RANCANG BANGUN ALARM KENDALI PARKIR MOBIL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 DAN SENSOR ULTRASONIK SRF 04
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Fandhy Bangun Pambajeng 11.11.5393
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2015
RANCANG BANGUN ALARM KENDALI PARKIR MOBIL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 DAN SENSOR ULTRASONIK SRF04 Fandhy Bangun Pambajeng1), Melwin Syafrizal, S.Kom, M.Eng2), 1)
1)
2)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta 2)
Sistem Informasi STMIK AMIKOM Yogyakarta
Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283
Email :
[email protected]),
[email protected])
pengemudi tanpa mengetahui jarak yang sebenarnya saat mobil mundur kebalakang.
Abstract - The development of technology along with the development of science in microelectronics very rapidly, it can now be produced microsensors are small, sensitive, accurate and integrated in a chip pieces, with the aim to speed up the analysis process as well as reduce production costs to a minimum. Microcontroller is one of the technologies in the field of microelectronics, Microcontroller has been used in a variety of areas, and can be found in household appliance, computer and instrumentation equipment The automotive market has been a key driver of the development of microcontroller, many of which have been developed for automotive applications. Because microcontroller used in automotive must face the harsh environmental conditions, they must be highly reliable and resilient. Utilizing a microcontroller as a means aids in maximizing the performance of the car during parking of vehicles due to limited vision users with the help of ultrasonic sensors is the right application Its function is to avoid accidents caused by motorist error, aims to minimize the risk of accidents, especially when the car is running backwards, which is often the case for those users will park the car at the time. This application will give the user a warning signal to the vehicle through the LCD and sound as output indicators. This tool works by emitting ultrasonic waves, and the sensor will detect the presence of objects that reflect ultrasonic waves which are in the reflected ultrasonic sensor distance. Keyword : Microcontroller, Ultrasonic, Car, Parking, Automotive
Aplikasi ini akan memberikan sinyal peringatan kepada pemakai kendaraan melalui indikator bunyi sebagai output-nya. Bekerja dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik, sensor akan mendeteksi keberadaan benda yang mematulkan gelombang ultrasonik yang berada dalam jarak pantul sensor ultrasonik. Alat ini juga akan menampilkan peringaran serta jarak antara objek dan kendaraan pada layar LCD, sistem ini di kendalikan sepenuhnya oleh sebuah mikrokontroler atmega16. [1]. 2. Landasan Teori 2.1
Dasar Teori
Pembahasan pada dasar teori ini, penulis akan menjelaskan secara lengkap tentang mikrokontroler, sensor, LCD, relay, code vision AVR. 2.1.1
Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler ialah sebuah chip yang berfungsi sebagai sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumnya dapat menyimpan program di dalamnya. mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU, memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi didalamnya [4]. 2.1.2 Pemrograman Mikrokontroler ATmega16 Pengembangan bahasa pemograman menggunakan mikrokontroler AVR buatan ATMEL, menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR STUDIO merupakan software khusus untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR.
1. Pendahuluan Selama ini pemilik kendaraan bermotor khususnya roda empat, selalu kesulitan memarkirkan kendaraanya dalam kondisi tempat parkir yang padat. Hal ini diperlukan suatu alat yang mampu membantu pemilik kendaraan agar memberikan kemudahan parkir dalam keadaan apapun.
2.1.3 Bahasa Pemograman C++ Bahasa tingkat tinggi merupakan bahasa yang mudah di pahami oleh manusia, C dan C++ merupakan contoh dari bahasa tingkat tinggi. Contoh lain dari bahasa tingkat tinggi adalah Pascal, Perl, Java dan lain sebagainya. Sedangankan bahasa tingkat rendah merupakan bahasa mesin atau bahasa assembly [10]
Resiko terjadinya kecelakaan juga berpengaruh karena luas lahan yang sempit, dengan kapasitas parkir yang kurang memadai sebuah mobil membutuhkan alat bantu dalam memarkirkan kendaraan. Mobil keluaran lama masih mengandalkan sebuah spion untuk membantu
2.1.4 Sensor
1
Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik, dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh mikrokontroler. 2.1.5
Rangkaian mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem atau bisa disebut sebagai otak sistem. Rangkaian ini dilengkapi dengan port-port dimana CPU Board dapat berhubungan dengan modul-modul pendukung lainya. 3.1.1.3 Sensor Ultrasonik SRF04 Rangkaian yang terdiri dari TX (transmitter) dan RX (receiver). TX berfungsi sebagai pemancar sinyal yang mengenai penghalang sedangkan RX berfungsi sebagai penerima sinyal pantulan dari TX.
