PERANCANGAN ALAT BANTU NAVIGASI BAGI TUNANETRA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN OUTPUT SUARA BERBASIS ARDUINO
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Jeki Kuswanto 13.11.7564
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2016
PERANCANGAN ALAT BANTU NAVIGASI BAGI TUNANETRA MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN OUTPUT SUARA BERBASIS ARDUINO Jeki Kuswanto1), M. Rudyanto Arief2), 1),2)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 Email :
[email protected]),
melakukan kegiatan sehari-hari tanpa mengharap belas kasihan orang lain. Pada umumnya, penyandang tunanetra menggunakan alat bantu jalan berupa anjing terlatih atau tongkat untuk membantu meningkatkan kemandirian dan keamanan pada saat berjalan. Namun tongkat yang ada pada saat ini belum sepenuhnya membantu permasalahan yang dihadapi penyandang tunanetra.
Abstract - The sense of sight is one of the vital human resources. The sense of sight is also what provides most of the information obtained by humans, while the rest comes from the other senses. Thus, it is understandable if a person has a defect of vision, the ability of activity will be disrupted and very limited, because the information obtained will be worth much less than they were sighted.In general, the blind to use a walker or a cane in the form of trained dogs to help increase the independence and security when walking. By having enough information on the trip wire that will be passed, the blind can be more convenient to navigate in an environment known.To overcome these problems, then made a design system that can replace and enhance the role of a walker who had been there. The system uses arduino as a microcontroller as well as sunglasses and shoes which in sunglasses and shoes are included ultrasonic sensors to determine whether there are obstacles or objects blocking the way, after the obstacle which will serve as an input that will be used as the voice output to provide information to the blind , where the system is expected to facilitate the user in navigating outdoors.
1.2 Rumusan Masalah Berasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas maka dapat diambil suatu perumusan masalah yaitu: Bagaimana merancang alat bantu navigasi bagi tunanetra menggunakan sensor ultrasonic dengan output suara berbasis arduino? 1.3 Batasan Masalah Dalam penyajian informasi pada perancangan alat bantu navigasi bagi tunanetra menggunakan sensor ultrasonic dengan output suara berbasis arduino diperlukan batasan masalah agar pembahasan lebih focus, batasan – batasan pembahasan masalah yaitu: a. Penelitian ini fokus terhadap pembuatan produk kacamata dan sepatu tunanetra. b. Penelitian ini menggunakan mikrokontroller berjenis Arduino Pro Mikro dan Arduino Uno. c. Arduino Pro Mikro dan Arduino Uno yang difungsikan untuk memprogram hardware. d. Bahasa Pemrograman yang digunakan adalah bahasa C Arduino. e. Untuk sumber arus listrik yang digunakan pada sepatu tunanetra menggunakan powerbank dengan daya 5600 MAH. f. Jangkauan penginderaan kacamata tunanetra yang dirancang adalah maksimal 160 cm dengan jarak minimum yaitu 60 cm, dan Jangkauan penginderaan sepatu tunanetra yang
Keywords-Blind People , Five Senses, Ultrasonic Sensors , Microcontroller , Arduino 1.
[email protected])
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Indera penglihatan adalah salah satu sumber informasi vital bagi manusia. Indra penglihatan ini pula yang memberikan sebagian besar informasi yang diperoleh oleh manusia, sedangkan selebihnya berasal dari panca indera yang lain [1]. Dengan demikian, dapat dipahami jika seseorang mengalami gangguan pada indera penglihatan, maka kemampuan aktifitasnya akan menjadi terganggu dan sangat terbatas, karena informasi yang didapat akan jauh berkurang dibandingkan mereka yang berpenglihatan normal. Jumlah tunanetra dari tahun ke tahun di dunia terus bertambah, total tunanetra di Indonesia tahun 2010 ±3,5 Juta [2]. Banyak dari mereka, dengan keterbatasan tidak bisa melihat mereka masih punya semangat untuk berwirausaha, bekerja, 1
dirancang adalah maksimal 60 cm dengan jarak minimum yaitu 10 cm.
