (kapasitas baterai – kondisi baterai terakhir ) ∕ 4 A (merupakan besar output arus charger). Adapun tampilan pada software yang dibuat berupa form yang sudah berbentuk aplikasi program pada windows ditunjukkan pada Gambar 8.

D. Prosedur penggunaan perangkat a. Pemasangan perangkat

Gambar 6. Alat yang dibuat

Pemasangan perangkat berguna untuk prosedur keamanan dalam menggunakan alat dengan baik dan benar. Pemasangan ini dilakukan untuk menghubungkan perangkat dengan laptop agar alat pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis

79

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Adapun langkah – langkah pemasangannya adalah sebagai berikut :

Gambar 7. Diagram Alir sistem Pengisi dan Pemutus Baterai Laptop Otomatis

Gambar 8. Tampilan software  Output dari charger dihubungkan ke laptop seperti laptop pada umumnya.  Menghubungkan laptop dengan rangkaian alat pengisi dan pemutus baterai laptop otomatis menggunakan USB to Serial RS-232

 Set level voltage charger sesuai dengan spesifikasi baterai dari laptop masing-masing yang dibutuhkan.

80


b. Konfigurasi Software Konfigurasi ini bertujuan untuk mensinkronisasi perangkat dengan software, dimana software sebagai otak yang mengendalikan dan menjalankan perangkat sesuai kebutuhan kita. Adapun langkah-langkah konfigurasinya adalah sebagai berikut: 1. Mendeteksi port serial yang terhubung pada laptop untuk mengkoneksikan perangkat dengan laptop, kemudian pilih port serial lalu koneksikan

1. Memasukkan data kapasitas baterai pada laptop yang dipakai

2. Melakukan pengaturan Set point full dan set point low atau biarkan pengaturan set point secara default

3. Setelah melakukan langkah-langkah tersebut maka akhiri konfigurasi dengan pilih set, maka perangkat akan berjalan sesuai setting softwarenya.

IV.

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pengujian perangkat ini menggunakan bermacam-macam tipe laptop. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari software dan hardware yang telah dibuat dan dihubungkan.

A. Hasil pengujian output tegangan dari mikrokontrole r yang masuk ke driver relay Untuk membuktikan apakah mikrokontroler memberikan memberi perintah untuk eksekusi kepada perangkat driver pengontrol, yang menentukan kondisi charger off atau charger on. Maka didapat hasil pada tabel berikut. Tabel 1. Hasil pengukuran tegangan dari mikrokontroler yang masuk ke driver relay Output Tegangan (V) Tipe Laptop Charger Charger OFF ON Notebook 0.0015 V 5.05 V Lenovo (DC) (DC) Netbook 0.0008 V 5.07 V Samsung (DC) (DC) Notebook 0.002 V 5.03 V Asus (DC) (DC) Notebook 0.0018 V 5.05 V Acer (DC) (DC) Berdasarkan hasil percobaan Tabel 1 nilai tegangan yang keluar dari output mikrokontroler terdapat dua kondisi yaitu pada saat charger on dan pada saat charger off. Besar nilai tegangan yang keluar dari mikrokontroler pada saat charger on adalah stabil pada 5 V (DC) dan besar nilai tegangan yang keluar dari mikrokontroler pada saat charger off adalah stabil pada 0 V (DC). Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan diatas, maka dapat dianalisa dan diambil kesimpulan bahwa : 1. Ketika charger on, driver relay mendapatkan nilai masukan perintah bit “1” dari mikrokontroler, dimana nilai bit “1” bernilai 5 Volt, karena tegangan maksimal pada mikrokontroler yang dipakai adalah 5 Volt. Tegangan 5 Volt ini juga berfungsi untuk menggerakkan relay ke posisi aktif. Jadi, ketika driver relay mendapatkan input bit “1”, maka charger akan selalu dalam kondisi aktif. 2. Ketika charger off, driver relay mendapatkan nilai masukan perintah bit “0” dari mikrokontroler, dimana nilai bit “0” bernilai 0 Volt, karena tegangan minimum pada mikrokontroler yang dipakai adalah 0 Volt. Tegangan 0 Volt ini tidak menggerakkan relay, sehingga posisi relay tetap pada kondisi Normally Open (NO) yaitu saklar off. Jadi,

81

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 ketika driver relay mendapatkan input bit “0”, maka charger akan selalu dalam kondisi off.