Relay
Relay adalah sebuah elektromagnet (batang besi didalam kumparan tidak bergerak) yang, ketika teraktifkan menarik potongan-potongan besi lunak pada pivot [12]. Relay merupakan komponen output yang sering digunakan pada berbagai peralatan elektronika. Relay berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik yang dikontrol dan memberikan tegangan dan arus tertentu pada koilnya. Berdasarkan jenis tegangan untuk menggerakanya, relay terbagi menjadi relay DC dan relay AC.
3.1.1.4 Display LCD Berfungsi sebagai output atau tampilan data dari hasil yang telah di proses oleh mikrokontroler.
2.1.6 LCD LCD merupakan perangkat display yang paling umum dipasangkan ke mikrokontroler, mengingat ukuranya yang kecil dan kemampuan menampilkan karakter atau grafik yang lebih baik dibandingkan display 7 segment ataupun alphanumerik [13].
Gambar 1. LCD 3.1.1.5 Buzzer
2.1.7 Code Vision AVR
Buzzer digunakan sebagai output berupa indikator bunyi pada sensor parkir, suara yang dihasilkan oleh buzzer bervariasi sesuai dengan jarak parkir, jika jarak mobil semakin dekat dengan objek penghalang didepan sensor, maka indikator bunyi dari buzzer akan akan semakin keras.
Code Vision AVR adalah sebuah compiler yang memiliki fasilitas Integrated Development Environment (IDE) dan didesain agar dapat menghasilkan program C secara otomatis untuk mikrokontroler Atmel AVR, program C yang diimplementasikan sesuai dengan arsitektur AVR [14].
3.1.1.6 USB Downloader
3. Metode Penelitian 3.1
USD Downloader sebagai jembatan penghubung antara sistem minimum dengan PC, agar program dapat diisikan dari PC/laptop kedalam mikrokontroler.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat penelitian dalam perancangan alarm kendali parkir mobil berbasis mikrokontroler Atmega16 dan sensor ultrasonik SRF04 berupa komponen perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras yang digunakan meliputi komponen pembangun mikrokontroler Atmega16, sedangkan perangkat lunak yang diperlukan mempunyai kebutuhan sebagai sistem pendukung perancangan alarm kendali parkir mobil berbasis mikrokontroler Atmega16 dan sensor ultrasonik SRF04.
3.1.1.7 Modul Relay Modul relay berfungsi sebagai switch, kendali ON/OFF switch relay yang sepenuhnya ditentukan oleh nilai output sensor yang telah diproses mikrokontroler akan menghasilkan perintah kepada relay untuk melakukan fungsi ON/OFF. 3.1.1.8 Power Supply 5 Vdc Rangkaian elektronik yang mengubah aliran listrik bolak-balik menjadi tegangan arus listrik searah.
3.1.1 Perangkat Keras Perangkat keras yang digunakan untuk memenuhi penelitian ini adalah : 3.1.1.1 Laptop Asus A43SJ
3.1.2 Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan untuk memenuhi penelitian ini adalah : 3.1.2.1 Codevision AVR 2.60
Laptop dengan spesifikasi prosesor menggunakan intel pentium dual-core B950, VGA NVIDIA geforce GT520M dengan 1GB DDR3 VRAM, memori SODIMM socket for expansion sampai 8GB SDRAM, DDR3 133 Mhz SDRAM.