Sistem alat bantu navigasi ini memerlukan fasilitas tambahan berupa tag yang ditanam pada tempattempat tertentu, untuk memberikan identitas yang unik dari tempat tersebut. Pada penelitian ini menggunakan alat dan bahan Mikrokontroler ATMEGA168, Sensor Ultrasonic, Buzzer, IC ISD 2500, RFID reader, voice database , RF wireless link dan Tongkat. Pada penelitian ini didapatkan hasil penelitian yaitu sistem pengukur jarak dapat berfungsi dengan baik dalam mengukur objek yang menjadi penghalang dengan presentase error ratarata sebesar 2,5%, sehingga data yang dikirim ke penyandang tunaetra cukup akurat. Sistem perekam database suarapun dapat berfungsi dengan baik. (Wakhyu Dwiono, Siska Novita Posma, 2014) [3]. Lylys Nofyanty (2015) meneliti tentang alat Good Stick Pendeteksi Halangan Untuk Penyandang Tunanetra Berbasis Mikrokontroler penelitian ini menggunakan tongkat pendeteksi halangan untuk penyandang tunanetra tongkat ini dilengkapi dengan mikrokontroler arduino uno serta menggunakan sensor ultrasonic untuk membantu mobilitas tunanetra. Dan menggunakan motor DC dan Buzzer sebagai output yang akan memberikan alarm bunyi dan getaran pada saat ada halangan di depan tongkat, pada penelitian ini menggunakan powerbank sebagai dayanya, dan menggunakan sofware arduino (Arduino IDE) yang digunakan untuk untuk memverifikasi dan mengupload program, membuat, membuka, dan menyimpan sketsa, dan membuka monitor serial, serta di tongkat tersebut dapat mendeteksi ada lubang di jalan dan untuk penggunakan secara universal, tongkat dibuat ada rodanya sehingga mudah digunakan dan dapat di lipat sehingga lebih mudah dibawa [4]. 2.2 Dasar Teori 2.2.1 Pengertian Tuna Netra Definisi Tuna netra adalah individu yang memiliki lemah penglihatan atau akurasi penglihatan kurang dari 6/60 setelah dikoreksi atau tidak lagi memiliki penglihatan [5]. 2.2.2 Arduino 1.2.1 Arduino Uno Uno Arduino adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328. Board ini memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. [7]. 1.2.2 Arduino Pro Mikro Arduino Pro Mikro adalah papan mikrokontroler ATmega 32U4 (datasheet)
1.4 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Menghasilkan produk kacamata dan sepatu tunanetra yang dapat digunakan untuk penyandang tunanetra serta dapat membantu kegiatan sehari – hari. Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
2.
3.
2.
Mendapatkan produk kacamata dan sepatu tunanetra sebagai awal untuk pengembangan kacamata dan sepatu tunanetra yang menggunakan teknologi penginderaan berupa sensor dan dapat bermanfaat bagi masyarakat banyak khususnya bagi penyandang tunanetra. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat membantu penyandang tunanetra dalam kegiatan sehari – sehari. Menambah referensi karya ilmiah dalam bentuk laporan skripsi bagi Mahasiswa yang sedang mengambil atau menyusun skripsi di perpustakaan STMIK AMIKOM Yogyakarta.
1.5 Metode Penelitian 1.5.1 Metode Pengumpulan Data 1.5.1.1 Metode Studi Pustaka 1.5.1.2 Metode Wawancara 1.5.1.3 Metode Observasi 1.5.2 Metode Pengumpulan Bahan 1.5.3 Metode Analisis 1.5.4 Metode Perancangan Sistem 1.5.5 Metode Testing Landasan Teori 2.1 Tinjauan Pustaka Menurut jurnal berjudul ”Alat Bantu Navigasi Penyandang Tuna Netra Menggunakan Sensor Ping dan Buzzer” secara umum, alat bantu jalan ini terdiri dari dua bagian dasar, yaitu bagian perangkat keras (hardware) dan bagian perangkat lunak (software). Sistem tersebut akan menyediakan keluaran untuk mempermudah para penyandang tunanetra untuk melakukan aktifitas. Alat bantu navigasi bagi penyandang tunanetra merupakan alat yang dapat memberikan informasi kepada pemakai yang dapat diterjemahkan secara mudah. Untuk alat bantu sederhana berupa tongkat, informasi yang diterima pemakai adalah berupa getaran-getaran yang diterima oleh syaraf-syaraf pada tangan. diharapkan dengan adanya alat ini dapat diwujudkan alat bantu navigasi penyandang tunanetra yang efektif serta mudah dioperasikan, karena informasi yang diberikan adalah berupa informasi suara berupa nama tempat dan jarak.