B. Hasil pengujian output tegangan charger Pada pengujian alat harus didapatkan hasil output tegangan yang sesuai pada tiap-tiap laptop. Mula-mula pengujian dilakukan pada pengujian software laptop, pengujian akan dibuat berhenti mengisi baterai pada saat mencapai nilai 67% dan akan mengisi lagi pada saat 64% , kemudian didapat data sebagai berikut untuk keadaan 67%.

Gambar 9. Hasil Pengujian Software

Gambar 13. Hasil yang terbaca pada OS

Gambar 14. Hasil output charger yang terbaca pada perangkat Ketika baterai menunjukkan 64 % dan 67%, kemudian diukur output charger-nya menggunakan multi meter untuk mencari nilai besar tegangan dari laptop yang telah diuji. Hasil percobaan dan hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 2, dimana pengujian menggunakan beberapa tipe merek laptop yang berbeda-beda.

Gambar 10. Hasil yang terbaca pada OS

Tabel 2. Hasil Pengukuran tegangan Output Charger dari Berbagai Tipe Tipe

Output Charger (V)

Kondisi charger

Keadaan Keadaan Keadaan Keadaan 67 % 64 % 67 % 64 % Notebook 0V 20.2 V OFF ON Lenovo (DC) (DC) Netbok 0V 19.22 V OFF ON Samsung (DC) (DC) Notebook 0V 18.05 V OFF ON Asus (DC) (DC) Notebook 0V 19.33 V OFF ON Acer (DC) (DC) Rata-rata tingkat keberhasilan 100% Laptop

Gambar 11. Hasil output charger yang terbaca pada perangkat Pada keadaan 64% didapatkan data sebagai berikut :

Gambar 12. Hasil Pengujian Software

Berdasarkan hasil percobaan Tabel 2 rata-rata tingkat keberhasilan 100%. Tingkat keberhasilan dilihat dari nilai besar tegangan yang keluar dari output charger. Besar nilai output charger sudah sesuai dengan spesifikasi yang ada pada tiap masing-masing laptop, baik itu pada saat kondisi charger sedang off atau pada saat kondisi charger sedang on.

82

TELEKONTRAN, VOL. 2, NO. 1, NOVEMBER 2014 Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan diatas, maka dapat dianalisa dan diambil kesimpulan bahwa : 1. Ketika baterai sudah 67% maka charger akan diputuskan, dan ketika diukur di ujung chargernya menggunakan multimeter maka voltase yang terukur adalah 0 Volt. 2. Ketika baterai sudah 64% maka charger akan disambungkan, dan ketika diukur di ujung chargernya menggunakan multimeter maka voltase yang terukur adalah 19 Volt, 18 Volt, dan sebagainya, tergantung dari spesifikasi output dari tiap-tiap tipe laptop.

V.

PENUTUP

A. Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan, pengujian, hingga analisa maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Dari hasil pengujian telah didapat ketepatan antara status baterai yang ditunjukkan oleh sistem operasi laptop dibandingkan dengan hasil deteksi software yang dibuat dan indikator tegangan pada perangkat, yang menunjukkan bahwa charger off atau charger on. Sehingga sangat membantu dan bermanfaat dalam usaha perawatan baterai laptop. 2. Berdasarkan dari hasil pengujian, lama waktu pengisian baterai laptop pada saat laptop mati yang didasari dari perhitungan rumus hukum ampere-hour tidak berjalan 100% tepat dan terdapat tingkat eror sebesar lebih kurang 10% dalam pengisian baterai.

3. Perangkat ini dapat bekerja dengan baik pada saat laptop menyala atau pada saat laptop mati. 4. Perangkat ini dapat mengurangi kerusakan yang banyak terjadi pada baterai laptop yang sering dialami oleh pengguna (user), karena pada perangkat tidak ada lagi tegangan yang keluar pada output charger

B. Saran Untuk pengembangan dalam merancang dan merealisasikan charger selanjutnya ada baiknya mempertimbangkan beberapa saran di bawah ini agar didapat hasil yang maksimal : 1. Pengisian baterai laptop pada saat laptop mati bergantung dari waktu yang didapat berdasarkan algoritma persamaan yaitu hubungan antara kapasitas baterai dan hasil kondisi baterai terakhir yang disimpan. Untuk itu penulis menyarankan agar saat laptop mati bisa dibaca kondisi baterainya. 2. Pembuatan alat diusahakan yang dalam ukuran yang tidak terlalu besar dan juga tidak merepotkan. 3. Agar bisa menggunakan nirkabel seperti wifi atau bluetooth sebagai media transmisi datanya.