Software gratis yang berfungsi sebagai text editor dalam menulis baris perintah sekaligus sebagai compiler yang dapat mengubah file sumber menjadi file dalam bentuk hexa.
3.1.1.2 Mikrokontroler AVR Atmega16
3.1.2.2 Bascom AVR 2
Salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler keluarga AVR.
menulis memo dan sebagainya dengan maksud menyisihkan data/informasi yang tidak relevan. 3.3.3
Display data adalah pendeskripsian sekumpulan informasi tersusun yang memberikan kemungkinan adanya penarikan kesimpulan dan pengambilan tindakan. Penyajian data kualitatif disajikan dalam bentuk teks naratif. Penyajiannya juga dapat berbentuk tabel atau diagram.
3.1.2.3 ProgISP Progisp merupakan aplikasi yang digunakan untuk pemograman mikrokontroler AVR atau MCS dan support dengan USBasp, mampu untuk mentransfer program berextensi *hex kedalam chip mikrokontroler dari komputer menuju IC mikrokontroler keluarga Atmel MCS-51 dan AVR Mega/Tiny. Software ProgISP merupakan software open-source. 3.2
Display Data
3.3.4
Verifikasi dan Penegasan Kesimpulan
Merupakan kegiatan akhir dari analisis data. Penarikan kesimpulan berupa kegiatan interpretasi, yaitu menemukan makna data yang telah disajikan. Antara display data dan penarikan kesimpulan terdapat aktivitas analisis data yang ada. Dalam pengertian ini analisis data kualitatif merupakan upaya berlanjut, berulang dan terus-menerus. Masalah reduksi data, penyajian data dan penarikan kesimpulan/ verifikasi menjadi gambaran keberhasilan secara berurutan sebagai rangkaian kegiatan analisis yang terkait.
Alur Penelitian
4. Hasil Dan Pembahasan 4.1
Rancangan Sistem atau Desain Produk
Konsep awal produk melalui rancangan sistem yang di implementasikan terhadap mikrokontroler atmega16 dan sensor ultrasonik SRF 04 berupa rancangan dalam bentuk flowchart dan skematik sensor parkir mobil. Desain produk memberikan pandangan secara visual sehingga mampu mewakili konsep awal dari rancangan sistem yang telah dibuat. 4.1.1 Rancangan Sistem Rancangan sistem berupa flowchart dan skematik sensor parkir mobil.
3.3
Gambar 2. Alur Penelitian Analisis Data
3.3.1
Pengumpulan Data
Pengumpulan data merupakan bagian integral dari kegiatan analisis data. Kegiatan pengumpulan data pada penelitian ini adalah dengan menggunakan metode wawancara, metode studi pustaka dan metode deskriptif. 3.3.2
Reduksi Data
Reduksi data, diartikan sebagai proses pemilihan, pemusatan perhatian pada penyederhanaan dan transformasi data kasar yang muncul dari catatan-catatan tertulis di lapangan. Reduksi dilakukan sejak pengumpulan data dimulai dengan membuat ringkasan, mengkode, menelusur tema, membuat gugus-gugus,
Gambar 3. Skematik Sensor Parkir Mobil
3
1. 2.
Perangkaian Komponen Elektronik Pemasangan jumper ke mikrokontroler atmega16 3. Pemasangan sensor ultrasonik SRF04 4. Pemasangan USB Downloader 5. Pemasangan RTC DS1307 6. Pemasangan buzzer 7. Instalasi USB downloader 8. Konversi dan compile program 9. Download program ke chip mikrokontroler 10. Packaging 4.4 Hasil Akhir Produk
Gambar 6. Hasil Akhir Produk
Gambar 4. Flowchart Sistem 4.2 Alur Produksi
Gambar 7. Sensor Parkir Mobil 4.1
Pengujian Rangkaian Mikrokontroler
4.1.1 Pengujian Power Hubungkan minimum system dengan sumber tegangan DC, misalkan baterei atau power suplly, cek kondisi led power apakah sudah menyala atau belum, jika led power telah menyala berarti tidak mengalami masalah sejauh ini. Namun jika LED power tidak menyala berarti rangkaian bermasalah pada bagian power suplly. Periksa tegangan pada pin nomor 1 IC regulator, cek besar tegangannya. 4.1.2 Pengujian Pemrograman Tahap ini bertujuan untuk menguji apakah mikrokontroler sudah bisa diprogram atau tidak. Jika minimum system sangat bagus, seharusnya pada tahap ini tidak menghadapi masalah. Untuk menguji coba, saya menggunakan sebuah usb downloader AVR (USBasp) dan software yang bernama khazama AVR downloader.