2
3.
yang memiliki 20 pin digital input/output. [8]. 2.2.3 Mp3 Shield Modul Mp3 shield ini dapat memutar dan mengontrol file mp3 yang akan diputar dengan menggunakan mikrokontroler arduino. [9]. 2.2.4 Sensor Ultrasonic Sensor Ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya [4]. Metode Penelitian 3.1 Alat dan Bahan Penelitian 3.1.1 Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1. Obeng (-) 2. Isolasi 3. Timah 4. Box 5. Solder 3.1.2 Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1. Power bank mini 2. Arduino Uno 3. Arduino pro mikro 4. Mp3 Shield 5. Saklar 6. Sensor Ultrasonic 7. Vibrator motor 8. Kabel 9. Battery 10. Sepatu dan kacamata 3.2 Perancangan Sistem 3.2.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) 1. Arduino Uno Pada penelitian ini menggunakan Arduino Uno R3 Broad Model, Arduino Uno Revisi 3 (R3) memiliki fitur yaitu 1.0 pinout[10].
2.
sistem perancangan alat bantu tunanetra di sepatu.
3.
4.
3.2.2
Gambar 1 Arduino Uno R3 Arduino Pro Mikro Rangkaian mikrokontroler Arduino Pro mikro berfungsi sebagai pengendali utama dari 3
Gambar 2Arduino Pro mikro Mp3 Shield Pada penelitian ini menggunakan Mp3 Shield versi VS1053 untuk Mp3 shield ini dapat dihubungkan dengan Arduino Mega dan Arduino Uno. [11].
Gambar 3Mp3 Shield Sensor ultrasonic Pada penelitian ini menggunakan Sensor Ultrasonic HC-SR04 termasuk modul ultrasonic yang mudah digunakan [12].
Gambar 4Sensor Ultrasonic Perancangan Perangkat Lunak (Software) 1. Arduino Software (Arduino IDE) Software arduino berfungsi sebagai text editor dalam menulis baris perintah sekaligus sebagai compiler menjadi kodebiner.Padapembuatan alat bantu kacamata sepatu tunanetra ini menggunakan Arduino Sofware dengan type Aduino 1.0.5.r2. [13].
3.4 Flowchat Kacamata Sepatu Tunanetra 3.4.1 Flowchat Sistem Kerja Kacamata sepatu Tunanetra
Gambar 5 Arduino IDE Aduino 1.0.5.r2 3.3 Perancangan Rangkaian 3.3.1 Rancangan Kacamata Sepatu Tunanetra
3.4.2
Gambar 8Flowchat Sistem Kerja Kacamata sepatu Tunanetra Flowchat perancangan sistem kacamata sepatu tunanetra
Gambar 6 Rancangan Kacamata Sepatu Tunanetra Bentuk dan penempatan komponen dari Kacamata sepatu tunantera disesuaikan dengan kegunaan masing – masing. 3.3.2
Rangkaian Tunanetra
kacamata
sepatu
Gambar 7 Rangkaian Kacamata Sepatu Tunanetra Gambar 9Flowchat perancangan Sistem Kacamata sepatu Tunanetra
4
4.
Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Produk
4.3.2
Pengujian Sepatu Berdasarkan Objek Dinding Tegak Lurus Tabel 1 Hasil Pengujian Sepatu Berdasarkan Objek Dinding Tegak Lurus N Jarak o Dinding (cm) 60 1
Gambar 10 Hasil Pruduk kacamata sepatu tunanetra 4.2 Petunjuk Penggunaan Alat Kacamata dan sepatu untuk tunanetra ini dilengkapi dengan tiga sensor ultrasonik yang masing – masing sensor memiliki fungsi yang berbeda. Snsor ultrasonik pada bagian kacamata digunakan untuk mendeteksi halangan atau benda didepan dengan jarak maksimal yaitu 160 cm dan jarak minimum yaitu 60 cm. sedangkan sensor ultrasonik pada bagian sepatu digunakan untuk mendeteksi jarak yng lebih relatif pendek jarak. 4.3 Hasil Pengujan Alat 4.3.1 Pengujian Kacamata Berdasarkan Objek Dinding Tegak Lurus Tabel 2 Hasil Pengujian Kacamata Berdasarkan Objek Dinding Tegak Lurus No
Jarak Dinding (cm)
Waktu Tempuh
Output
5
Jarak Terdeteksi Sensor (cm) 4
1
377µs
-
2
10
9
651 µs
Getar 1x
3
30
28
1832 µs
Getar 1x
4
50
44
3010 µs
Getar 1x
5
60
55
3550 µs
Getar 1x
Jarak Terdeteksi Sensor (cm) 55 53 52 53
Sudut Penglihat an 900 800 700 600
Waktu Tempuh
Output
3273 µs 3148 µs 3076 µs 3149 µs
Waspad a ada halanga n di jarak 60 cm Hati – hati ada halanga ndijarak 100 cm Ada halanga ndijarak 150 cm Ada halanga ndijarak 160 cm -
2
100
93 92 90 89
900 800 700 600
5471 µs 5403 µs 5286 µs 5240 µs
3
150
4
160
5
170
143 142 141 140 154 152 151 150 164 163 161 160
900 800 700 600 900 800 700 600 900 800 700 600
8397 µs 8341 µs 8245 µs 8233 µs 8998 µs 8906 µs 8853 µs 8781 µs 9580 µs 8534 µs 8403 µs 8264 µs
Pengujian ini dilakukan menggunakan objek dinding tegak lurus dengan jarak 60 cm sampai dengan 170 cm. Dibagian kacamata pengujian dilakukan dengan berbagai sudut penglihatan mulai dari 600, 700, 800 sampai 900. 5.
Pengujian ini dilakukan menggunakan objek dinding tegak lurus dengan jarak 5 cm sampai dengan 60 cm. untuk sepatu dalam pengujian ini menghasilkan output getar satu kali.
5
Penutup 5.1 Kesimpulan Berdasarkan pembahasan dan penjelasan keseluruhan materi dari bab-bab sebelum dengan judul “Perancangan Alat Bantu Navigasi Bagi Tunanetra Menggunakan Sensor Ultrasonic Dengan Output Suara Berbasis Arduino” serta selesainya penyusunan skripsi dan pembuatan alat ini dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Dalam penelitian ini menghasilkan sebuah alat bantu Bagi tunanetra dengan sensor Ultrasonik berupa kacamata dan sepatu tunanetra yang menggunakan arduino sebagai mikrokontroler dan memiliki kemampuan mendeteksi sebuah obyek yang ada di depannya dan lubang yang ada dijalan guna mempermudah penyandang tunanetra dalam beraktifitas. 2. Kacamata dan sepatu tunanetra ini mampu memberikan peringatan berupa Suara dengan format Mp3 dan getaran kepada pengguna ketika menemukan obyek yang berada di
3.
depanya pada jarak 10 sampai dengan 160 cm dan juga dapat mendeteksi lubang dengan jarak minimal 10cm. Pada sepatu dapat memberikan keluaran berupa getar dijarak 10 cm samapi 60 cm. dalam jarak 10 sampai 60 jika ada halangan didepan maka getar vibrator satu kali, sedangkan jika ada lubang dengan kedalaman 10 cm sampai 60 cm maka vibrator akan bergetar sebanyak dua kali, dan jika terdapat dua kondisi disaat ada halangan dan lubang maka akan bergetar sebanyak tiga kali.