DAFTAR PUSTAKA [12] Vera T jahyono, Yohana Kurniawati. 2008. Mahir Visual C# dalam Sehari. Penerbit DutaIlmu : Jawa T engah [13] R.H.Sianipar. 2012. Belajar Dasar Pemrograman C# Melalui Contoh untuk Menjadi Seorang Programmer C# yang Mahir dan T angguh. Penerbit Informatika : Bandung

83


Panduan Penulisan Jurnal Ilmiah TELEKONTRAN Redaksi menerima naskah karya tulis ilmiah hasil penelitian, studi kepustakaan maupun tulisan ilmiah yang terkait dengan bidang telekomunikasi, kecerdasan buatan, kendali atau elektronika terapan yang ditulis dengan kaidahkaidah penulisan ilmiah yang baik dan benar. Tulisan hendaknya memiliki kerangka pembahasan yang jelas dan sesuai dengan tujuan penulisannya serta mengandung informasi dan referensi detail yang bisa diketahui pembaca.

  

C. Format naskah  





Panduan Penulisan A. Umum Naskah dikirim melalui e-mail atau dapat melalui pos ke alamat sekretariat dalam bentuk print (hardcopy) beserta file (soft copy).





B. Urutan Penulisan  

   

     

Judul (dalam bahasa Indonesia dan Inggris) : Centered, bold, times new roman (TNR) 16, spasi 1 Nama penulis: Centered, bold, TNR 12, spasi 1. Penulis ganda dengan instansi berbeda dibedakan dengan penomoran angka superscript (1 ) Alamat instansi dan email : centered, TNR 10, spasi 1 Abstrak atau abstract (bahasa Indonesia dan Inggris) : justified, bold, TNR 12, spasi 1 Isi abstrak singkat, jelas dan tidak melebihi 200 kata; justified, TNR 11, spasi 1 Kata kunci atau keyword (bahasa Indonesia dan Inggris) terdiri dari 2 – 5 kata dipisahkan koma; justified, TNR 11, spasi 1 Isi naskah : ditulis dalam 2 (dua) kolom, justified, TNR 11, spasi 1, first line indent 5 mm, colom spacing 1 cm. Pendahuluan Dasar teori (atau menggunakan nama lain) Metode dan Teknik Pengukuran Hasil dan Pembahasan Kesimpulan

Ucapan terima kasih (bila ada) Daftar Pustaka Keterangan tentang penulis



Naskah ditulis dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris yang baik dan benar. Tulisan ditulis dengan software pengolah kata (saat ini yang paling disarankan adalah MS World) dalam kertas ukuran A4 Panjang halaman 10 halaman. Format dua kolom, dengan margin atas, bawah berukuran 2,5 cm dan margin kiri, kanan berukuran 2 cm. Heading pertama ditulis dengan format : rata kiri, bold, TNR 13, spasi 1 dengan penomoran romawi diikuti titik. (contoh : II. Dasar Teori) Heading kedua ditulis dengan format : rata kiri, bold, TNR 12, spasi 1 dengan penomoran huruf diikuti titik (contoh : A. Pengujian) Heading ketiga ditulis dengan format : rata kiri, italic, TNR 11, spasi 1 dengan penomoran angka diikuti kurung tutup (contoh : 1) Pengujian laboratorium) Heading keempat tidak dapat diterima

Keterangan 

 



Gambar dan tabel harus diberi nomor dan judul yang ditempatkan langsung pada badan karangan yang sedang menguraikan hal tersebut Persamaan matematik harus ditulis dengan jelas, diberi nomor urut dan diberi keterangan notasi yang dipergunakan Setiap naskah didukung sekurangkurangnya oleh 5 acuan terbaru. Bagian badan tulisan yang memerlukan acuan harus diberi nomor acuan berdasarkan urutan pemunculannya dalam badan tulisan Referensi menggunakan Harvard System. Referensi dari internet, sesedikit mungkin digunakan.

Dewan editor berhak mengubah dan menyesuaikan bahasa dan istilah tanpa perubahan isi, dengan tidak memberitahukan kepada penulis terlebih dahulu. Jika perubahan isi dianggap perlu, maka akan dikonsultaasikan dengan penulis.


84

ISSN : TELEKONTRAN Jurnal Ilmiah Online Telekomunikasi, Kendali dan Elektronika Terapan

Recommend Documents