Gambar 5. Alur Produksi 4.3 Pembuatan Produk Pembuatan produk meliputi beberapa langkah, yaitu :
4
Hubungkan pin ISP dengan downloader. Kemudian buka aplikasi khazama, pilih Command kemudian Read Chip Signature. 4.1.3
Pengujian Sensor Ultrasonik
Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui jarak minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik SRF04 serta membandingkan jarak sebenarnya dengan jarak hasil pengukuran menggunakan sensor ultrasonik SRF04. Untuk menguji sensor ultrasonik SRF04 dapat menggunakan rangkaian seperti dibawah ini :
Gambar 9. Rangakaian pin LCD Pin – pin pada LCD yang dihubungkan antara lain pin VSS dihubungkan dengan ground pada catu daya dan VDD dihubungkan dengan kutub positif +5v pada catu daya. Untuk mengatur tingkat kecerahan atau kontras dari LCD dilakukan dengan cara menghubungkan pin VEE dengan trimpot. Setelah rangkaian tersebut dihubungan dengan arus listrik, LCD dapat menyala dengan baik dan layak digunakan. 4.1.5
Pengujian rangkaian Buzzer dimaksudkan untuk mengecek apakah buzzer bekerja dengan baik. Untuk mengetahui apakah buzzer bisa berfungsi dengan baik, dapat dilakukan dengan rangkaian sebagai berikut :
Gambar 8. Rangkaian sistematik Pengujian rangkaian sensor ultrasonik SRF04 dilakukan dengan menghubungkan antara modul sensor ultraonik SRF04 dengan rangkaian mikrokontroler ATmega16. Pin – pin pada SRF04 yang dihubungkan antara lain pin sumber tegangan +5v dihubungkan dengan kutub positif trafo regulator +5v, Pin Trigger dihubungkan dengan P1.0, Pin Echo dihubugkan dengan P1.1 dan pin Ground dihubungkan dengan kutub negatif trafo regulator. 4.1.4
Pengujian Buzzer
Pengujian Rangkaian LCD
Tujuan pengujian rangkaian LCD adalah untuk mengecek apakah LCD bekerja dengan baik. Untuk mengetahui apakah LCD berfungsi dengan baik atau tidak, bisa dilakukan dengan menghubungkannya dengan catu daya yang diberi tegangan 5 Volt. Rangkaian yang digunakan adalah sebagai berikut : Gambar 10. Rangkaian buzzer Terdiri dari 2 kabel. Satu kabel hitam terhubung dengan ground mikrokontroler, Satunya lagi terhubung
5
ke pin mikrokontroler. Pengujian buzzer dapat dilakukan dengan menghubungkan kutub posisitf dan kutub negatif pada buzzer dengan baterai 3 volt. Setelah dicek buzzer masih mengeluarkan bunyi. Sehingga buzzer dalam keadaan baik
4.