[4]
[5] [6] [7]
5.2 Saran Saran yang dapat diberikan untuk kacamata dan sepatu tunanetra bagi pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut: 1. Untuk Pembuatan Kacamata tunanetra selanjutnya tidak hanya dapat membaca jarak tetadi dapat membaca objek benda lain didepanya misalnya uang, becak, mobil dan lain – lain. 2. Desain rancangan sepatu tunanetra dibuat anti air, sehingga dapat meminimalisai kerusakan komponen elektronika yang disebabkan oleh zat cair. 3. Untuk pembuatan kacamata dan sepatu tunanetra selanjutnya hendaknya melakukan riset lebih mendalam lagi tentang apakah penyandang tunanetra tidak merasa susah beradaptasi setelah bertahun – tahun menggunakan tongkat dan tiba – tiba langsung menggunakan kacamata dan sepatu tunanetra sebagai pengganti tongkat tersebut. 4. Untuk pembuatan kacamata dan sepatu tunanetra hendakanya sudah menggunakan aplikasi mobile sehingga lebih memudahkan penyandang tunanetra.
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
Biodata Penulis Jeki Kuswanto, memperoleh gelar SarjanaKomputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2016.
Daftar Pustaka [1]
[2]
[3]
ngdanBuzzer.pdf diakses tanggal 13 Maret 2016. Nofyanty , Lylys. dan Sunyoto, Andi (2015). Rancangan Good Stick Pendeteksi Halangan Untuk Penyandang Tunanetra Berbasis Mikrokontroler,http://repository.amikom.ac.id/f iles/Publikasi_11.11.5578.pdf, diakses tanggal 13 Maret 2016. Moh Efendi, pengantar psikopedagogik anak berkelainan, jakarta; bumi aksara, 2006. H.T. Sujihati Somantri, pskilogi anak luar biasa, Bandung : Rafika Aditama, 2006. “Getting Started with Arduino”. Banzi, Massimo.. O’Really. Hal 3. anonim. 2016. Arduino Promikro. https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoard Micro diakses pada 20 Maret 2016. Dwiarsana. 2016. Mp3 shield arduino. http://duwiarsana.com/ produk/mp3-shieldarduino/ diakses pada 20 Maret 2016. anonim. 2015. Mengenal dan belajar arduino. http://www.hendriono.com/blog/post/ mengenal-arduino-uno, diakses pada 12 April 2016. anonim. 2014. Arduino Mp3 shield broad whit FT card .http://www.geeetech.com/wiki/index.php/Ardu ino_MP3_shield_board_with_TF_card, diakses pada 12 April 2016. Yulias, Zerfandi. 2011. Menggunakan ultrasonic range sensor hcsr04. http://blog.famosastudio.com/2011/12/ bengkel/menggunakan-ultrasonic-range-sensorhc-sr04-dan-sdm-io/458, diakses pada 13 April 2016. anonim. 2016. Main comparison prosessing. http://www.arduino.cc/en/Reference/Compariso n?from=Main. ComparisonProcessing, diakses pada 13 April 2016.
Arminda, A., Gatra Wikan. Hendriawan. Akbar, Reesa. Sulistijono, Legowo. Desain sensor jarak dengan output suara sebagai Alat bantu jalan bagi penyandang tuna netra, https://core.ac.uk/download/pdf/12343254.pdf, diakses tanggal 12 Maret 2016. Wiyono, Adrian Salam. 2012. Jumlah tunanetra diindonesia setara dengan penduduk singapura. http://www.merdeka.com/peristiwa/jumlahtunanetra-di-indonesia-setara-denganpenduduk-singapura.html, diakses tanggal 12 Maret 2016. Dwiono, Wakhyu. dan. Posma, Siska Novita (2014). Alat Bantu Navigasi Penyandang TunaNetra Menggunakan Sensor Ping dan Buzzer, https://journal.pcr.ac.id/paper/AlatBantuNaviga siPenyandangTunaNetraMenggunakanSensorPi
M.Rudyanto Arief, MT, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika UII Yogyakarta, lulus tahun 2001. memperoleh gelar dari ProgramStudi S2 MTI Teknik Elektro Universitas Gajah Mada Program Pasca Sarjana Magister Teknologi Informasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Gajah Mada Yogyakarta, lulus tahun 2005.Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta, pada Program Studi S1 Teknik Informatika dan Magister Teknik Informatika.
6