Buzzer mampu berfungsi sebagai indikator suara pada sensor parkir mobil dari frekuensi tinggi, sedang dan rendah sehingga mampu mengingatkan pengguna mobil sebagai indikasi bahaya
5.2 Saran Dari hasil penelitian ini maka penulis memberikan saran kepada pembaca dalam rangka kemajuan alat ini ke depan, diantaranya : 1. Pengembangan model prototipe sensor parkir mobil berbasis mikrokontroler ATmega16. Dimana alat yang dibuat tidak hanya dalam bentuk prototipe, tetapi langsung diterapkan pada mobil. 2. Setting jam digital pada sensor parkir mobil perlu dibuat agar lebih kompleks
4.5 Hasil Pengujian Pengujian rangkaian keseluruhan dilakukan setelah pengecekan mulai dari bagian masing-masing rangkaian penyusun dan pengisian program ke dalam IC mikrokontroler ATmega16 selesai. Adapun langkahlangkah pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Menghubungkan kabel dari rangkaian ke colokan listrik atau power supply 2. Mengatur jarak penghalang yang digunakan untuk pengukuran. 3. Mencatat hasil pengukuran untuk kemudian dianalisa. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dan yang diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Pengujian alat dilakukan dengan mengatur jarak penghalang yang ada di depan sensor. Dari pengujian alat yang dilakukan didapatkan hasil pengukuran yang mempunyai selisih dengan jarak sebenarnya. Karakteristik objek penghalang berpengaruh pada hasil pengukuran jarak dengan menggunakan sensor ultrasonik SRF04. Range jarak yang digunakan untuk membedakan karakter bunyi dari speaker yaitu 0 cm – 10 cm (tinggi), 10 cm – 20 cm (sedang) dan 20 cm – 30 cm (rendah). Bunyi speaker yang berbeda – beda setiap rangenya dipengaruhi oleh jarak penghalang. Hasil pengujian dapat membuktikan bahwa sensor ultrasonik bekerja berdasarkan kemampuan penghalang memantulkan kembali gelombang ultrasonik yang dikirim oleh sensor ultrasonik, gangguan pada pendeteksiaan sensor ultrasonik dapat diakibatkan oleh karakteristik penghalang yang kurang mampu untuk memantulkan gelombang bunyi dengan baik dan adanya interferensi gelombang dengan frekuensi yang sama.
Daftar Pustaka [1] Wahyudin, Didin. 2007, Belajar Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic Menggunakan Bascom-8051. CV. Andi Offser, Yogyakarta [2] Pratama Hadijaya. 2012, Akuisisi Data Kinerja Ultrasonik Berbasis Sistem Komunikasi Serial Menggunakan Atmega16, Jurnal Teknik Elektro, FPTK UPI. Volume 11/ No.2. [3] Arief, M. U. 2011, Pengujian Sensor Ultrasonik PING untuk Pengukuran Level Ketinggian dan Volume Air, Jurnal Ilmiah “Elektrikal Enjiniring” UNHAS, Volume 09/ No.02. [4] Shaleh, K. 2011, Mikrokontroler Atmega8535 menggunakan bahasa basic, Jurnal Universitas Sriwijaya, 4(B). [5] Winoto, A.2008, Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan Pemrogramanya dengan Bahasa C pada WinAVR + CD, Informatika, Bandung. [6] Pedoman Teknis Penyelenggaraan Fasilitas Parkir”, Direktorat Jenderal Perhubungan Darat, Departemen Perhubungan, Jakarta, 2005 [7] Viki, Z. P. 2011, Rancang Bangun Alat Ukur Ketinggian Bensin di dalam Reservoir SPBU dengan Sensor Ultrasonik. Skripsi Universitas Andalas. Malang. Biodata Penulis
5. Kesimpulan dan Saran
Fandhy Bangun Pambajeng, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2015.
5.1
Kesimpulan Dari keseluruhan proses pembuatan tugas akhir ini, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Mikrokontroler Atmega16 dapat berfungsi sebagai pengendali utama dalam pemrosesan data dan jarak parkir yang dihasilkan dari sensor ultrasonik 2. Penggunaan modul sensor ultrasonik SRF04 dapat menghasilkan data yang akurat, namun karakteristik objek penghalang berpengaruh pada hasil pengukuran. 3. Jarak sensor dengan objek penghalang ditampilkan melalui LCD dengan satuan centimeter.
Melwin Syafrizal, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2004. Memperoleh gelar Master of Engineering (M.Eng) Program Pasca Sarjana Magister Teknologi Informasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Gajah Mada Yogyakarta, lulus tahun 2009. Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta.
6
